数字时钟电子技术课课程设计

1、哈尔滨工业大学电子技术课课程设计 哈 尔 滨 工 业 大 学 电 子 技 术 课课 程 设 计 设计题目 姓 名 学 号 专 业 学 院 二O一三年六月15数字时钟摘要：本设计中的数字时钟采用数字电路实现对“时” 、“分”、“秒”的显示和调整。通过采用各种集成数字芯片搭建电路来实现相应的功能。具体用到了555震荡器，74LS90及与非，异或等门集成芯片等。该电路具有计时和校时的功能。在对整个模块进行分析和画出总体电路图后，对各模块进行仿真并记录仿真所观察到的结果，同时在电子实验室自主设计实验进行了验证。通过仿真和在实验室动手实验，证明了设计电路符合设计要求。关键词: 振荡器、计数器、译码显示器

2、、Multisim一系统概述数字电子钟是由多块数字集成电路构成的，其中有振荡器，分频器，校时电路，计数器，译码器和显示器六部分组成。振荡器和分频器组成标准秒信号发生器，不同进制的计数器产生计数，译码器和显示器进行显示，通过校时电路实现对时，分的校准。数字时钟基本原理的逻辑框图如下所示：分的校准。数字时钟基本原理的逻辑框图如下所示： 译码器译码器译码器时计数器分计数器秒计数器校时电路振荡器分频器系统方框 图1由上图可以看出，振荡器产生的信号经过分频器作为产生秒脉冲，秒脉冲送入计数器，计数结果经过“时”、“分”、“秒”，译码器，显示器显示时间。其中振荡器和分频器组成标准秒脉冲信号发生器，由不同进制

3、的计数器，译码器和显示电路组成计时系统。秒信号送入计数器进行计数，把累计的结果以“时”，“分”、“秒”的数字显示出来。“时”显示由二十四进制计数器，译码器，显示器构成；“分”、“秒”显示分别由六十进制的计数器，译码器，显示器构成；校时电路实现对时，分的校准。二单元电路设计与分析由图1的系统图知其由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器、校正电路组成。2.1 振荡器秒发生电路-振荡器是计时器的核心，振荡器的稳定度和频率的精确度决定了计时器的准确度。一般来说，振荡器的频率越高，计时精度就越高，但耗电量将越大。所以，在设计电路时要根据需要而设计出最佳电路。在本设计中，采用的是精度不高的，由集成电路5

4、55与RC组成的多谐振荡器。其具体电路如下图2所示；vc图2本设计中，由电路图和f的公式可以算出，微调R3=60k左右，其输出的频率为f=1000Hz。2.2 分频器本设计中，由于振荡器产生的信号频率太高，要得到标准的秒信号，就需要对所得的信号进行分频。这里所采用的分频电路是由3个总规模计数器74LS90来构成的3级1/10分频。图3其电路图如下图3所示: 从图3可以看出，由振荡器的1000Hz高频信号从U1的14端输入，经过3片74LS90的三级1/10分频，就能从U3的11端输出得到标准的秒脉冲信号。2.3 计数器由图1的方框图可以清楚的看到，显示“时”、“分”、“秒”需要6片中规模计数器

5、；其中“秒”、“分”各为60进制计数，“时”为24进制计数。在本设计中均用74LS90来实现：2.3.1 六十进制计数器“秒”计数器电路与“分”计数器电路都是六十进制，它由一级十进制计数器和一级六进制计数器连接构成，如图4所示，是采用两片中规模集成电路74LS90串接起来构成的“秒”，“分”计数器。图4由图4可知，U1是十进制计数器，U1的QD作为十进制的进位信号，74LS90N计数器是十进制异步计数器，用反馈清零法来实现十进制计数，U2和与非门组成六进制计数。74LS90N是在CP信号的下降沿触发下进行计数，U2的QA和QC相与0101的下降沿，作为“分（时）”计数器的输入信号。U2的输出0

6、110高电平1分别送到计数器的R01、R02端清零，74LS90N内部的R01、R02与非后清零而使计数器归零，完成六进制计数。由此可见，U1和U2串接实现了六十进制计数。2.3.2 二十进制计数器“时”计数为24进制的，在本设计中24进制的计数电路也是由两个74LS90组成的二十四进制计数电路，如图5所示。图5由图5看出，当“时”个位U4计数器输入端A（14脚）来到第10触发信号时，U4计数器清零，进位端QD向U3“时”十位计数器输入进位信号，当第24个“时”（来自“分”计数器输出的进位信号脉冲到达时U3计数器的状态位“0100”，U4计数器的状态为“0010”，此时“时”个位计数器的QC,

