第一篇：数字电路课程设计——电子钟
一、设计目的：1、2、3、让学生掌握组合逻辑电路、时序逻辑电路及数字逻辑电路系统的设计、安装、测试方法； 进一步巩固所学的理论知识，提高运用所学知识分析和解决实际问题的能力； 初步掌握使用EDA（电子设计自动化）工具设计数字逻辑
电路的方法，包括设计输入、编译、软件仿真、下载和硬件仿真等全过程；
4、经过查资料、选方案、设计电路、撰写设计报告、使学生得
到一次较全面的工程实践训练，通过理论联系实际，提高和培养创新能力，为后续课程的学习，毕业设计，毕业后的工作打下基础。
二、设计要求要求和及采用的器件和软件
1、电子钟具有下述功能：
⑴、实验台上的六个数码管显示时、分、秒；
⑵、能使电子钟复位(清零)；
⑶、能启动和停止电子钟运行；
⑷、在电子钟停止运行状态下，能够修改时、分、秒的值； ⑸、具有报时功能，整点时喇叭鸣叫。
2、所用实验箱及芯片：ispLSI1016E-80LJ44芯片，TDS系列数字电路实验系统
3、设计所用软件：ispEXPERT编程软件
三、设计思想及说明
根据实验要求，设计出两个模60计数器和一个模24计数器分别接用来显示分、秒、时的阴极数码管，秒的模60计数器的进位信号作为分的计数器的时钟信号，分的进位信号作为小时计数器的时钟信号，同时将其作为喇叭的控制信号。另外，由于TDS实验系统可以提供脉冲的最小频率是100KHZ，因此为了为电子钟提供1HZ的脉冲，必须对实验箱提供的脉冲进行分频。
四、源程序
MODULE ss
TITLE 'ss'
“inputs
clk,aclr,stop,aset1,aset2,aset3 pin;
”outputs
s7..s0 pin istype 'REG';
m7..m0 pin istype 'REG';
h7..h0 pin istype 'REG';
alarm pin;
“sets
HF=[h3..h0];HS=[h7..h4];MF=[m3..m0];MS=[m7..m4];SF=[s3..s0];SS=[s7..s4];
”Temporary Variables
Q3..Q0,P3..P0,W3..W0,U3..U0,O3..O0,cl0 node istype 'REG';
V,bcounter node istype 'REG';
clk1,clk2,malarm,salarm node;
Q=[Q3..Q0];
P=[P3..P0];
O=[O3..O0];
W=[W3..W0];
U=[U3..U0];
EQUATIONS
Q.clk=clk;
Q:=(Q+1)&!(Q==9);//100KHZ
P.clk=(Q==9);
P:=(P+1)&!(P==9);
cl0.clk=(P==9);
cl0=!cl0;
O.clk=(P==9);
O:=(O+1)&!(O==9);
W.clk=(O==9);
W:=(W+1)&!(W==9);
U.clk=(W==9);
U:=(U+1)&!(U==4);
V.clk=(U==4);
V:=!V;
bcounter.clk=(U==4);
bcounter:=stop;
SF.clk=(!V&!bcounter)#(!aset1&bcounter)#(!V&!aset1);
SF:=(SF+1)&!(SF==9);
SS.clk=!(SF==9);
SS:=(SS+1)&!(SS==5);
clk1=(SS==5)&(SF==9);
MF.clk=(!clk1&!bcounter)#(!aset2&bcounter)#(!clk1&!aset2);
MF:=(MF+1)&!(MF==9);
MS.clk=!(MF==9);
MS:=(MS+1)&!(MS==5);
clk2=(MS==5)&(MF==9);
HF.clk=(!clk2&!bcounter)#(!aset3&bcounter)#(!clk2&!aset3);
HF:=(HF+1)&!(HF==9);
HS.clk=!(HF==9);
HS:=(HS+1)&!(HS==2);
HF.aclr=aclr#(HS==2)&(HF==4);//24进制
HS.aclr=aclr#(HS==2)&(HF==4);
SF.aclr=aclr;//复位
SS.aclr=aclr;
MF.aclr=aclr;
MS.aclr=aclr;
salarm=(SS==0)&(SF==0);//报时
malarm=(MF==0)&(MS==0);
alarm=cl0&salarm&malarm;
END
五、程序分析及使用说明
将S3..S0,S7..S4,M3..M0,M7..M4,H3..H0,H7..H4从右向左分别接在BCD数码管的接口 上，SF.clk,MF.clk,HF.clk分别接秒，分，小时的时钟脉冲，从alarm引线接喇叭的输入借口，CLK接100KHZ的脉冲,stop,aclr都接开关，分别实现停止和复位的功能。Stop高电平时，正常工作，低电平是时钟暂停。Aclr高电平时，正常工作，低电平时复位清零。
刚开始做设计时，一片茫然。不知道从何下手，后来通过资料了解到电子钟的基本工作原理，然后就只剩下写程序了。但able语言我们学的都不怎么好，本来题目中提示分成好几个模块，各个模块分别实现一个功能，这样看起来程序比较有条理，思路也很清晰。但我们想这样还不如将所有的功能在一个模块中实现，这样做比较简单一些。在写程序的过程中，由于看到以前同学的设计，我们想到了可能在时钟脉冲变化时会产生竞争冒险，果然还是出现问题：在“停止-调表”状态和计时状态转换时，数码管显示的数出现无规律地跳变，而且跳变时有时无。问题出在什么地方呢？经过我们的仔细检查及同学的帮助，终于找到问题的所在原来在处理“停止-调表”状态和计时状态时存在竞争冒险，也就是这一句：
