1、 數字電子技術課程設計報告 題目：數字電子鐘 班 級: 2016年 12月26日 目錄 1、 課程設計內容及要求*第3頁2、元器件清單及主要器件介紹*第4頁3、原理設計和功能描述*第7頁4、數字電子鐘的實現*第10頁5、總結與心得體會*第11頁 課程設計內容及要求1.1 數字鐘簡介 20世紀末，電子技術獲得了飛速的發展。在其推動下，現代電子產品幾乎滲透了社會的各個領域，有力地推動了社會生產力的發展和社會信息化程度的提高，同時也使現代電子產品性能進一步提高、產品更新換代的節奏也越來越快。數字鐘已成為人們日常生活中必不可少的生活日用品。廣泛用于個人家庭以及車站、碼頭、劇場、辦公室等公共場所，給人們

2、的生活、學習、工作、娛樂帶來極大的方便。本次設計就用數字集成電路和一些簡單的邏輯門電路來設計一個數字式電子鐘，使其完成時間及星期的顯示功能。多功能數字鐘采用數字電路實現對“時”、“分”、“秒”數字顯示的計時裝置。具有時間顯示、走時準確、顯示直觀、無機械傳動裝置等優點，因而得到了廣泛的應用。 1.2 設計要求 1. 設計一個有“時”、“分”、“秒”（23小時59分59秒）顯示，且有校時功能的電子鐘。 2. 整點報時。在59分59秒時輸出信號，音頻持續1s，在結束時刻為整點。 元器件清單及主要器件介紹2.1 元器件清單（1）74LS00（ 1片）（2）74LS20（1片）（3）74LS161（6片

3、）（4）共陽七段數碼顯示器（6片）（5）74LS248（6片）（6）555 (1片)（7）開關 (3片)（8）電阻、晶振、電容、導線、錫絲等（若干）2.2 主要元器件引腳排列及邏輯功能1. 共陽七段顯示器發光二極管（在圖中以dp表示），用于顯示小數點。通過七段發光二極管亮暗的不同組合，可以顯示多種數字、字母以及其它符號。LED數碼管中的發光二極管共有兩種連接方法： （1）共陰極接法：把發光二極管的陰極連在一起構成公共陰極。使用時公共陰極接地，這樣陽極端輸入高電平的段發光二極管就導通點亮，而輸入低電平的則不點亮。實驗中使用的LED顯示器為共陰極接法 （2）共陽極接法：把發光二極管的陽極連在一起構

4、成公共陽極。使用時公共陽極接5V。這樣陰極端輸入低電平的段發光二極管就導通點亮，而輸入高電平的則不點亮。 注： 課設中使用的是共陽極數碼管。2. 74LS161芯片介紹74LS161是十進制同步計數器（異步清除）。其管腳圖及邏輯功能引腳圖：Qcc進位輸出端 CR 清零 Q1-Q3 輸出端 CP 脈沖 D0-D3 數據輸入3. 譯碼器（74LS247） 74LS247各引腳功能說明如下圖：6 、2、1、7腳為譯碼輸入（即編碼輸出）；915為譯碼輸出；8、16腳為電源正負極。74LS247譯碼器功能表原理設計和功能描述 3.1數字計時器的設計思想要想構成數字鐘，首先應選擇一個脈沖源能自動地產生穩定

5、的標準時間脈沖信號。而脈沖源產生的脈沖信號地頻率較高，因此，需要進行分頻，使得高頻脈沖信號變成適合于計時的低頻脈沖信號，即“秒脈沖信號”（頻率為1Hz）。經過分頻器輸出的秒脈沖信號到計數器中進行計數。由于計時的規律是：60秒=1分，60分=1小時，24小時=1天，就需要分別設計60進制，24進制計數器，并發出驅動信號。各計數器輸出信號經譯碼器、驅動器到數字顯示器，是“時”、“分”、“秒”得以數字顯示出來。3.2數字電子鐘總體框架圖（一）計數器秒脈沖信號經過6級計數器，分別得到“秒”個位、十位、“分”個位、十位以及“時”個位、十位的計時?！懊搿薄胺帧庇嫈灯鳛榱M制，小時為二十四進制。（1）六十

6、進制計數由分頻器來的秒脈沖信號，首先送到“秒”計數器進行累加計數，秒計數器應完成一分鐘之內秒數目的累加，并達到60秒時產生一個進位信號，所以，選用一片555組成六十進制計數器，來實現六十進制計數。其中，“秒”十位是六進制，“秒”個位是十進制。（2）二十四進制計數“12翻1”小時計數器是按照“0102032223000102”規律計數的，這與日常生活中的計時規律相同。在此實驗中，它是由一片555構造成的同步二十四計數器，利用異步清零端實現起從2300的翻轉，其中“24”為過渡狀態不顯示。其中，“時”十位是3進制，“時”個位是十進制 。（二）顯示器本系統用七段發光二極管來顯示譯碼器輸出的數字，顯示

7、器有兩種：共陽極顯示器或共陰極顯示器。74LS247譯碼器對應的顯示器是共陽極顯示器。3.2 數字電子鐘原理圖3.5PCB圖3.5數字電子鐘的組裝與調試由圖3-1中所示的數字中系統組成框圖按照信號的流向分級安裝，逐級級聯。這里的每一級是指組成數字中的各個功能電路。級聯時如果出現時序配合不同步，或劍鋒脈沖干擾，引起的邏輯混亂，可以增加多級邏輯門來延時。如果顯示字符變化很快，模糊不清，可能是由于電源電流的跳變引起的，可在集成電路器件的電源端Vcc加退藕濾波電容。通常用幾十微法的大電容與0.01F的小電容相并聯。數字電子鐘的實現 PCB板正面PCB板背面 總結與心得體會 此次課程設計，我們三個人分工合作，努力把課程設計做好，在完成數字時鐘的基本功能的前提下，不斷完善它的外觀、課程設計的費用等其他外部問題。堅持做好課程設計的每一步。剛開始的PCB的制作是由楊宜諺負責具體實施部分，萬梓杰負責的是各種器件的購買，我則負責報告的撰寫。每個人都有相應的任務，負責的部分都需要付出巨大的努力才能得到相應的收獲。在此我們明白了團結合作的重要性。具體的實施過程中我們也遇到了許多的困難。剛開始的PCB制作，我們多次嘗試未果，總是出現各種問題，在實驗室學長同學等的幫助下，我們最終弄出來了。在實際制作板子的過程中我