数字电路课程设计报告
设计课题： 数字电子钟逻辑电路设计
班 级：电子科学技术
姓 名：
学 号：
指导老师：
设计时间：2016年X月18日~20日
学 院：物理信息工程学院
容摘
数字电子钟种数字显示秒分时日计时装置传统机械钟相具走时准确显示直观机械传动装置等优点广泛应：日常生活中电子手表车站码头机场等公场型数显电子钟数字电子时钟标准频率（1Hz）进行计数计数电路通常石英晶体振荡器电路构成数字钟保证频率稳定16进制芯片74HC161设计成610进制实现时间计数单元计数功采CD4511作显示译码电路选择LED数码作显示单元电路CD4511输进二进制信号翻译成十进制数字数码显示出
目 录
容提
二 设计务求
三 总体方案选择证
四 单元电路设计元器件选择参数计算
五 电路图
六 组装调试
七 元器件
八 设计总结
九 附录
十 参考文献
数字电子钟逻辑电路设计
容提
次课程设计目通设计实验解CD4060CD451174HC7474HCl6174HC0074HC04等芯片功脚排列进步理解设计方案设计理念扩展设计思路视野
二设计务求
中规模集成电路设计台显示日时分秒数字电子钟求：
1．晶振电路产生1Hz 标准秒信号
2．秒分00—59六十进制计数器
3．时00—23二十四进制计数器
4．周显示1—日七进制计数器
5．手动校正：分进行秒分时日校正开关置手动位
置分秒分时日进行手动脉输入调整连续脉输入校正
三总体方案证
系统框图
根设计方案数字电子钟框图分模块进行设计：
秒脉发生器计数译码数码显示校正电路
秒脉发生器数字钟核心部分精度稳定度决定数字钟质量通常晶体振荡器发出脉整形分频获1Hz标准秒脉
计数译码秒分时日分606024 7 进制状态表计数器秒分均六十进制显示00～59位十进制十位六进制时二十四进制计数器显示00～23位十进制十位三进制十进位计2位计4 时清零二十四进制
数码显示采阴数码
校正电路走时准确造成显示时间跳变快慢时表进行校准功利手动单脉连续脉输入进行校准
四单元电路设计元器件选择参数计算
（1） 元器件选择
74HC00：2输入端四非门极限电源电压7V74HC04：含6组相反相器极限电源电压7V
74HC74：双D触发器做成二分频极限电源电压7V
74HC161：预置步4位二进制计数器16进制异步复位工作电压6V74LS161互兼容
CD4060：14级计数器进行14分频电压范围宽应该工作3V～15V
CMOS BCD—锁存7 段译码驱动器驱动阴极LED（数码）显示器BCD码—七段码译码器电源电压范围：3V~18V
晶振：32768Hz晶振15分频1Hz信号
（2） 单元电路设计
Q0 Q1 Q2 Q3 状态表
Q0
Q1
Q2
Q3
Y
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
1
0
0
2
1
1
0
0
3
0
0
1
0
4
1
0
1
0
5
0
1
1
0
6
1
1
1
0
7
0
0
0
1
8
1
0
0
1
9
Q3Q2Q1Q0分应74HC161芯片11121314引脚2460进制拆开十位位显示
1晶振电路
该电路产生1Hz4Hz时钟信号连接CD40602引脚输出4Hz3引脚输出2Hz3引脚输出芯片二分频1Hz秒脉信号2引脚设计校正时钟信号
2日时电路
时二十四进制位01时十进制计数时位接1114引脚非成置位端十进制9端接高电1端端位1端连接时23时进位时置位时位12十位13端口非成时位十位端周6端日进位接74HC1612端时钟线日74HC161芯片1端直接置1直接接1213非信号接9端置位端
3秒分电路
2Hz输出芯片二分频秒脉信号开关74HC1612端口时钟信号连接秒位十进制0—9Q0Q1Q2Q3引脚代表8421码74HC1611114端非做秒十位时钟信号输入身置位输入Q0Q3非做秒十位秒十位进位作74HC1612端时钟信号
五电路图
（1）整体电路
（2）晶振电路
图中CD406014分频74HC74二分频
（3）秒分电路
（4）时日电路
六组装调试
分3板时日模块分秒模块晶振模块仪器单片机开发板块数字万表