SF.clk=(!V&!stop)#(!aset1&stop)
这条语句意思是当停止stop信号无效（为0）时，秒钟的时钟信号为分频后的信号v(频率为1秒，占空比50%)；当停止stop信号有效（为1）时，秒钟的时钟信号为手动设置信号，这样每按一下单脉冲，秒钟就计数加1。同理，分钟、小时钟也如此。冒险是这样的：当!V、!aset1同时为1时，SF.clk=!stop#stop。当stop从1变到0时，电路将出现冒险于是我们想到在后面再加上一个添加项（!V&!aset1）,使SF.clk=(!V&!stop)#(!aset1&stop)#(!V&!aset1)。这样冒险就消除了。
另外我们看到以前的同学做的还提到了毛刺现象，我们一想这确实是个问题。还是脉冲变化引起的，我们想到另设一个二进制计数器bcounter取代stop,并使
bcounter.clk=(U==4)；
bcounter:=stop；
这两句代码的意思是，bcounter在下一个时钟沿（时钟周期为0.5s）到来的时候取stop的值，这样就使得调整stop时只产生一个值，不会使秒钟一瞬间发生累加，从根本上解决了问题。
六、设计心得：
这次实验之前自己很心虚，因为able语言学的实在不怎么好。我们也想到完全用硬件设计，但后来考虑到要是用硬件的话，将会用到太多的实验的仪器，这样比较麻烦。设计的目的也没有完全达到，于是我们就开始重新看书，把able语言又复习了一遍，虽然还有好多的语法，函数并没有看到。但对于设计来说已经影响不是太大，我们在总结前人的设计经验及方法上，通过改进，终于设计出了自己的电子钟。在设计的过程的中，我们在图书馆看到很多这方面的书，也在同学及老师那里了解到不少这方面的知识，在此感谢给我们提供帮助的同学和辅导老师，你们的帮助才让我们按时完成了设计。通
过这次的课程设计我们对数字逻辑有了新的认识，将自己所学的知识运用到实践中去一直是我们学习的目的。我想在今后的学习中我们要更加注重理论与实践的结合。
第二篇：电子钟课程设计
paequ 8002h
pbequ 8004h
pccequ 8001h
ORG0000HLJMP STARTORG 001BHLJMP INT
START:MOV R0,#71HMOV R1,#06H
CLEAR:MOV @R0,#00HINC R0
DEC R1
DJNZ R1,CLEARMOV 6DH,#00MOV 6CH,#00MOV 7DH,#00ACALL MIAOMOV 7EH,#00ACALL FENMOV 7FH,#00ACALL XIAOSHIINI8255:MOV DPTR ,#8003HMOV A,#81H
MOVX @DPTR,AINIT1:MOV TMOD ,#20HMOV TL1, #06HMOV TH1,#06HSETB TR1SETB ET1SETB EA
LOOP1: LCALL DISPLAYLCALL YMYJZLOOP1MOV R1,#70H
LCALL DDCJNE A ,#0FH,LOOP1CLRTR1
LOOP2:LCALL DIR
LCALL YMYJZLOOP2;清零;8255初始化;T1初始化;判断有无键按下;判断到底哪个键按下;判断有无键按下
LCALL DD;判断到底哪个键按下，并写进存储单元CJNE R1,#77H,LOOP;最后一位有没有输入完
SETBTR1
LCALL ZH
LJMPLOOP1
LOOP:LJMPLOOP2
INT:PUSH ACC;中断子程序
PUSH PSW
INC 6DH
MOV A,6DH
JNZ BJ
INC 6CH
BJ:MOV A,#0A0H
CJNE A,6DH,RETURN
MOV A,#0FH
CJNE A,6CH,RETURN
MOV 6DH,#00H
MOV 6CH,#00H
MOV A,#01H
ADD A,7DH
MOV 7DH,A
ACALL MIAO
MOV A,7DH
CJNE A,#60,RETURN
MOV 7DH,#0
ACALLMIAO
INC7EH
ACALL FEN
MOV A,7EH
CJNE A,#60,RETURN
MOV7EH,#00H
ACALL FEN
INC 7FH
ACALL XIAOSHI
MOV A,7FH
CJNE A,#24,RETURN
MOV 7FH,#00H
ACALL XIAOSHI
RETURN: POP PSW
POP ACC
RETI
MIAO: MOV A,7DH
DIV AB
MOV 75H, A
MOV 76H,B
RET
FEN:MOV A,7EH
MOV B,#10
DIV AB
MOV 73H,A
MOV 74H,B
RET
XIAOSHI: MOV A,7FH
MOV B,#10
DIV AB
MOV 71H,A
MOV 72H,B
RET
ZH:;输入值转换并送入相应存储单元
MOVA, 75H
MOVB,#10
MULAB
ADD A,76H
MOV7DH,A
MOVA, 73H
MOVB,#10
MULAB
ADD A,74H
MOV 7EH,A
MOVA, 71H
MOVB,#10
MULAB
ADD A,72H
MOV 7FH,A
RET
DISPLAY: MOVA,7DH;显示子程序
MOVB,#10
DIVAB
MOV75H,A
MOV76H,B
MOVA,7EH
DIVAB
MOV73H,A
MOV74H,B
MOVA,7FH
MOVB,#10
