湖南工程学院
课程设计
课程名称_________ 数字电路技术__________________ 课题名称_________ 多功能数字钟__________________
专业_____________ 班级_____________________________________
学号_________________________________________ 姓名____________________________________
指导教师_________________________________
2011 年10 月21 日
目
一、设计要求内容与要求
二、设计总体思路，基本原理和框图
三、单元电路设计
四、仿真结果
五、实验调试
六、总结与体会
七、整机原理图
二、设计总体思路，基本原理和框图
本次课程设计依据数字钟应具有时、校时两大主要功能，可知该电路必须有如下几部分组成，信号发生器、计数器、译码器、显示器。
然而其中信号发生器是秒、分、时所共有的，秒、分、时又分别拥有自己的计数器、译码器和显示器。
其中秒、分、时相互之间的关系又各不相同，从秒到分与从分到时都是六十进一，而小时则是逢24则归零，故需分开设计。
秒、分、时之间还涉及到进位的设计。
基本原理：信号发生器产生频率为1HZ的信号送往秒计时器，开始计时，通过进位一次让分、时计时器计时，再将其分别译码，最后显示出来，当其中还要有附加电路校时。
数字时钟原理框图如下
单元电路设计
1■信号发生器
在本次课程设计中采用了有 CB555定时器设计的一个多振荡器，当然也可以采用石 英晶体多振荡器。
多振荡器是一种自激振荡器，在接通电源以后，不需要外加触发信号，便能自动 产生就行脉冲。
由CB555的特性参数，可知当电源5V 时，在100没mA 的输出 电流下输出电压为3.3V ，故取Vcc 为5V 可以满足脉冲幅度的需求。
当参数如下 时，周期T=（ R 1+2R 2）Cln2=1。
这时刚好满足一秒钟的信号要求。
[R]/4 k Ohm ffiO%
47 k Ohm -AAAr- WuF
555
GNC
vcc TRI CIS QUT 7HR
REE
CON
0.01 uF
GM ED-
VCC
图2 555芯片
47 k Ohm
r-AA/V
< ri
TR I OLII Ff ELS
DIS II R
2.计数电路
74610是中规模集成的同步十进制加法器简单的介绍就是当 R J LD J EP 、ET 接入咼 电平是，74610计数器开始计数，即当接收到时钟信号为上升沿时，记一次时。
从 0000开始 状态开始计时，直到输入第九个技术脉冲为止，此时为 1001状态，再返回0000状态。
当R D /端=0时所有触发器将同时被置零，且该操作不受其他输入端状态的影响。
4位同步二进制计数器74160的功能表
CLK
R D "
LD /
EP
ET
工作状态 X
0 X
X X 置零 f
1 0 X
X
预置数 X 1 1 0
1 保持 X
1 1 X
0 保持（但C=0）
+
1
1
1
1
计数
图3
图4
数字钟的计数电路是由两个60进制计算器与一个24进制计数器电路实现，数字钟的计数电路 的设计可以使用反馈清零法，当计数器正常工作时反馈电路不工作， 只有当脉冲信号来临时才 产生计数电路清零，实现相应模块的循环计数。
以 60进制计数器来说，当计数器从 00,01 , 02,03…59计数时反馈门不起作用，只有当第 60个脉冲信号来临是才产生作用，使得计数器 置零。
在这里我们采用的是74160来实现60进制计数及24进制计数
CLR Z
CLK A B C D ENP GND
VR Eo
co
TD
16 15 14 13 12 IL
10 3
3■六十进制计数电路（秒、分计时电路）
简单说就是个位计数0~9，十位哦
0~5, 即个位十进制，十位逢6进
VCC RCO
册
vcc RCO
16
IB
轴
14 QE
13
QC QE
is ENT Ifl
j-2-
60进制电路图
QG
QD EN? L2D'
7
6
74D&0
1L
MLK
EhF GNI S LK 黑 c>c 占
EGDEG
3
7
4■二十四进制电路图
24进制电路图
这样连接他们的反馈门都是由一个与非门接 来
临前反馈门不工作，计数器不实行置零，当第
74160的置0端CLR 构成。
当第24个脉冲信号 24个信号来临是则实行置零操作。
简单说个位与十位都处于十进制计数状态, 都置零。
但当十位是二十四且个位是四时让个位与十位
5■显示模块
显示管，如下图从右至左两两依次是秒、分、时
74L60
图7
数码显示管的接线电路图如下
CLR f
>CUK
EMP
GND
卫1HL
!£■
時
13
1.
CLFT
^CLk
ENP
GNE
vcc
RCO
QA
QB
(X
加
EHT
LOAL f
16
15
14
13
io
6■
校时电路
该电路如果是分钟校时，则右侧接秒信号（如果是时校时，则右侧接分钟信号），左侧输
入端接信号发生器输出的频率为1HZ的信号。
当正常工作时，图中开关如图所示，需要校时时，则只需将开关打向另一侧。
1 kOhm
•——VW
1 k Ohm
ww
四、仿真结果
EWBf仿真结果电路图仿真主要在于验证电路图的功能，检查修正，直到得到正确的电路图。
用如
下，没发现错误。
图10
五、试验调试
该电路调试主要分为几块，其一就是秒、分、时、的工作；其二就是秒分之间，分时之间的进位；最 后一项，校时电路能否正常工作。
与调试有关截图如下：
1 k Ohrm
-AAAr
图
11 校时开关
图12
校时后恢复正常工作状态
六、总结与体会
1 k Ohrm
♦~WV
MM
vrx 他
ENl LOW?-
vcc
C8
QC QD ONT LCPff
本次电子电路课程设计，老师简单讲解后给我们布置任务，要求独立完成课程设计任务。
本着独立自主的原则，我在为期一周的的电子课程设计中学到的不单是简单的书本知识，还有处事、学习的态度。
在知识方面，我先是大概的学习了EWB使用，这是开始必备的基础。
整个课程设计让我经历了一个
的软件使用，另一方面我学会到了怎样面对一个陌生的事物，也学会了该怎样去学习新的东西。
面对新的事物不应该被其陌生面貌吓到，要敢于学习，善于发现，积极面对。
这是我们该拥有的品质。
当然与此同时，我还学习到了更多的数电知识，掌握了更多的数字电路知识，对课本有了新的认识，这对接下来的数电学习是有利的。
在本次课程设计中还有些许体会。
有些东西分开来与整合起来是不同的。
局部与总体是有区别的。
结合课程设计具体一点说就是，也许你能很快弄懂每个单元电路，但要拼凑起来实现整体功能，此时却一片茫然，不知所措。
日常生活又何尝不是呢？懂一点，知一面，似懂非懂。
这时要坚持下去，拨开迷雾方能见到真面目。
当然在这个过程坚持很重要，但方法不容忽视。
好的方法有助于更好更快的认识新事物，看清全面貌。
具体说，在本次课程设计中，我是从功能出发，构建总的原理框图，在得到总的原理框图，再是自下向上，自左向右进行电路设计的，最后纵观全局。
好的收获要总结，总结以后用于日后的生活学习指导。
七、整机原理图
图13
|R# ■- A MI M P
dJLi
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电气与信息工程系课程设计评分表
指导教师签名：____________________
日期：__________________
注：①表中标*号项目是硬件制作或软件编程类课题必填内容；
②此表装订在课程设计说明书的最后一页。
课程设计说明书装订顺序：封面、任务书、目录、正文、评分表、附件（非16K大小的图纸及程序清单）。