调试晶振模块秒脉信号开发板模块供电连接开发板数码1Hz信号输出通观察数灯闪烁频率计算秒脉信号调试发现灯30秒约闪烁60次均1秒2次螺丝刀旋转电容改变电容直10秒闪烁10次1秒闪烁次输出信号1Hz然调试4Hz1Hz信号调试方法样调试秒分没问题调试日时数码显示问题检查数码2引脚短接修改测试误调试完成
七元器件
器件名称
型号
数量
芯片
74HC00
1
74HC04
1
74HC74
1
74HC161
7
CD4060
1
CD4511
7
晶体振荡器
32768
1
电阻
22MΩ
1
32MΩ
1
阴极数码显示器
7
拨动开关
4
调电容
30PF
2
芯片座
DIP14
3
DIP16
15
万电路板
3
焊锡
干
软电线
干
八设计总结
系统分析
测试电路实现设计求实现数字钟基功秒脉信号6024进制计数器等模块均正常工作
焊接晶振时发现晶振起振检查发现焊接时容连接部分没接
心体会
通次数字电子钟课程设计课学知识实践相结合中学知识更进步理解更进步熟悉芯片结构掌握芯片工作原理具体方法锻炼独立思考问题力通查相关资料解决问题惯然次简单课程设计通次课程设计解课程设计般步骤设计中应注意问题设计身重意义学问题时态度处理事情力芯片够完成什样功芯片时应该注意点电路芯片实现芯片实现功区通次课程设计受益非浅首先深入解设计电路步骤接手课题项目时候马动手搞应该先进行行性证实验程中通选取元件确定电路形式计算等等提高实践动手操作力时通调试发现错误分析排障
九附录
实物图
芯片图
74HC00
74HC04 74HC74
74HC161 数码
CD4060 CD4511
十参考文献
[1] 康华光 电子技术基础（数字部分） 北京：高等教育出版社2000(数字钟文)
[2] 康华光 电子技术基础数字部分（第五版） 高等教育出版社2006年
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数字电路课程设计报告
设计课题： 数字电子钟逻辑电路设计
班 级：电子科学技术
姓 名：
学 号：
指导老师：
设计时间：2016年X月18日~20日
学 院：物理信息工程学院
容摘
数字电子钟种数字显示秒分时日计时装置传统机械钟相具走时准确显示直观机械传动装置等优点广泛应：日常生活中电子手表车站码头机场等公场型数显电子钟数字电子时钟标准频率（1Hz）进行计数计数电路通常石英晶体振荡器电路构成数字钟保证频率稳定16进制芯片74HC161设计成610进制实现时间计数单元计数功采CD4511作显示译码电路选择LED数码作显示单元电路CD4511输进二进制信号翻译成十进制数字数码显示出
目 录
容提
二 设计务求
三 总体方案选择证
四 单元电路设计元器件选择参数计算
五 电路图
六 组装调试
七 元器件
八 设计总结
九 附录
十 参考文献
数字电子钟逻辑电路设计
容提
次课程设计目通设计实验解CD4060CD451174HC7474HCl6174HC0074HC04等芯片功脚排列进步理解设计方案设计理念扩展设计思路视野
二设计务求
中规模集成电路设计台显示日时分秒数字电子钟求：
1．晶振电路产生1Hz 标准秒信号
2．秒分00—59六十进制计数器
3．时00—23二十四进制计数器
4．周显示1—日七进制计数器
5．手动校正：分进行秒分时日校正开关置手动位
置分秒分时日进行手动脉输入调整连续脉输入校正
三总体方案证
系统框图
根设计方案数字电子钟框图分模块进行设计：
秒脉发生器计数译码数码显示校正电路
秒脉发生器数字钟核心部分精度稳定度决定数字钟质量通常晶体振荡器发出脉整形分频获1Hz标准秒脉
计数译码秒分时日分606024 7 进制状态表计数器秒分均六十进制显示00～59位十进制十位六进制时二十四进制计数器显示00～23位十进制十位三进制十进位计2位计4 时清零二十四进制
数码显示采阴数码
校正电路走时准确造成显示时间跳变快慢时表进行校准功利手动单脉连续脉输入进行校准
四单元电路设计元器件选择参数计算
（1） 元器件选择
74HC00：2输入端四非门极限电源电压7V74HC04：含6组相反相器极限电源电压7V
74HC74：双D触发器做成二分频极限电源电压7V
74HC161：预置步4位二进制计数器16进制异步复位工作电压6V74LS161互兼容