DIVAB
MOV71H,A
MOV72H,B
DIR:MOV R0,#76H
MOV R2,#01H
CLR C
DIR1:MOV A,R2
MOV DPTR,#pa
MOVX @DPTR,A
MOV A,@R0
MOV DPTR,#TAB
MOVC A,@A+DPTR
MOV DPTR, #pb
MOVX @DPTR,A
ACALL DELAY
DEC R0
MOV A,R2
RL A
MOV R2,A
CJNE R0,#70H,DIR1
RET
TAB:DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH,40H
YMY:MOV DPTR,#pa;判断有无键按下子程序
MOV A,#00H
MOVX @DPTR ,A
INC DPTR
mov DPTR,#pcc
MOVX A,@DPTR
CPL A
ANL A,#0FH
RET
DD:MOV R2,#0DFH;判断到底哪个键按下并送入相应单元子程序MOV R5,#4
MOV R4,#00H
LK4:MOV DPTR,#pa
MOV A,R2
MOVX @DPTR,A
INC DPTR
mov DPTR,#pcc
MOVX A,@DPTR
JB ACC.0,LINE1
MOV A,#00H
AJMP LKP
LINE1:JB ACC.1,LINE2
MOV A,#04H
AJMP LKP
LINE2:JB ACC.2,LINE3
MOV A,#08H
AJMP LKP
LINE3:JB ACC.3,NEXT
MOV A,#0CH
LKP:ADD A,R4
ACALL KEYIN
PUSH ACC
LK3:ACALL YMY
JNZ LK3
POP ACC
RET
NEXT:INC R4
MOV A,R2
RR A
MOV R2,A
DJNZ R5,LK4
KEND:RET
KEYIN:
MOVDPTR,#KEYTAB
MOVCA,@A+DPTR
MOV@R1,A
INCR1
RET
DELAY: MOV R7,#02H
DE:MOV R6,#0FFH
DJNZ R6, $
DJNZ R7,DE
RET
KEYTAB: DB 00H,0FH,0EH,0DH
DB 01H,02H,03H,0CH
DB 04H,05H,06H,0BH
DB 07H,08H,09H,0AH
END
;本程序用到的8255是这样接的：PA口接位选信号，也是列信号，;PB口接七段数码管，PC口只用到其低四位，接行信号。
;通过改变8255的初始化，接法不固定。
;运行时，F键可设置时间值（先停后设置）
第三篇：数字电路课程设计
一、设计报告书的要求： 1.封面
2.课程设计任务书（题目，设计要求，技术指标等）
3.前言（发展现状、课程设计的意义、设计课题的作用等方面）。3.目录
4.课题设计（⑴ 写出你考虑该问题的基本设计思路，画出一个实现电路功能的大致框图。
⑵ 画出框图中的各部分电路，对各部分电路的工作原理应作出说明。⑶ 画出整个设计电路的原理电路图，并简要地说明电路的工作原理。⑷ 用protel画原理电路图。
(5)用Multisim或者Proteus画仿真图。
5.总图。
6.课题小结（设计的心得和调试的结果）。7.参考文献。
二、评分依据：
①设计思路，②单元电路正确与否，③整体电路是否完整，④电路原理说明是否基本正确，⑤报告是否清晰，⑥答辩过程中回答问题是否基本正确。
三、题目选择：（三人一组，自由组合）（设计要求，技术指标自己选择）
1、基于DC4011水箱水位自动控制器的设计与实现
水箱水位自动控制器，电路采用CD4011四与非门作为处理芯片。要求能够实现如下功能：水箱中的水位低于预定的水位时，自动启动水泵抽水；而当水箱中的水位达到预定的高水位时，使水泵停止抽水，始终保持水箱中有一定的水，既不会干，也不会溢，非常的实用而且方便。
2、基于CD4011声控、光控延时开关的设计与实现
要求电路以CD4011作为中心元件，结合外围电路，实现以下功能：在白天或光线较亮时,节电开关呈关闭状态,灯不亮；夜间或光线较暗时，节电开关呈预备工作状态，当有人经过该开关附近时，脚步声、说话声、拍手声等都能开启节电开关。灯亮后经过40秒左右的延时节电开关自动关闭，灯灭。
3、基于CD4011红外感应开关的设计与实现
在一些公共场所里，诸如自动干手机、自动取票机等，只要人手在机器前面一晃，机器便被启动，延时一段时间后自动关闭，使用起来非常方便。要求用CD4011设计有此功能的红外线感应开关。
4、基于CD4011红外线对射报警器的设计与实现
设计一款利用红外线进行布防的防盗报警系统，利用多谐振荡器作为红外线发射器的驱动电路，驱动红外发射管，向布防区内发射红外线，接收端利用专用的红外线接收器件对发射的红外线信号进行接收，经放大电路进行信号放大及整形，以CD4011作为逻辑处理器，控制报警电路及复位电路，电路中设有报警信号锁定功能，即使现场的入侵人员走开，报警电路也将一直报警，直到人为解除后方能取消报警。
5、基于CD4069无线音乐门铃的设计与实现
音乐门铃已为人们所熟知，在一些住宅楼中都装有音乐门铃，当有客人来访时，只要按下门铃按钮，就会发出“叮咚”的声音或是播放一首乐曲，然而在一些已装修好的室内，若是装上有线门铃，由于必须布线，从而破坏装修，让人感到非常麻烦。采用CD4069设计一款无线音乐门铃，发射按键与接收机间采用了无线方式传输信息。
6、基于时基电路555“叮咚”门铃的设计与实现
用NE555集成电路设计、制作一个“叮咚”门铃，使该装置能够发出音色比较动听的“叮咚”声。
7、基于CD4511数显八路抢答器的设计与实现
