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南京航空航天大学数字电路课程设计之数字钟

数字电子技术课程设计报告

一、设计目的数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机

械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿

命，因此得到了广泛的使用。数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括

了组合逻辑电路和时序电路。因此，我们此次设计与制作数字钟就是为了了解数字

钟的原理，从而学会制作数字钟.而且通过数字钟的制作进一步的了解各种在制作

中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法.且由于数字钟包括组合逻辑电路和

时叙电路.通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使

用方法.

二、设计内容及要求

（1）设计指标

①由LM555构成多谐振荡器产生1HZ标准秒信号；

②分、秒为00~59六十进制计数器，用数码管显示；

③时为00~23二十四进制计数器，用数码管显示；

④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；⑤整点具有报时功能,走时过程中能按预设的定时时间（精确到小

时）启动闹钟，以发光二极管闪烁表示，启闹时间为3s〜10s。

（2）设计要求

①画出电路原理图（multisim仿真）；

②元器件及参数选择；

③电路仿真与调试。

（3）要求：自行装配和调试，并能发现问题和解决问题。布局合理，导线横平

竖直，且不要从集成块上跳线，导线紧贴面包板，连接可靠，交叉线尽可能少。

（4）编写设计报告：写出设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，有心得

体会。三、原理框图

1HZ

数字钟实际上是一个对标准频率（进行计数的计数电路。由

于计数的起始时间不可能与标准时间一致，故需要在电路上加一个校时

电路，同时标准的1HZ时间信号必须做到准确稳定。数字电子钟的总体

图如图所示。数字电子钟由以下几部分组成：多频振荡器构成的秒脉冲发生器；校

对电路；六十进制秒、分计数器、二十进制时计数器；以及秒、分、时的译码显示部

分等。

四．主要部分的实现方案

1秒脉冲电路

可采用LM555构成多谐振荡器，调整电阻可改变频率，使之产生1Hz的脉冲信号

（即T=1S）如图示：

T

utn

1**1

II11)

555

「11

2时间计数器电路

由6个74LS163计数器组成时分秒的计数电路，74LS163是能响应

时钟脉冲上升沿、可以同步复位、同步预置的模16同步加法计数器。

(1)

秒计数器

秒的个位计数单元为10进制计数器，当QDQCQB变成1010时，通过与非门把它

的清零端变成0,计数器的输出被置零，跳过1011到1111的状态，又从0000开始，

如此重复。秒的十为计数单元为6进制，当QDQCQBQA成0101时，通过与非门把它的

清零端变成0,计数器的输出被置零，跳过0110到1111的状态，又从0000开始，如

此就是60

进制。同时秒十位上的0101时，要把进位信号传输给“分”个位的计数单元。（2）

分计数器分的个位和十位计数单元的状态转换和秒的是一样的，只是它要把进位信

号传输给时的个位计数单元。（3）时计

QQ

数器当“时”十位的QDQB