2、设计内容及设计方案 论述电子钟的具体设计方案及设计要求。
3、单元电路设计、原理及器件选择 说明电子钟的设计原理以及器件的选择，主要从石英晶体振荡器或555多谐震荡器、分频器、计数器、显示器和校时电路五个方面进行说明。
4、绘制整机原理图，完成该系统的设计、安装、调试工作全部完成。
三、设计内容及设计方案
(2)60进制计数器的工作原理
“秒”计数器电路与“分”计数器电路都是60进制，它由一级10进制计数器和一级6进制计数器连接构成，如图4所示，采用两片中规模集成电路CD4511串接起来构成的“秒”、“分”计数器。
CD4511 引 脚 图
逻辑功能见表：
8421 BCD 码对应的显示见下图：
选用共阴极数码管，对于 CD4511 ，它与数码管的基本连接方式如下图 ：
(图4)60进制计数电路
74LS04——非门
74LS00——二输入与非门
74LS04的引脚排列图
74LS00的引脚排列图
(五) 译码与显示电路
1、显示器原理（数码管）
数码管是数码显示器的俗称。常用的数码显示器有半导体数码管，荧光数码管，辉光数码管和液晶显示器等。
本设计所选用的是半导体数码管，是用发光二极管（简称LED）组成的字形来显示数字，七个条形发光二极管排列成七段组合字形，便构成了半导体数码管。半导体数码管有共阳极和共阴极两种类型。共阳极数码管的七个发光二极管的阳极接在一起，而七个阴极则是独立的。共阴极数码管与共阳极数码管相反，七个发光二极管的阴极接在一起，而阳极是独立的。
本系统采用555多谐振荡器、分频器、计数器、显示器和校时电路组成。由LED数码管来显示译码器所输出的信号，采用了CD和74LS系列中小规模集成芯片，并由学生自己设计校时电路。总体方案设计由主体电路和扩展电路两大部分组成。其中主体电路完成数字钟的基本功能,扩展电路完成数字钟的扩展功能。论文安排如下：
1、绪论 阐述研究电子钟所具有的现实意义。
班级：07计11班
教师：王波
徐州师范大学
多功能数字钟
一、数字电路课程设计的目的
经过了一学期的学习，已基本具备了一些电子技术的基础知识。子技术课程设计，为了能将理论和实践相结合，真正能把知识运用到实际的设计中去，培养他们的创新意识，符合国家培养“创新型人才”和建设“创新型社会”的基本思路。
二、数字电路课程设计的基本要求
设计思路
与
设计过程
1、收集相关资料，完成相关电路的设计图，正确选用适合设计内容的集成电路、器件和器材，并列出“领料清单”；
2、利用多功能虚拟软件Multism8进行电路的制作、调试，并生成文件。
计划与进度
1、时间以12小时为一个周期；
任课教师
意见
说明
课程设计报告
课程：数字电路课程设计
学号：
姓名：严图强
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(三)分频器
1、8421码制,5421码制
用四位二进制码的十六种组合作为代码，取其中十种组合来表示0-9这十个数字符号。通常，把用四位二进制数码来表示一位十进制数称为二 -十进制编码，也叫做BCD码，见表1。
表1
8421码和5421码
2、分频器的具体工作原理
由于555多谐振荡器产生的频率很高，此电路输出选为1000HZ。要得到秒脉冲，需要用分频电路。例如，振荡器输出1000HZ的信号，通过三个十进制同步加减计数器（CD4510）分频变成1Hz
图3分频电路
(四)计数器
秒脉冲信号经过6级计数器，分别得到“秒”个位、十位，“分”个位、十位以及“时”个位、十位的计时。“秒”、“分”计数器为60进制，小时为24进制。
1、60进制计数器
(1) 计数器按触发方式分类
计数器是一种累计时钟脉冲数的逻辑部件。计数器不仅用于时钟脉冲计数，还用于定时、分频、产生节拍脉冲以及数字运算等。计数器是应用最广泛的逻辑部件之一。按触发方式，把计数器分成同步计数器和异步计数器两种。对于同步计数器，输入时钟脉冲时触发器的翻转是同时进行的，而异步计数器中的触发器的翻转则不是同时。
课程设计任务书
姓名
严图强
学号
班级
07计11
课程名称
数字电路
课程性质
专业基础课
设计时间
08年1月1日——08年1月12日
设计名称
多功能数字钟
设计要求
1、显示时、分、秒；
2、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；
3、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；
4、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
（一）设计内容要求
1、设计一个有“时”、“分”、“秒”（23小时59分59秒）显示且有校时功能的电子钟。
2、用中小规模集成电路组成电子钟，并在实验箱上进行组装、调试。
3、画出框图和逻辑电路图。
4 、功能扩展：
(1)闹钟系统
(2)整点报时。在59分50秒开始输出500Hz音频报时信号，在00分00秒时，输出1000Hz的
图1 数字电子钟逻辑框图
五、电路器件选择
(一)电路器件
直流稳压电源一台、数字万用表一只、CD4510 九只、CD4511六只、LED显示器六只、单刀双置开关两只、LE555 1只、蜂鸣器1只；数字实验箱；电阻、电容若干。
（二）555定时震荡器
振荡器是计时器的核心，其作用是产生一个标准频率的脉冲信号。振荡频率的精度和稳定度决定了数字钟的质量。图采用集成电路555定时器与RC组成T=1ms的多谐振荡器。输出的脉冲频率为f=1kHZ,周期。
输入
输出
阀值输入（V11）
触发输入（V12）
复位（Rd）
输出（Vo）
三级管T
X
X
0
0
导通
<2/3Vcc
<1/3Vcc
1
1
截止
>2/3Vcc
>1/3Vcc
1
0
导通
<2/3Vcc
>1/3Vcc
1
不变
不变
5.1K+5V
R1 8 4
7 3
5.1K R2 6 1KHZ
0.01uf
0.1uf C1 1
0
0
0
0
0
(3)日历系统。
四、设计方案及工作原理
数字电子钟的逻辑框图如图1所示。它由555多谐振荡器、分频器、计数器、译码器显示器和校时电路组成。振荡器产生稳定的高频脉冲信号,作为数字钟的时间基准,然后经过分频器输出标准秒脉冲。秒计数器满60后向分计数器进位,分计数器满60后向小时计数器进位,小时计数器按照“24翻1”规律计数。计数器的输出分别经译码器送显示器显示。计时出现误差时,可以用校时电路校时、校分。