数字时钟设计实训报告

1、成绩：数字电子技术基础课程设计专业课程：电子信息工程1012姓名：李雄伟学号： 2010118504226指导教师：王伟平目录1 .课程设置修订要求- 1 -2 .课程设置修订相关器材和应用- 2 -1、课程设定修订模拟软件：- 2 -2 .有关部件及相关器材：- 2 -3 .电子时间订正设想- 3 -1 .计数功能的实现：- 3 -2 .校正功能的实现：- 6 -3、总数字时钟功能的实现：- 7 -四、实物连接与制作- 10 -五、设置修订须知- 11 -1 .课程设置修订要求根据课程设计手册，本课程设计的内容如下：将1、24小时作为1计数周期。2 .有“时”(0023 )、“分”(0059

2、 )、“秒”(0059 )的数字显示。3 .系统有校正时间的功能，能够分别进行分钟、小时的校正。修订设定的目的如下学习掌握数字时间修正的设定修正方法和调试方法的计数器，掌握解码器的使用方法的数字时间修正的修正问题等，解决实际发生的问题。2 .课程设置修订相关器材和应用关于这次的课程设定修订，分为两个大块。 一是电路原理的设定修订和仿真。 第二部分是实物的连接与调整。 本课程设定修订中使用的各中电子部件及相关应用如下所示。1 .课程设定修订模拟软件：本课程设置修订采用Multisim 11.0作为模拟软件。 我在设计开始时使用了EWB，但是由于EWB在win7环境中容易发生错误，所以变更为pro

3、tuse 7. 但是，由于软件是破解版，所以错误很多，最终采用了Multisim 11.0。2 .关于部件及相关器材：零件名型号数计数器74LS161 4模块RS触发器4043BD 1块与非门74LS00 3模块与门74LS08 1模块变频器74LS04 1的一个模块BCD代码7段数字LCD DCD-HEX 6块1个直流电源5 v信号发生器1Hz方波1台电阻470欧姆4个两个钥匙开关SW-2 2有一些导线3 .电子时间订正设定的想法根据课程设置修正的要求，该数字时间修正应能够实现修正时机功能和时间的修正功能。1 .计数功能的实现：此次修订的计数功能通过综合二进制计数器74LS161实现。 74

4、LS161是4位的二进制同步加法计数器，除了二进制加法计数功能之外，还具有异步清除、同步并行设定数、保持等功能。 74LS161的逻辑电路图和引脚排列图如图1所示，CR是异步清零端子，LD是预设数控制端子，D0、D1、D2、D3是预设数据输入端子，p和t是计数使能端子，c是进位输出端子，其设定与多张集成计数器的级连动74LS161的菜单如下所示功能包括(1)异步清除功能CR=0时，无论其他输入侧的状态如何(包括时钟信号CP )，4个触发器的输出都为零。(2)同步并行预设数功能在CR=1的条件下，当LD=0且时钟脉冲CP的上升沿起作用时，D3、D2、D1、D0输入端的数据分别由Q3Q0接收。 由

5、于必须将CP脉冲的上升沿与计数操作相匹配，因此称为同步计数。(3)保持功能在CR=LD=1的条件下，T=P=0时，无论有无CP脉冲作用，计数器都保持原样(计数停止)。(4)同步二进制计数功能当CR=LD=P=T=1时，74LS161处于计数状态，并且当从0000的状态连续输入16个计数脉冲时，电路从1111的状态恢复到0000的状态，并且状态表示在表2中。(5)进位输出c计数控制端子T=1，触发器全部为1时，进位输出为1，否则为零。二进制同步加法计数器的状态表。下表列出了二进制同步加法计数器的状态表由此，通过将74LS161的输出端子连接到NAND门、并且连接到74LS161的清除段，可以实现

6、特定进制的计数器。 如下图所示在该图中，第一74LS161(U2)的输出端子的13管脚和11管脚同时接入NAND门74LS00，并且同时接入第一74LS161的清除端子。 即，当U2计数到10(1010 )时，13、11脚同时成为高电平，从与门转换成低电平并输入到U2，由此清除输出，同时继续计数，构成十进制计数器。U2计数1个周期后，对U1加1个cp脉冲信号，对U1的计数加1。 类似地，当U1的12、13条腿访问零清除端子(即，计数到6(0110 ) )时，循环1次，并且向下一计数器发送一个脉冲cp。U1、U2同时构成60进制的计数器，正好是计时器的得分、秒。关于时间计数器的原理，与得分、秒几

7、乎相同。 但是，构成24进制数时，如下图所示，以选择零清零的方式运行如果U14尚未计数到2，则U15是十进制计数器。 当U14计数到2时，U15转换到四进制计数器。 在此，将U14、U15的清除信号输入与门，并输出至U15的清除端。 U14还未计数到3时，该清零反馈输出变为高电平。 即，此时从与门输出的电平信号与U14的信号无关，U15的清除端子仅接收U15自身的清除信号。当U14被计数为2，U15被计数为3，且下一计数脉冲到达时，U14的反馈清除信号进入低电平，即，此时与门U19的输出进入低电平，并且U14和U15被同时清除。现在，电子计时器的计数功能完全实现了。2 .校准功能的实现：为了表

8、现自动的特征，在修正点、定时的情况下，在本设定修正中，只使用2个触发开关，按照RS触发分别控制点、定时的修正。原理如下图所示当电键S1被向下移动时，进入得分计数器的cp是直接秒计时器的cp脉冲信号，分钟计时器开始以秒的频率改变并且当分钟计时器达到我们所要求的精确分数时，电键S1被向上移动，以恢复在这时从秒的进位信号供给的分钟的计数cp。同样，将S2向下，可以调整时间。至此，分时补偿电路部分基本完成。3 .总体数字时钟功能的实现：通过组合修正时电路和分时修正电路，可以实现完全的数字时修正功能。 如下图所示调整分钟时：调整时间时：总体设计的明确图示：4 .实物的连接和制作实验室使用模块式的电子部件

9、，因此集成芯片的各引脚通过导线直接连接，连接时请注意1 .将5V电源连接到每个芯片Vcc。2、GND引脚低电平。3 .芯片必须可靠地放置在IC上，即芯片上的u形小切口必须向上。 否则芯片可能会烧坏！4、接线时，接线多，请细心。 连接完成后再检查的话会很麻烦。 所以，认真、慎重是必不可少的，一口气努力成功！5 .实物连接完毕后，将各部件搬到指定场所，收拾试验台。五、修订心得本次的数字电路技术课程设计，持续了5天，自己做了3个主题的课程设计，只有这个才是真正的成功。 其他的灯光控制系统说老师看了设计没有问题，但是模拟的时候会报告错误，所以会失败吧。 也有篮球的30秒倒计时的计时器，不过，因为时间有限，还没完成。在这次的实训中，使用了3种软件，EWB 5.12，protuse7破解版，multisim 11.0。 通过这次的实习，让我对这些模拟软件有了更好的理解。 我觉得在今后的使用过程中，这些软件能运用得更好。通过这次的实际训练，让我更深刻地理解了基本的数字逻辑电路的设定和修正方法。 这对我今后的