CD4511是一块含BCD-7段锁存、译码、驱动电路于一体的集成电路。设计一款基于CD4511八路抢答器，该电路包括抢答，编码，优先，锁存，数显和复位。
8、基于NE555+CD4017流水彩灯的设计与实现 以NE555和CD4017为核心，设计制作一个流水彩灯，使之通过调节电位器旋钮，可调整彩灯的流动速度。
9、水位指示的设计与实现
电路的功能是检测容器内的水位。把探头分别装在容器的底部、中部和顶部。通过3根导线与电路板连接，而3个LED分别代表不同的水位。
10、基于数字电路双向炫彩流水灯的设计与实现
电路由无稳态多谢振荡器、可逆计数器、三八线译码器和发光二极管组成；实现流水灯正反向循环旋转。
11、基于数字电路六位数字钟的设计与实现
设计一款纯数字电路打造的6位数字时钟。数字钟是采用数字电路对“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置。
12、八路声光报警器的设计与实现
八路声光报警器中八位优先编码器CD4532将输入D0~D7的八路开关量译成三位BCD码，经BCD锁存/七段译码/驱动器CD4511译码，驱动共阴极数码管显示警报电路0—7，路输入开关中的任一路开路，显示器即显示该路号，发出数码光报警；同时优先编码器CD4532的GS段输出高电平，使开关三极管饱和导通，启动声报警电路工作。声报警电路由时基集成电路NE555和六反相器CD4069组成。
13、基于CD4060梦幻灯的设计与实现（基于proteus仿真）
设计一款电路，使其具有多种美丽的声光效果，三种颜色的LED随机组合，五彩斑斓，配有生日快乐音乐芯片，闪光的同时有生日快乐音乐播放，蜂鸣器发生，音乐芯片直接可以装到电路板上，备有电源开关，方便控制，可以外接交流电源或电池。可作生日礼物相送。
14、变音警笛电路的设计与实现 设计一款电路，该电路采用两片NE555时基集成电路构成的变音警笛电路，能发出“呜-哇-呜-哇”的警笛声。
15、魔幻LED摇摇棒的设计与制作
“摇摇棒”是一种利用我们的“视觉暂留效应”工作的高科技电子玩具。接通电源后，它上面的一列LED（发光二极管）不停地闪烁，当你摇动它时，会看见空中梦幻般的浮现一个个笑脸、爱心等图案或者文字。“摇摇棒”使用了一块单片机。通过编写程序，在它内部存储若干幅图形和文字，用一只轻触按钮来选择要显示的内容，并且使用一只动作传感器开关来确保显示正常。
16、基于数字电路NE555、CD4017LED骰子的设计与实现
由555组成的多谐振荡器和CD4017十进制计数器／脉冲分配器构成。7个发光二极管模拟骰子的点数，当按下按钮1秒以上，骰子上的发光二极管高速循环点亮，之后循环速度越来越慢并最终随机停止于某个点上。
17、数显计数器的设计与实现
不需要编程的计数器模块，有3个数码管显示，使用14553和14511芯片进行控制驱动。
18、基于555简易催眠器的设计与制作
时基电路555构成一个极低频振荡器，输出一个个短的脉冲，使扬声器发出类似雨滴的声音
19、基于数字电路电动机转速表的设计与实现
在电动机转动时，人眼无法统计电动机单位时间转转的圈数，即使电动机每秒钟只转动几圈，我们也无法准确的数数来得到电动机每分钟的转动圈数。设计一款电动机转速表来计数，最大可以显示999，如果需要显示更大的数字，还可以自行增加CD40110和数码管，每增加一级，计数可增大10倍再加上9。
20、基于CD4011路灯开关模拟电路的设计与实现
从节约用电的角度出发，路灯开关在每天傍晚时全部灯亮，后半夜行人稀少，路灯关掉一半，第二天清早路灯全部关闭。
21、数字秒表的设计与实现
单稳态触发器，时针发生器及计时器，译码显示单元电路的应用
22、基于CD4011声光控带灯头开关的设计与实现
开关选用CD4011集成块为延时电路，选用1A单向可控硅以及性能稳定的光敏电阻和优质的驻极体组成的声光控动作电路
23、基于数字电路两位计数器的设计与实现
两位自动计数器两位数码管自动显示0-99,数字可清零。电路主要由NE555,4518,4511实现。上电后,电路自动计数.由0增至99,不断循环计数.24、数字频率计的设计与实现
电路通过时基电路NE555，十进制计数/译码器CD4017，六与非门CD4011，十进制计数/译码/锁存/驱动器CD40110以及两个共阴数码管实现被测信号频率测试。
25、基于数字电路自动温控报警电路的设计与实现
现实生活中，常常需要进行温度控制。当温度超出某一规定的上限值时，需要立即切断电源并报警。待恢复正常后设备继续运行。设计一款温度控制电路，电路采用LM324作比较器，NE555作振荡器，十进制计数/译码器CD4017以及锁存/译码/驱动电路CD4511作译码显示达到上述要求。
26、基于数字电路两位自动计数器的设计与实现
两位自动计数器两位数码管自动显示0-99,数字可清零。电路主要由NE555,4518,4511实现。上电后,电路自动计数.由0增至99,不断循环计数.数字上升速度快慢由NE555振荡频率决定.S1为计数清零按键.NE555构成时钟信号发生器,CD4518为二/十进制加法计数器,CD4511为译码驱动器,调节R17可调节NE555的振荡频率.C1为充放电电容,电容容量愈大,充电时间愈长，则振荡频率愈低。
27、基于数字电路数字显示频率计电路的设计与实现
电路通过时基电路NE555，十进制计数/译码器CD4017，六与非门CD4011，十进制计数/译码/锁存/驱动器CD40110以及两个共阴数码管实现被测信号频率测试。
28、基于CD4017流水灯的设计与实现
