电了课程设计题目：数字时钟数字时钟设计实验报告、设计要求:设计一个24小时制的数字时钟。

要求：计时、显示精度到秒；有校时功能。

采用中小规模集成电路设计。

发挥：增加闹钟功能。

二——、设计方案：由秒时钟信号发生器、计时电路和校时电路构成电路。

秒时钟信号发生器可由振荡器和分频器构成。

计时电路中采用两个60进制计数器分别完成秒计时和分计时；24进制计数器完成时计时；采用译码器将计数器的输出译码后送七段数码管显示。

校时电路采用开关控制时、分、秒计数器的时钟信号为校时脉冲以完成校时。

三、电路框图:四、电路原理图:（一）秒脉冲信号发生器秒脉冲信号发生器是数字电子钟的核心部分，它的精度和稳定度决定了数字钟的质量。

由振荡器与分频器组合产生秒脉冲信号。

振荡器：通常用555定时器与RC构成的多谐振荡器，经过调整输出100QHZ 脉冲。

分频器：分频器功能主要有两个，一是产生标准秒脉冲信号，一是提供功能扩展电路所需要的信号，选用三片74LS290进行级联，因为每片为1/10分频器，三片级联好获得IHz标准秒脉冲。

其电路图如下：图三60进制--秒计数电路<1LI?（二）秒、分、时计时器电路设计秒、分计数器为60进制计数器，小时计数器为24进制计数器 60进制一一秒计数器秒的个位部分为逢十进一，十位部分为逢六进一，从而共同完成60进制计数器。

当计数到59时清零并重新开始计数。

秒的个位部分的设计：利用十进制计数器CD4011（设计10进制计数器显示秒的个位 。

个位计数器由0增加到9时产生进位，连在十位部计数 器脉冲输入端CP ，从而实现10进制计数和进位功能。

利用74LS161和74LS11设计6进 制计数器显示秒的十位，当十位计数器由0增加到5时利用74LS11与门产生一个高电平 接到个位、十位的CD4011C 的清零端，同时产生一个脉冲给分的个位。

其电路图如下：图二秒脉冲信号发生器CKB CKA Rol NC Roe QA NCVrC GMD R91 QE R9S ClC⅛∣0∏hrηA C ⅛ D DB C- ^NQQ^QQ BICy X 1 £ W R0R0NC VCTffl DI5 GVT M RES OTNCKB CKA Rol NC R02 QA NC QDVCC GND R91 QB R92 QCZ 一--∏ I ∣Ξ⅛⅛ 中OlADiLn+1;IIlr60进制一一分计数电路分的个位部分为逢十进一，十位部分为逢六进一，从而共同完成 60进制计数器。

当 计数到59时清零并重新开始计数。

秒的个位部分的设计：来自秒计数电路的进位脉冲使 分的个位加1,利用十进制计数器CD4011（设计10进制计数器显示秒的个位 。

个位计数 器由0增加到9时产生进位，连在十位部计数器脉冲输入端 CP ，从而实现10进制计数和 进位功能。

利用74LS161和74LS11设计6进制计数器显示秒的十位 ，当十位计数器由0增加到5时利用74LS11与门产生一个高电平接到个位、十位的 CD40110的清零端，同时产生一个脉冲给时的个位。

其电路图如下：图四60进制--分计数电路24进制一一时计数电路来自分计数电路的进位脉冲使时的个位加， 个位计数器由0增加到9是产生进位，连 在十位计数器脉冲输入端 CP 当十位计到2且个位计到3是经过74LS11与门产生一个清 零信号，将所有CD4011（清零。

其电路图如下：! -4⅛rr Γ∣^⅛Φ青更I 言号I Γ⅛ TΠ∏ι⅛D(IIn41Λ1N§图五24进制--时计数电路译码显示电路译码电路的功能是将秒、分、时计数器的输出代码进行翻译，变成相应的数字。

用以驱动LED 七段数码管的译码器常用的有74LS148。

74LS148是BCD-7段译码器/驱动器，输出高电平有效，专用于驱动LED七段共阴极显示数码管。

若将秒、分、时计数器的每位输出分别送到相应七段数码管的输入端，便可以进行不同数字的显示。

在译码管输出与数码管之间串联电阻R作为限流电阻。

其电路图如下：图六译码显示电路校时电路校时电路是数字钟不可缺少的部分，每当数字钟与实际时间不符时，需要根据标准时间进行校时。

一般电子表都具有时、分、秒等校时功能。

为了使电路简单，在此设计中只进行分和小时的校时。

“快校时”是通过开关控制，使计数器对IHz校时脉冲计数。

图中S1为校正用的控制开关，校时脉冲采用分频器输出的1Hz脉冲，当S1为“0时可以进行“快校时”。

其电路图如下：图七校队电路五、实验万法：1、秒脉冲产生部分采用555多谐振荡器产生1HZ 频率信号，作为秒脉冲及整体电路的信号输入部分其仿真电路图如下图所示：5V -■J-Vs 7 ,图八秒脉冲发生器仿真电路2、计数电路电子钟计时分为小时、分钟和秒，其中小时为二十四进制，分钟和秒均为六十进制，输出可以用数码管显示，所以要求二十四进制为Oooooooo~00100100计数，六十进制为00000000~01100000计数，并且均为8421码编码形式。

