《数字电路》课程设计
总结报告
题目：数字钟设计
2010 年 12 月 12 日
数字钟设计 .................................................................................. 3 一、设计任务 ........................................................................ 3 1.1功能描述 ..................................................................... 3 二、设计框图与整机概述 .................................................... 3 2.1主题电路图 ................................................................. 3 2.2系统的工作原理 ......................................................... 3 三、各单元电路的设计方案及原理说明 ............................ 4 3.1设计思路 ..................................................................... 4 3.2振荡器的设计 ............................................................. 4 3.3分频器的设计 ............................................................. 4 3.4分秒计数器的设计 ..................................................... 4 3.5校时电路的设计 ......................................................... 5 3.6显示电路的设计 ......................................................... 6 四、调试过程及结果分析 .................................................... 6 4.1调试过程 ..................................................................... 6 4.2结果分析 ..................................................................... 6 五、设计、安装及调试中的体会 ........................................ 6 六、对本次课程设计的意见和建议 .................................... 7 七、参考文献 ........................................................................ 7 八、附录 ................................................................................ 7
数字钟设计
一、设计任务
1.1功能描述
设计一个多功能数字中电路，基本功能为：①准确计时，以数字形式显示分、秒的时间；②分和秒的计时要求为60进位；③校正时间。
二、设计框图与整机概述
2.1主题电路图
分显示器 秒显示器
时译码器 秒译码器
分计数器 秒计数器
校时电路 1s
振荡器
分频器 2.2系统的工作原理
由振荡器产生高稳定的高频脉冲信号，作为数字钟的时间基准（系统时钟），再经分频器输出标准秒脉冲信号。秒计数器计满60后向分计数器进位，分计数器计满60后重新开始计时。计数器的输出经译码器送显示器。计时出现误差时可以用校时电路进行校分。
三、各单元电路的设计方案及原理说明
3.1设计思路
主体电路是由功能部件或单元电路组成的。在设计这些电路或选择部件时，尽量用同类型的器件，如所有功能部件都采用TTL集成电路或都采用CMOS集成电路。
3.2振荡器的设计
振荡器是数字钟的核心。振荡器的稳定度及频率的精确度决定了数字钟计时的准确程度，通常选用石英晶体构成振荡器电路。一般来说，振荡器的频率越高，计时精度越高。
在这里我们选用由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器。这里选用555构成的多谐振荡器，输出振荡频率v0＝1KHz的脉冲，电路参数如下图所示。
3.3分频器的设计
选用3片中规模集成电路计数器74LS90可以完成分频功能。因为每片为1／10分频，3片级联则可获得所需要的频率信号，即第1片的Q3端输出频率为100HZ，第2片的Q3端输出为10Hz，第3片的Q3端输出为1Hz。分频电路如下图所示：
3.4分秒计数器的设计
分和秒计数器都是模M=60的计数器，其计数规律为：00-01-…-58-59-00…选74LS92作十位计数器，74LS90作个位计数器。再将它们级联组成模数M=60的计数器。分秒计数电路如下：
74LS90的原理图如下：
74LS92的原理图如下：
3.5校时电路的设计
当数字钟接通电源或者计时出现误差时，需要校正时间(或称校时)。校时是数字钟应具备的基本功能。一般电子手表都具有时、分、秒等校时功能。为使电路简单，这里只进行分钟的校时，当按键按下后与非门U4D的4号引脚输入低电平，与非门U4A的8号引脚输出一个下降沿脉冲，触发分计数器计数，从而实现校分功能。下图为校分电路：
3.6显示电路的设计
采用三块74LS48芯片，分别将分十位、个位，秒十位的计数器输出译码，然后经数码管显示，秒个位计数器74LS90的Q0端直接接一个发光二极管，用闪烁表示。
四、调试过程及结果分析
4.1调试过程
在电路板做好以后，我们进行测试，发现分、秒显示正常，但是按键校正分钟的时候出现不稳定的情况，然后我们把和按键并联的电容换成大电容后，按键就能正常的实现校分功能了。
4.2结果分析
电容起滤波作用，电容大小不够就不能就好的消除按键的抖动现象。
五、设计、安装及调试中的体会
本设计由我们分工完成的，在电路图设计过程中我们遇到了很多问题，然后我们通过上网找资料，向同学请教等方式解决了我们的问题。我们学习到整体电路的设计思想，把握了电路的工作流程，提高了画pcb板和调试电路的能力，这为我们以后设计电路打下了良好的基础。
六、对本次课程设计的意见和建议
这个课程设计培养了我们动手能力，希望学院以后能多提供这样的机会。
七、参考文献
电子线路 设计.实验.测试（第四版） 主编：罗杰 谢自美
电子技术基础（数字部分）第五版 主编：康华光
八、附录
硬件原理图、PCB板及器件清单
八段数八段数码码管 管BS202 R R R R C D发光二极管 管座 管座 管座
耗 材 名 称 数量 单位 单价 合 计 备注
3 3 5 2 1 1 1 1 1 1 15 1 8 3 1 1
个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个
74LS48 74LS90 74LS92 74LS00 NE555 3.3kΩ 2kΩ
10kΩ可调 5.1kΩ 104 发光二极管 DIP14 DIP16 DIP8 二芯插头
共阴极，10引脚
共阴极八段数码管驱动，DIP14
10进制计数器，DIP14 12分频计数器，DIP14 2输入4与非门，DIP14 校时，DIP8 校时
555振荡器 555振荡器 555振荡器 555振荡器 秒个位，时十位 电源
二芯插座 按钮开关 单面覆铜板
焊锡丝 导线
1 2 4 1 2
个 个 块 卷 匝
电源
校时开关 600mm×500mm