CD4017流水灯由555组成的多谐振荡器和CD4017十进进制计数/译码电路组成。
29、基于CD4017六路回闪灯的设计与实现 电路通电后，六个发光管先依次点亮，再全部熄灭，然后反方向依次点亮，完成一个循环，接着进行下一个循环。电路由555组成的多谐振荡器和CD4017十进进制计数/译码电路组成。
30、基于CD4017摩托车闪灯的设计与实现
电路由多谐振荡电路和CD4017构成，实现三组发光管循环显示。
31、基于CD401712路回闪灯的设计与实现
电路由555组成的多谐振荡器和CD4017十进制计数/译码电路构成。
32、基于CD4518/4511数字钟的设计与实现
第四篇：电子钟课程设计心得
这次电子技术课程设计，我很用心的去完成，当总原理图绘好的那一刻，心里有说不出的满足感。从这次课程设计中，我真正学到了很多有用的知识。
拿到课题后，我首先将《数字电子技术》中有关本次设计的内容复习了一遍，比如七段译码显示器、计数器、振荡器等等。然后根据设计要求，我去图书馆查阅了相关的资料，对整体框架做了一个初步的了解。做完准备工作后就正式开始设计与绘图。先要将没每一功能模块设计出来，再整体排版、连接。
这次设计让我熟练掌握了课本上的一些理论知识，时计数器我选用的是74ls290，我觉得用它来做时计数器比较合适，教材上关于74ls290的内容比较详细，因而设计起来也很顺手。我使用振荡器是由555定时器与rc组成，因为学过555定时器的应用，所以理解起来会容易一些。这次课程设计加强了我收集资料和充分利用资料的能力，原本想用74ls290或是74161做分秒计数器，结果发现画出来太复杂，连线太多。通过在图书馆查到的资料，在了解了中规模计数器74ls90的功能后，我认为选用它做分、秒计数器设计出来比较简单。还有校时电路的设计，我查到了关于这方面内容的详细资料，通过对资料的理解和分析，弄动其工作原理后，我设计出所须的电路。
在这次课程设计中，另我最有成就感的是整点报时电路的设计。刚开始还真不知道怎么下手，找了一些资料但看不大懂，而且不知道怎样将报时电路与总原理图连接。我和我们组的同学一起讨论分析，仔细研究资料，终于把整点报时电路高清楚了。回过头来一想，其实设计这些电路也并不是很困难，而且还十分有意思。唯一遗憾的是没有将总原理图用protel话出来，因为时间关系只画了几个局部图。
课程设计是一个学习新知识、巩固加深所学课本理论知识的过程，它培养了我们综合运用知识的能力，独立思考和解决问题的能力。它不仅加深了我对电子技术课程的理解，还让我感受到了设计电路的乐趣。在这次设计中，我一点也不怕麻烦，反复设计、绘图与修改，就是希望能把这次课程设计做好。因此对我来说，这次课程设计是非常有意义的。
电子钟课程设计心得（2）：
数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。
数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。
因此，我们此次设计与制做数字钟就是为了了解数字钟的原理，从而学会制作数字钟.而且通过数字钟的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法.且由于数字钟包括组合逻辑电路和时叙电路.通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法.二、设计要求
（1）设计指标
①时间以12小时为一个周期；
②显示时、分、秒；
③具有校时功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到标准时间；
④计时过程具有报时功能，当时间到达整点前10秒进行蜂鸣报时；
⑤为了保证计时的稳定及准确须由晶体振荡器提供表针时间基准信号。
（2）设计要求
①画出电路原理图（或仿真电路图）；
②元器件及参数选择；
③电路仿真与调试；
④pcb文件生成与打印输出。
（3）制作要求自行装配和调试，并能发现问题和解决问题。
（4）编写设计报告写出设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。
三、原理框图
1．数字钟的构成
数字钟实际上是一个对标准频率（1hz）进行计数的计数电路。由于计数的起始时间不可能与标准时间（如北京时间）一致，故需要在电路上加一个校时电路，同时标准的1hz时间信号必须做到准确稳定。通常使用石英晶体振荡器电路构成数字钟。
（a）数字钟组成框图
2．晶体振荡器电路
晶体振荡器电路给数字钟提供一个频率稳定准确的32768hz的方波信号，可保证数字钟的走时准确及稳定。不管是指针式的电子钟还是数字显示的电子钟都使用了晶体振荡器电路。一般输出为方波的数字式晶体振荡器电路通常有两类，一类是用ttl门电路构成；另一类是通过cmos非门构成的电路，本次设计采用了后一种。如图（b）所示，由cmos非门u1与晶体、电容和电阻构成晶体振荡器电路，u2实现整形功能，将振荡器输出的近似于正弦波的波形转换为较理想的方波。输出反馈电阻r1为非门提供偏置，使电路工作于放大区域，即非门的功能近似于一个高增益的反相放大器。电容c1、c2与晶体构成一个谐振型网络，完成对振荡频率的控制功能，同时提供了一个180度相移，从而和非门构成一个正反馈网络，实现了振荡器的功能。由于晶体具有较高的频率稳定性及准确性，从而保证了输出频率的稳定和准确。
一、设计目的
数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。
数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。