7、和“时”十位计数器的QB输出都为“1”，相与后为“1”。把它们分别送入U3和U4计数器的清零端R01和R02，通过74LS90N内部的与非后清零，计数器复零，从而完成二十四进制计数。2.4 显示器用七段发光二极管来显示译码器输出的数字，显示器有两种：共阴极和共阳极显示器。74LS48译码器译码的是高电平，所以对应的显示器应为共阴极显示器。在本设计中用的是解码七段排列显示器，即包含译码器的七段显示器。其图形管脚如下图7所示：图6U2是一个解码七段排列显示器，由1、2、3、4脚输入二进制数，就可显示数字；而U3是个译码器，和未解码的七段显示管U1也可以构成显示器，连接如上面所示。2.5 校时电路当

8、刚接通电源或计时出现误时，都需要对时间进行校正。校正电路如下图8所示：图7三电路的总体设计与调试由第二章介绍的电路各个部分的子电路构成的各个部分的功能，再由第一章的数字时钟的系统原理框图，可以清楚的知道了总体的电路情况。下面图8就时本设计的总体电路：由图8可以看出和清楚的整个数字时钟的总体工作原理和整个工作过程：由555和RC构成的振荡器产生的1000Hz的高频信号经过由3片74LS90构成的1/1000分频的分频器后得到标准的秒脉冲信号，进入60进制的“秒”计时，“秒”的分位进入60进制的“分”计时，最后，由分的“时”进位进入24进制的“时”计时。在电路中，还有由门电路和开关构成的校时电路对

9、电路的“时”，“分”进行校时，得到正确的时间。图2-图7各个部分功能的电路和图8的总体数字时钟的电路均在电子电路计算机仿真软件Multisim中进行调试和仿真得到的。(详细图见最后)图8四实验记录4.1 振荡器产生1000HZ的频率4.2 进行分频在分频的过程中由于实验室电路板的一些原因，分频的结果并不是很好，在老师的建议下，用multisim进行了仿真。4.2.1 555振荡器产生的脉冲4.2.2 经过分频器产生的脉冲4.3 实验中出现的问题及解决对策1.实验中经过1/1000分频器输出结果与预期结果不是很符合，可能是由于电路板的一些原因，在老师的建议下，将原电路图进行multisim仿真，

10、得到的结果和预期较符合，为1HZ。2.在连接完电路时，接通电源，发现显示器出现混乱的数字，而不是预期的0-9，经过排查，发现由于电路用的导线较多，而且空间较狭小，有些导线松动，导致上述原因出现。五 设计总结通过本次设计，使我对已学过的电路、数电、模电等电子技术的知识有了更深一步的了解，锻炼和培养了自己利用已学知识来分析和解决实际问题的能力。刚开始做这个设计的时候无从下手，比较浮躁。但通过重温数电，模电等电子技术的书籍，还有通过查看相关的设计技术以及一些参考文献，使我对自己的本设计有了熟练的掌握。最后，我要感谢电子技术实验室给了我一次实践的机会。六参考文献百度文库：数字时钟电工电子技术电子电路计

11、算机仿真设计与分析 教师见习报告总结期待已久的见习已经结束了，在龙岩三中高中部见习听课，虽然只是短短的两个星期，但感触还是蛮深的，以前作为一名学生坐在课室听课，和现在作为一名准教师坐在课室听课是完全不同的感受，感觉自己学到了一些在平时课堂上学不到的东西。在这里，我获得的不仅是经验上的收获，更多是教学管理，课堂教学等的理念，以及他们带给我的种种思考。教育见习实践过程：听课。教育见习的主要目的是让学生在指导教师的引导下，观摩教师上课方法、技巧等。听课是教育见习的主要内容。我院规定在一周的见习中需完成至少6课的见习任务。我在教师的安排指导下，分别对高一、高二物理专业课型为主，其他课型齐头的方式，积极