（1）小时计数一一二十四进制电路仿真用两片74LS160N （分A片、B片）设计一个一百进制的计数器，在24（00100100）处直接取出所有为1的端口，经过输入与非门74LS00D ,再给两个清零端CLR。

使用74LS160N异步清零功能完成二十四进制循环，计数范围为0~23。

然后用七段显示译码器74LS47D将A、B两片74LS160N的输出译码给LED数码管。

仿真电路如图九所示。

：图九24进制一一时计数器仿真电路47 k∏RI :RT■ A Vcc--R3T J J QUT tDlB................THR ≡ ≡ -TRl- - ■・-≡Z1OrlFC=XlOiiF::Cf555r ___ r r ,TiHlbrVIRTUAL5VNLSIGoIi≥10QΩ1P3MLT ∙ ∙MKE L L 1 -ZlM*Σ∣h B- C B>F ZKE S(2)分钟、秒计数一一六十进制电路仿真此电路类似于二十四进制计数器，采用74LS160N设计出一百进制的计数器，在60(01100000) 处直接取出所有为1的端口，经过输入与非门74LS00D ,再给两个清零端CLR。

使用74LS160N 异步清零功能完成六十进制循环，计数范围为0~59。

然后用七段显示译码器74LS47D将A、B两片74LS160N的输出译码给LED数码管。

仿真电路如图所示：秒显示器Jll ■■■J &"r ・-----■■-"■ ■-■" ・-，»-- F -- - -- - --L ・-≡>■1 r I・・,∙■-■ ■- ----»- •>■ ---,J *--k - ■B 1 '-1B - •■* B・-≡-Ii i T •・'^SEI-<BI∕9B0 •■I B I-'-V∖Λ-:20≡ :CA□-4-” L⅝47D了l⅛L⅞47DRIB•E⅛b"QC -* * ■ C '…E⅛d "i」□SF■ 1SWVΛΛJ -•B∙L0⅛D■ ∙JΞLΛ「S -■ ∙C3JKVCC■74LS160NUSA..7<SQOO:图十60进制秒计数器仿真电路Rl―Z卜20Ca-B-器_分显丽品二..H2 ..——2OOD :示器-：£! K&：-*■Q⅛ S-s- sλ蛙■・・■虫Qe ■-e郎-BJKi-■ - ErF■ - EKT--■• -rLOλE>,a■■.JΓ.⅝• -CLRTMlBI'・-EI IlE-fcj S・・・■BP ,-■ - e卑■a - 1BSV ■KK i •--ER ,Wt--»-JLeM恒社1'£5 C I^. E2 ---------74LS160N■ UEA7⅛LSQOO:-■ HTCLK<L■汩≡CU.AECDElFe■-Jfi-…■a… - -Ii>_3_ ≡ . -I- I■图十一60进制一一分计数器仿真电路（四）校时校分（秒）电路数字钟应具有分校正和时校正功能，因此，应截断分个位和时个位的直接计数通路，并采用正常计时信号与校正信号可以随时切换的电路接入其中。

这里利用两个与非门加一个单刀双掷开关来实现校时功能。

第一个74LSooD与非门的输入端一端接清零信号，另一端接第二个与非门的输入端，第二个74LS00D的输入端一端接计数脉冲，另一端接一个单刀双掷开关。

开关接通的一段接地，另一端接高电平。

当开关打到另一端时，时或分的个位就单独开始计数，这样就能实现校时功能。

其电路图如图所示：■■ it 1■■■■ r BB ・・■■ r r B ・・∙∙κιITF ■■ rκBBB≡a⅞ι,ι *ι ■■ r KBB B≡B⅞ Il i ■■ r B ■・・■■ IIlIllllJ ■・・ U IlIlIl ・■ IlIlB ・・・・ Sl IlIlil ■ ・ H IlBB BBBB Sltlll ■ ■ "■!・・・・・ H IlSlm ■ ■ ■■♦・・・・・U IlIl................................... ....... ..................... ..... ........................................................ HEC ........................................................._ _ : : : : S a baib ___ : : S. b Sifa : : S. J ......................................................................................................................................... 5V ..................................................六、实验结果和结论:数字时钟仿真电路图如下图所示，在MultiSim11.0中进行仿真，可以实现数字时钟的显示功能、校时功能。

显示功能中，小时实现的是24进制，分和秒实现的是60进制，通过校时电路能够分别校对时和分。

U4：:4¥ iττ -S74LS160TJ-⅛⅛-A⅞Γ1F ¾>--τ——U1Q74LS160M4L≤16(RIJUlTr∙rli∙JrαΛ・-⅛⅛f.,・,・詈宀=Hr:is*图十三数字时钟仿真电路七、设计体会：在本次MultiSim 仿真过程，从安装软件、选定课题、设计电路、进行仿真、运行结果都自己实际操作完成。