因此，我们此次设计与制做数字钟就是为了了解数字钟的原理，从而学会制作数字钟.而且通过数字钟的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法.且由于数字钟包括组合逻辑电路和时叙电路.通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法.二、设计要求
（1）设计指标
①时间以12小时为一个周期；
②显示时、分、秒；
③具有校时功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到标准时间；
④计时过程具有报时功能，当时间到达整点前10秒进行蜂鸣报时；
⑤为了保证计时的稳定及准确须由晶体振荡器提供表针时间基准信号。
（2）设计要求
①画出电路原理图（或仿真电路图）；
②元器件及参数选择；
③电路仿真与调试；
④pcb文件生成与打印输出。
（3）制作要求自行装配和调试，并能发现问题和解决问题。
（4）编写设计报告写出设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。
三、原理框图
1．数字钟的构成
数字钟实际上是一个对标准频率（1hz）进行计数的计数电路。由于计数的起始时间不可能与标准时间（如北京时间）一致，故需要在电路上加一个校时电路，同时标准的1hz时间信号必须做到准确稳定。通常使用石英晶体振荡器电路构成数字钟。
（a）数字钟组成框图
2．晶体振荡器电路
晶体振荡器电路给数字钟提供一个频率稳定准确的32768hz的方波信号，可保证数字钟的走时准确及稳定。不管是指针式的电子钟还是数字显示的电子钟都使用了晶体振荡器电路。一般输出为方波的数字式晶体振荡器电路通常有两类，一类是用ttl门电路构成；另一类是通过cmos非门构成的电路，本次设计采用了后一种。如图（b）所示，由cmos非门u1与晶体、电容和电阻构成晶体振荡器电路，u2实现整形功能，将振荡器输出的近似于正弦波的波形转换为较理想的方波。输出反馈电阻r1为非门提供偏置，使电路工作于放大区域，即非门的功能近似于一个高增益的反相放大器。电容c1、c2与晶体构成一个谐振型网络，完成对振荡频率的控制功能，同时提供了一个180度相移，从而和非门构成一个正反馈网络，实现了振荡器的功能。由于晶体具有较高的频率稳定性及准确性，从而保证了输出频率的稳定和准确。
（f）带有消抖电路的校正电路
6．整点报时电路
电路应在整点前10秒钟内开始整点报时，即当时间在59分50秒到59分59秒期间时，报时电路报时控制信号。
当时间在59分50秒到59分59秒期间时，分十位、分个位和秒十位均保持不变，分别为5、9和5，因此可将分计数器十位的qc和qa、个位的qd和qa及秒计数器十位的qc和qa相与，从而产生报时控制信号。
报时电路可选74hc30来构成。74hc30为8输入与非门。
四、元器件
1．四连面包板1块（编号a45）
2．镊子1把
3．剪刀1把
4．共阴八段数码管6个
5．网络线2米/人
6．cd4511集成块6块
7．cd4060集成块1块
8．74hc390集成块3块
9．74hc51集成块1块
10．74hc00集成块4块
11．74hc30集成块1块
12．10mω电阻5个
13．500ω电阻14个
14．30p电容2个
15．32.768k时钟晶体1个
16．蜂鸣器10个（每班）
1）芯片连接图
1)74hc00d2)cd4511
3)74hc390d4)74hc51d
2．面包板的介绍
面包板一块总共由五部分组成，一竖四横，面包板本身就是一种免焊电板。
面包板的样式是：
面包板的注意事项：
1．面包板旁一般附有香蕉插座，用来输入电压、信号及接地。
2．上图中连着的黑线表示插孔是相通的。
3．拉线时，尽量将线紧贴面包板，把线成直角，避免交叉，也不要跨越元件。
4．面包板使用久后，有时插孔间连接铜线会发生脱落现象，此时要将此排插孔做记号。并不再使用。
五、各功能块电路图
数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路，可以由许多中小规模集成电路组成，所以可以分成许多独立的电路。
（一）六进制电路
由74hc390、7400、数码管与4511组成，电路如图一。
（二）十进制电路
由74hc390、7400、数码管与4511组成，电路如图二。
（三）六十进制电路
由两个数码管、两4511、一个74hc390与一个7400芯片组成，电路如图三。
（四）双六十进制电路
由2个六十进制连接而成，把分个位的输入信号与秒十位的qc相连，使其产生进位，电路图如图四。
（五）时间计数电路
由1个十二进制电路、2个六十进制电路组成，因上面已有一个双六十电路，只要把它与十二进制电路相连即可，详细电路见图五。
（六）校正电路
由74ch51d、74hc00d与电阻组成，校正电路有分校正和时校正两部分，电路如图六。
（七）晶体振荡电路
由晶体与2个30pf电容、1个4060、一个10兆的电阻组成，芯片3脚输出2hz的方波信号，电路如图七。
（八）整点报时电路
由74hc30d和蜂鸣器组成，当时间在59:50到59:59时，蜂鸣报时，电路如图八。
六、总接线元件布局简图
整个数字钟由时间计数电路、晶体振荡电路、校正电路、整点报时电路组成。
其中以校正电路代替时间计数电路中的时、分、秒之间的进位，当校时电路处于正常输入信号时，时间计数电路正常计时，但当分校正时，其不会产生向时进位，而分与时的校位是分开的，而校正电路也是一个独立的电路。