12、主动的完成了听课任务，收到良好的效果。我听的第一节课是高二（8）班，这是一个平衡班，水平不如实验班高。在上课前。科任老师已经跟我说了这个班的纪律是比较差的，而且成绩也不是很好。在我听课期间，确实有几个学生在课堂上说话，但是我发现了一个有趣的现象，这个现象我在往后的几个班都发现了，就是绝大部分的学生的学习热情都好高涨，积极举手发言，积极参与课堂活动。我跟老师们提起这个现象的时候，科任老师就跟我说，一个班里不可能所有的学生都能全神贯注地听完一节课，所以作为一名教师，应该想办法吸引学生的注意力，调动的积极性，比如可以以小组为单位，以抢答计分的形式调动学生的积极性，这样课堂气氛就会活跃起来了。在为期两

13、周的见习工作中，我真的有很大的感触，我第一次感受到自己已经从一名学生向一名教师靠近，走在校园里，每当有学生叫我一声老师，我在感到无比自豪的同时，还感受到了自己的责任。见习工作结束了，我要回到学校继续我的学习了，但是我会好好记住我从*中学学到的一切，并应用于我的专业学习中去。一、教学管理理念 在龙岩三中，从领导阶层到一位普通的科任老师，都秉承以学生为主体的宗旨进行学校的管理，进行教学工作的开展。作为一个课程改革的示范学校，一个教育实验基地。这所学校鼓励着老师做各种研究，各种改革。每个班主任都有着自己的管理经验与管理宗旨。有了这种思想的自由，自然这里也就充满着探索与尝试，从而有所创造与进

14、步。在我见习的班集体中，班主任对他的学生说：“我要让你们成为学习型的管理者，也是管理型的学习者。”这样一句简单的话，让我感到这里老师进行班级管理的良苦用心。他们关心的不只是学生的学习，更多的是从一个完整的人的概念出发，去培养学生多方面的素质。二、教学理念 在见习期间，借着录课的机会，我听了很多的市级，校级的公开棵，还有理科实验班的课。在这些课堂上，让我看到教学改革正在悄然进行，有意识的老师正在努力体会“以学生为主体”的课堂模式。学生的创造也逐步成为教师追求的教学效果。其次，这里的老师也都在适应着多媒体教学，信息化教学，使得课堂更加生动，资源更加丰富，学生获取学习资源的渠道也就更多。尽

15、管，这种教学理念、教学模式的推广仍然有很长的路，但似乎也并不遥远，相信，这股改革的浪潮会给教育领域带来很大的冲击。 三、实际工作经验 在上面，是我在这所学校感受最深刻，也是认为最有意义的收获。实际工作经验上，由于在指导老师的指导下，也获取了许多。 在班主任工作上，我认识到了一个老师的表率作用是很大的，学生时刻看老师，作为一个老师，应该从自己严格要求，并影响感染学生。这就要求师生之间的相互交流必须是贴心的，也是带有希望的。见习期间，班主任老师教给了我许多的班级管理经验。我想这些经验是宝贵的，更为宝贵的是老师的主动精神。在他的言谈中，看出一个老师对于班级管理的深度认识

16、。所以我想：一个好的班主任不应只是从学习上给学生帮助，而是从一种“管理”的角度上去让班级受益，让班级体的每个成员成长。 教学工作上，由于指导老师的认真指导，我较好地完成了教学任务。同时，与合作伙伴一同对各种教学模式进行了探讨，尝试。尽管，有的时候没有达到我们理想的效果，但也获取了很多的教学经验。在上了6节课后，我深刻体会到了了解学生学习水平，性格特征的重要性。一个老师在上课时，一定要围绕着“学生能否学得更好，能否真正掌握方法”的主题，而不是从怎么上好我的一堂课出发。可见，一个优秀的老师需要具备很多方面的素质：扎实的专业知识，娴熟的教学技能，正确的教学理念这次的见习，让我从实践中去思考自己在课堂上学到的知识，也对于理论知识有了更深刻的认识。与其说在这里工作，不如说在这里学习。我接触一个学校较完备的电教设备，了解了一个学校信息中心的大致运作。电教工作有很多繁琐的细节工作，但它是一个学校信息化教学的基础，或者说推动者与宣传者。我想，在以后工作中，有了这些经验，我会更加容易上手，也能更好地把握工作。见习，是师范生重要的一课，付出了便有收获。我很幸运地在大三就参加了教育见习，通过一个月来和大四的师兄师姐的合作，让我对