CD4060：14级计数器进行14分频电压范围宽应该工作3V～15V
CMOS BCD—锁存7 段译码驱动器驱动阴极LED（数码）显示器BCD码—七段码译码器电源电压范围：3V~18V
晶振：32768Hz晶振15分频1Hz信号
（2） 单元电路设计
Q0 Q1 Q2 Q3 状态表
Q0
Q1
Q2
Q3
Y
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
1
0
0
2
1
1
0
0
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0
1
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1
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1
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0
0
0
1
8
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0
1
9
Q3Q2Q1Q0分应74HC161芯片11121314引脚2460进制拆开十位位显示
1晶振电路
该电路产生1Hz4Hz时钟信号连接CD40602引脚输出4Hz3引脚输出2Hz3引脚输出芯片二分频1Hz秒脉信号2引脚设计校正时钟信号
2日时电路
时二十四进制位01时十进制计数时位接1114引脚非成置位端十进制9端接高电1端端位1端连接时23时进位时置位时位12十位13端口非成时位十位端周6端日进位接74HC1612端时钟线日74HC161芯片1端直接置1直接接1213非信号接9端置位端
3秒分电路
2Hz输出芯片二分频秒脉信号开关74HC1612端口时钟信号连接秒位十进制0—9Q0Q1Q2Q3引脚代表8421码74HC1611114端非做秒十位时钟信号输入身置位输入Q0Q3非做秒十位秒十位进位作74HC1612端时钟信号
五电路图
（1）整体电路
（2）晶振电路
图中CD406014分频74HC74二分频
（3）秒分电路
（4）时日电路
六组装调试
分3板时日模块分秒模块晶振模块仪器单片机开发板块数字万表
调试晶振模块秒脉信号开发板模块供电连接开发板数码1Hz信号输出通观察数灯闪烁频率计算秒脉信号调试发现灯30秒约闪烁60次均1秒2次螺丝刀旋转电容改变电容直10秒闪烁10次1秒闪烁次输出信号1Hz然调试4Hz1Hz信号调试方法样调试秒分没问题调试日时数码显示问题检查数码2引脚短接修改测试误调试完成
七元器件
器件名称
型号
数量
芯片
74HC00
1
74HC04
1
74HC74
1
74HC161
7
CD4060
1
CD4511
7
晶体振荡器
32768
1
电阻
22MΩ
1
32MΩ
1
阴极数码显示器
7
拨动开关
4
调电容
30PF
2
芯片座
DIP14
3
DIP16
15
万电路板
3
焊锡
干
软电线
干
八设计总结
系统分析
测试电路实现设计求实现数字钟基功秒脉信号6024进制计数器等模块均正常工作
焊接晶振时发现晶振起振检查发现焊接时容连接部分没接
心体会
通次数字电子钟课程设计课学知识实践相结合中学知识更进步理解更进步熟悉芯片结构掌握芯片工作原理具体方法锻炼独立思考问题力通查相关资料解决问题惯然次简单课程设计通次课程设计解课程设计般步骤设计中应注意问题设计身重意义学问题时态度处理事情力芯片够完成什样功芯片时应该注意点电路芯片实现芯片实现功区通次课程设计受益非浅首先深入解设计电路步骤接手课题项目时候马动手搞应该先进行行性证实验程中通选取元件确定电路形式计算等等提高实践动手操作力时通调试发现错误分析排障
九附录
实物图
芯片图
74HC00
74HC04 74HC74
74HC161 数码
CD4060 CD4511
十参考文献
[1] 康华光 电子技术基础（数字部分） 北京：高等教育出版社2000(数字钟文)
[2] 康华光 电子技术基础数字部分（第五版） 高等教育出版社2006年
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