电路的信号输入由晶振电路产生，并输入各电路。
简图如图九。
七、芯片连接总图
因仿真与实际元件上的差异，所以在原有的简图的基础上，又按实际布局画了这张按实际芯片布局的接线图，如图十。
八、总结
1．实验过程中遇到的问题及解决方法
①面包板测试
测试面包板各触点是否接通。
第五篇：数字电子钟课程设计
目录
一． 引言„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2
二． 课程设计目的„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2
三． 设计所需要的器材„„„„„„„„„„„„„„„„„2
四． 课程设计原理„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2
五． 课程设计各个部分模块的介绍„„„„„„„„„„„„2
1.振荡器„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2.2.分频器„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3.3.计数器„„„„„„„„ „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3.4．译码器„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3
5.显示器„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4
6.正点报时的扩展电路„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4
六．设计总结„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4
七．心得体会„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4
八．各部分电路图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5—8
九．总电路图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„.9
一．引言
当今时代，电子技术迅猛发展，各种各样的电子产品也相继出现，数字电子钟也应运而生。数字电子钟能够将时间以数字的形式直观地展现出来，让人们更加清楚地掌握时间，因此备受人们的青睐。数字钟是采用数字电路来实现的，以“时”、“分”、“秒”的形式直观地显示时间。它已成为人们日常生活必不可少的一部分，广泛地应用在各家各户以及车站等公共场所，数字钟的广泛应用，有着非常现实的意义，由于数字集成电路的发展,使得数字电子钟的精度,远远超过老式钟表, 而且具有较好报时功能。本设计采用各种集成电路，进行了一个具有正点报时功能的数字电子钟的设计。由于本人能力有限，设计中如有不足之处，还请老师批评指正。
二．课程设计目的1.独立完成一个数字电子钟的设计；
2.了解和掌握用数字集成电路来设计数字钟的基本原理和方法；
3.掌握N进制计数器的设计与并了解一些常用的电子芯片的功能；
4.进一步巩固所学到的理论知识，并应用所学知识分析和解决实际问题；
三．设计所需要的器材
1.555定时器一个
2.电阻：2K、10K、5.1K、0.3K各一个；1K电阻42个
3.电容：0.1ūF、0.01ūF各一个
4.芯片：74LS90（三个）、74LS161(两个)CD4518一个、CD4511（六个）
5.共阴极七段显示器（六个）
6.喇叭1个
四．课程设计原理
数字钟是由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器以及具有正点报时功能的扩展电路所构成的。
欲设计一个数字电子钟，首先应该有一个脉冲源（能够自动的产生稳定的标准时间脉冲信号），即为振荡器；但是一般脉冲源所产生的脉冲信号的频率较高，所以，就需要使用分频器对其进行分频，从而得到适合用来计时的秒脉冲信号，即频率为1Hz的秒脉冲信号；经过分频器输出的秒脉冲信号，再进入计数器当中进行计数，又由于在计数时，北京时间规定60秒为一分钟，60分钟为一小时，24小时为一天，因此就需要两个60进制的计数器和一个24进制的计数器；计数器计数完毕后再经过译码器进行译码；最后在显示器中将累计结果以“时”、“分”、“秒”的形式显示出来。能够正点报时的扩展电路完成了对整时的提示，使人们能够更清楚地掌握时间。图1为数字钟的逻辑框图。
五．课程设计各个部分模块的介绍
1.振荡器
振荡器的精确度和稳定性对电子钟的质量影响最大，石英晶体振荡器具有震
荡频率准确、频率容易调整且电路结构较简单的优点。但一般来讲，如果振荡器的频率和其计时精度越高，则其耗电量越大。555定时器是一种将模拟功能与逻辑功能巧妙地结合在一起的中规模集成电路，功能灵活，所以本设计采用由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器。555定时器由电阻分压器、比较器、基本RS触发器、双极型三极管T和输出缓冲器组成，其外部有八个引脚，第8脚为电源端，第1脚为接地端，第3脚为输出端，第4脚为直接复位端，第5脚为控制电压输入端，第6脚为复位控制端，第2脚为置位控制端，第7脚为放电端。图2为由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器的电路图，图3为555定时器的引脚图。R为可调电阻，调节R1时可以得到相应频率的信号输出。
