1、沈陽航空航天大學課 程 設 計（說明書）二十四小時制數字鐘系統設計班級 / 學號 學 生 姓 名 mandy 指 導 教 師 徐 嵩 沈陽航空航天大學課 程 設 計 任 務 書課 程 名 稱 數字邏輯課程設計 課程設計題目 二十四小時制數字鐘系統設計 課程設計的內容及要求：一、設計說明與技術指標設計一個二十四小時制數字鐘系統電路，技術指標如下：該數字鐘系統要求利用二十四小時制表示時間，利用6位數碼管進行具體時間顯示；另外要求有三個按鍵進行時間調節，一個調整時間功能鍵，按一次此鍵進入調時功能；連按兩次進入調分功能；連按三次進入調秒功能；另外兩個按鍵分別為“+”功能與“-”功能。 二、設計要求1在

2、選擇器件時，應考慮成本。2根據技術指標，通過分析計算確定電路和元器件參數。3畫出電路原理圖（元器件標準化，電路圖規范化）。三、實驗要求1根據技術指標制定實驗方案；驗證所設計的電路，用軟件仿真。2進行實驗數據處理和分析。四、推薦參考資料1. 童詩白，華成英主編數字電子技術基礎M北京：高等教育出版社，2006年五、按照要求撰寫課程設計報告成績 指導教師 日期 一、概述數字鐘是采用數字電路實現“時”、“分”、“秒”數字顯示的計時裝置。由于數字集成電路的發展和石英晶體振蕩器的使用，使得數字鐘的精度、穩定度遠遠超過了機械鐘表。鐘表的數字化在提高報時精度的同時，也大大擴展了它的功能，諸如定時自動報警、按時

3、自動打鈴、時間程序自動控制、定時廣播、定時啟閉路燈等。因此，研究數字鐘及擴大其應用，有著非常現實的意義。本設計就是關于數字鐘的設計。本設計的數字鐘是二十四小時制的數字鐘系統，設備上配備另外有三個按鍵，分別為空格鍵，用來控制“時”、“分”、“秒”三個分路的時間調節；W鍵，用來調整時間起到“+”的作用；Q鍵，用來調整時間起到“-”的作用。操作時，按一次空格鍵可以使“時”停止，通過Q和W鍵來調整時間，同理，按兩次空格鍵調整“分”，三次調整“秒”，四次回到正常運行狀態。本報告包括方案的原理，方案的設計步驟，各部分電路的設計，性能的測試，以及設計的心得體會。二、方案的原理本方案主要采用具有加減功能的十進

4、制的計數器74LS192來實現數字鐘系統的設計，采用門電路與加法計數器74LS160控制各個分電路的運行，采用門電路的組合實現時間的“+”“-”調整，當調整時間的時候，按下空格鍵會給對應的74LS160片子一個脈沖從而控制分電路，74HC160片子的輸出端連接著門電路與74LS192的片子，配合“+”“-”按鍵就可以實現對數字鐘的時間調整功能。原理框圖如圖1所示。譯碼顯示電路時計數器分計數器秒計數器調節電路調節電路調節電路控制電路圖1 二十四小時制數字鐘系統的原理框圖 總共三條分電路，分別控制“時”、“分”、“秒”。每條分路，例如控制“秒”的分路中，又由兩個顯示器，兩個計數器和一組利用“+”“

5、-”調整時間的門電路組成。最后通過控制電路，用按下空格鍵的次數來控制每條分電路的時間調整。三、電路設計1.控制電路控制電路由顯示器，開關，門電路，和計數器74LS160組成。當按下1次空格鍵（開關）時，會給計數器74LS160一個脈沖，同時顯示器顯示數字1，再通過門電路的組合，使進入控制“時”的計數器74LS192的UP和DOWN引腳的均為高電平，就能控制“時電路”的停止，同理，按下2次控制“分電路”，3次控制“秒電路”，而按下4次空格鍵時，電路則正常運行。控制電路如圖2所示。圖2 控制電路2.調節電路調節電路主要由開關和門電路構成，在控制電路中選擇了要停止的電路后，通過門電路的組合，給計數器