2.分频器
由于振荡器所产生的信号频率很高，因此需要由分频器来实现对信号频率的调整，从而得到频率为1Hz的脉冲信号，本设计采用3片中规模集成电路计数器74LS90来实现，从而得到设计所需要的秒脉冲信号，其电路图如图4所示。
3.计数器
“秒”和“分”计数器应当采用60进制计数器，而“时”计数器应当采用24进制计数器。秒脉冲信号经过六级计数器以后，分别得到“秒”的个位、十位，“分”的个位、十位，“时”的个位、十位的计时。
60进制计数：“秒”和“分”的计数都需要60进制，本设计根据《电子技术》课本中提到的知识，采用两片74LS161组成256进制计数器后再用反馈归零法来组成60进制计数，其中，“秒”十位是六进制，“秒”个位是十进制其电路图如图5所示。74LS161芯片的引脚排列图和逻辑功能示意图如图6所示。图中C是输入计数脉冲，CR非是清零端，LD非是置数端，CTp和CTt是计数工作状态控制端，D0～D3是并行数据输入端，CO是进位信号输出端，Q0～Q3是计数器状态输出端。
24进制计数：“时”的计数是24进制计数，本设计采用CD4518来实现24进制计数，CD4518是一个同步加法计数器，在一个封装中含有两个可互换二/十进制计数器，其功能引脚分别为1～7和9～{15}.该CD4518计数器是单路系列脉冲输入（1脚或2脚；9脚或10脚），4路BCD码信号输出（3脚～6脚；{11}脚～{14}脚）。完成24进制计数的电路图如图7所示，CD4518的引脚图如图8所示。
4．译码器
我们在新校区做电子试验时，在“译码器及其应用”实验中曾用到芯片CD4511，对其较为熟悉，因此本设计采用数字显示译码器CD4511，来实现计数器传来的信号的译码功能。译码是编码的逆过程，即，将给定的代码进行翻译的过程。当计数器所采用的码制不同时，译码电路也会随之不同。CD4511内接有
上拉电阻，故只需在输入端与数码管笔段之间传入限流电阻即可工作。其特点为：具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的拉电流。可直接驱动LED显示器。CD4511的引脚图如图9所示。
5显示器
本设计用七段发光二极管来显示译码器所输出的数字，显示器有共阳极显示器和共阴极显示器两种，而74LS48译码器所对应的显示器是共阴极（接地）显示器。LED7段显示器的外形图及二极管的连接方式如图10所示。
6.正点报时的扩展电路
该正点报时的功能为：最外端对其安装一个喇叭，每当正点到来时，按4次低音和一次高音的顺序发出间断声响，最后一声高音结束的时刻正好是正点。设声响为一秒钟，则相邻声响时刻为2秒，则低音发声时刻分别为59分51秒、53秒、55秒、57秒，高音发声时刻为59分59秒，由此可定出每次声响的时刻。部分门电路控制音响，输入有时、分的各相应位的控制组合。设高低音频率分别为512Hz和1024Hz。其电路图如图11所示。
六．设计总结
本数字电子钟的设计是由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器和正点报时电路所组成。但本设计电路的缺点是：没有设计校时电路，即据该方案进行生产得到的产品并无校时功能；且其只能正点报时，而不能报整时数。该设计方案的优点是：采用北京时间计时，直接将时间以数字形式表现出来、精确度较高、走时稳定、使用方便、且它具有正点报时功能。本设计采用有集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器组成，由它得到高频信号；再将此信号传至由3片中规模集成电路计数器74LS90相串联得到的分频器中，从而得到我们计时所需要的秒信号（频率为1Hz的秒信号）；之后再将该信号传至计数器，计数器计数的准确性直接影响数字表的准确，且计数器部分是我们《电子技术》课程学习的重点，计数器包括两部分，即24进制计数和60进制计数，本设计24进制计数采用CD4518来实现，60进制采用我们《电子技术》课本上学到的方法：采用两片74LS161组成256进制计数器后再用反馈归零法来组成60进制计数器；经过准确计数后，再将信号传至译码器，由于我们在新校区做电子试验时，在“译码器及其应用”试验中曾用到芯片CD4511，故本设计采用显示译码器CD4511,来进行对来自计数器信号的译码（需要在输入端与数码管笔段之间串入限流电阻）；最后将时间以数字形式体现在显示器上，显示器由七段发光二极管采用共阴极接法组成；本设计还有一个能够正点报时的扩展电路，它的功能是每当正点到来时，按4次低音和一次高音的顺序发出间断声响，它由组合逻辑电路组成。其总电路图如图12所示。
七．心得体会
通过这次对数字电子钟的课程设计，我觉着最大的收获就是增强了自己独立收集资料的能力，锻炼了自己独立思考、独立解决问题的能力。虽然我们至此已经完成了本学期对电子技术课程（模电部分和数电部分）的学习，但在本次课设的实际应用当中仍然遇到了很多未曾想到的问题。实际操作是我们的目的，而理论知识是我们实际操作的基础，这使我更加体会到了理论联系实际的重要性，同时也增加了自己解决实际问题的能力，对独立设计电路的过程、对各个分块电路的工作原理和功能的实现过程都有了更加清楚的了解。同时对所学到的理论知识有了更近一部的理解（尤其是计数器部分）。
此外，通过这次的课程设计，使得我对word等应用软件的应用能力有了更进一步的提高，为以后的工作和日常生活中的应用打下了结实的基础。
八．各部分电路图如下：
鲁公网安备37028302000876号