6、74LS192的UP或DOWN一個低電平，就可以實現“+”、“-”的調節功能，調節電路如圖3所示。圖3 調節電路 3.計數器與顯示電路計數器與顯示電路主要由加減計數器74LS192，門電路和顯示器組成，完成最基本的數字鐘的運行。將“分”和“秒”用兩個74LS192片子接成60進制的計數器，將“時”接成24進制的計數器，60進制計數器與顯示電路如圖4所示，24進制計數器與顯示電路如圖5所示。圖4 60進制計數器與顯示電路圖5 24進制計數器與顯示電路四、性能的測試按電路圖連接好電路，調整到23時59分50秒，再正常工作到00時00分00秒。時分秒123XX22359X32359504000000

7、圖6 測試數據表按照測試數據表對電路進行測試，得到如圖7,8,9,10所示的結果。圖7 測試1結果圖圖8 測試2結果圖圖9 測試3結果圖圖10 測試4結果圖五、結論本次測試結果和要求的數據完全一樣，任務書的要求是該數字鐘系統要利用二十四小時制表示時間，利用6位數碼管進行具體時間顯示；另外要求有三個按鍵進行時間調節，一個調整時間功能鍵（空格），按一次空格鍵進入調時功能；連按兩次進入調分功能；連按三次進入調秒功能；另外兩個按鍵W和Q分別為“+”功能與“-”功能。本設計符合任務書的基本要求，可以實現任務書中要求的功能，并可以完美的運行該數字鐘。六、性價比根據電路實現的功能來看，該二十四小時制數字鐘系

8、統的性價比還是比較好的。本設計電路主要應用了顯示器，74LS192計數器，74LS160計數器，門電路還有開關這五種器件，盡量節省元器件以實現所要求的功能，各個元件間緊密聯系，數字鐘的實現原理清楚簡潔，思路清晰，接法簡單，不繁雜，所用原件均為常用的數字電路原件，成本低廉，用此設計可以節約成本，利于生產，并且所設計的電路的功能較為貼近我們日常的生活，較為符合普通市面上所生產出售的數字手表的功能，綜合還說此設計性價比較高。七、課設體會及合理化建議經過兩周的二十四小時制數字鐘系統的數電課程設計，我深入學習了時序邏輯部件的相關知識，查閱了相關圖書資料，并借助互聯網對該問題的原理進行細致的研究。由于課題

9、比較復雜。設計涉及到加減計數器74LS192等元器件，所以我特別對他們的工作原理進行了較深刻的學習，同時也對他們的實際應用產生了一定的了解。在課程設計的過程中，也出現了一些困擾我的問題，在書籍與互聯網都無法解答我困惑的時候，老師給了我許多的講解與提示，因此，這次的課程設計也離不開老師的幫助，因為對于74LS192這個計數器還不夠熟悉，在實現調節功能中的“-”功能時，對于“時”，進行“00”-1的操作時因電路還未完善，會顯示“99”而非“23”，通過老師對原理的講解以及提示，最終，本設計被較為完美的實現了。 通過本次課設，我對數字電子技術基礎的知識有了進一步的理解。并且學習使用了一款從未接觸過的

10、軟件Multisim。在開始時，對此軟件還不夠熟悉，而在此刻，完成了此次數電課設時，我已經可以較為熟練的應用此軟件，并根據所設計的電路進行仿真處理。通過此次的課設，我學習到了許多在課堂上沒有學習到的知識，同時也提高了自己的動手能力，設計出了較為實用，貼近現實的系統。把在課本上與自學到的理論融入到了實際中。最后再次感謝老師這些天耐心的指導，使我在本次課設過程之中收獲良多，此次的課程設計所帶給我的所有的東西也必將在我以后的學習生活道路上起到不可替代的作用。 參考文獻1 閻石主編. 數字電子技術. M北京：高等教育出版社，2006年2 陳振官等編著. 新穎高效聲光報警器. M北京：國防工業出版社，2

11、005年3 謝自美編. 電子線路設計·實驗·測試. M武漢：華中理工大學出版社，2000年4 付家才. 電子實驗與實踐. M北京：高等教育出版社，2004年5 楊興瑤主編 . 新編實用電子電路500例 . M北京：化學工業出版社，2006年6 南新志、劉計訓主編 . 數字電路實驗教程 . M濟南：山東大學出版社，2003年7 童詩白，華成英主編. 模擬電子技術基礎. M北京：高等教育出版社，2006年8 華滿清主編電子技術實驗與課程設計M北京：機械工業出版社，2005年9 梁宗善編著.電子技術基礎課程設計. M武漢：華中科技大學出版社，2009年10 戴伏生主編基礎電子電路設計與實踐M北京：國防工業出版社，2002年附錄I 總電