电子时钟设计

新手 拿分来了
什么都不会
只会单片机
一功能模、设计指标：
1 显示时、分、秒。
2 可以24小时制或12小时制。
3 具有校时功能，可以对小时和分单独校时，对分校时的时候，停止分向小时进位。校时时钟源可以手动输入或借用电路中的时钟。
4 具有正点报时功能，正点前10秒开始，蜂鸣器1秒响1秒停地响5次。
5 为了保证计时准确、稳定，由晶体振荡器提供标准时间的基准信号。
二、设计要求：
1 画出总体设计框图，以说明数字钟由哪些相对独立的块组成，标出各个模块之间互相联系，时钟信号传输路径、方向和频率变化。并以文字对原理作辅助说明。
2 设计各个功能模块的电路图，加上原理说明。
3 选择合适的元器件，在面包上接线验证、调试各个功能模块的电路，在接线验证时设计、选择合适的输入信号和输出方式，在充分电路正确性同时，输入信号和输出方式要便于电路的测试和故障排除。
4 在验证各个功能模块基础上，对整个电路的元器件和布线，进行合理布局，进行整个数字钟电路的接线调试。

三、制作要求：
自行装配、接线和调试，并能检查和发现问题，根据原理、现象和测量的数据分析问题所在，加以解决。学生要解决的问题包括元器件和面包板故障引起的问题。
四、设计报告内容要求：
1 目的。
2 设计指标。
3 画出设计的原理框图，并要求说明该框图的工作过程及每个模块的功能。
4 元器件清单。
5 设计制作的进程，考虑时钟及控制信号的关系、测试、验证的顺序，写出自己的工作进程。
6 画出各功能模块的电路图，加上原理说明（如2、5进制到10进制转换，10进制到6进制转换的原理，个位到十位的进位信号选择和变换等）。
7 画出总布局接线图（集成块按实际布局位置画，关键的连接单独应画出，计数器到译码器的数据线、译码器到数码管的数据线可以简化画法，但集成块的引脚须按实际位置画，并注明名称。）
8 描述设计制作的数字钟的运行结果和 *** 作。
9 总结。
  设计过程中遇到的问题及解决办法
  课程设计过程体会
对课程设计内容、方式、要求等各方面的建议。

五、实验仪器、工具：
1 5V电源（或实验箱）4个人合用1个。
2 四连面包板1块。
3 示波器2个（每班）
4 万用表5个（每班）。
5 镊子1把。
6 剪刀1把。

六、实验器件

1 网络线2米/人。
2 共阴八段数码管6个。
3 CD4511集成块6块。
4 CD4060集成块1块。
5 74HC390集成块3块。
6 74HC51集成块1块。
7 74HC00集成块4块。
8 74HC30集成块1块。
9 10MΩ电阻5个。
10 500Ω电阻14个。
11 30p电容2个。
12 32768k时钟晶体1个。
13 蜂鸣器10个（每班）

七、设计过程的日程安排

6月28日
1 分发仪器、工具、器件
2 讲解总体设计的过程，明确数字钟实现的功能，由哪些相对独立的功能模块组成，各个模块之间互相联系，时钟信号传输路径、方向和频率变化。
3 讲解面包板的结构和使用方法，连接导线的要点，包括导线剥线头、插线方法、要求，检查面包板，如面包板中的导电铜片变形或移位，更换导电铜片。
4 七段数码引脚排列测试，验证每段显示为一个发光二极管，同时完成对每个数码管的检查。
6月29日～7月2日
分功能讲解各个模块功能实现原理、实现，搭建实际电路一个个验证。在接线时注意合理布线和接线的可靠性。

6月29日

a) 数码管的译码驱动电路接线、测试、译码器控制功能测试（手工输入测试电平）。
除了进一步熟悉原理外，主要练习接线合理布局，走线整齐、美观，用手指触动导线时也能正常工作。可以静态显示学号的后几位。然选一个可正常工作的译码、显示电路，分别测试译码器的3个控制引脚的作用。

6月30日
b) 晶体震荡电路接线、测试（用示波器测量4060输入时钟，每一路分频输出的频率）。
c) 5进制计数器接线，输入用4060的2Hz，输出用数码管显示。
7月1日
d) 10进制计数器接线、测试。
e) 6进制计数器接线、测试（在10进制基础上改）。

7月2日
f) 60进制计数器接线、测试。
g) 24进制计数器、测试（在60进制基础上改）。
h) 校时电路接线（用RS触发器实现锁定、防抖动功能），用示波器观察电路的信号选择功能。

7月5～7日
5 在熟悉各个功能模块基础上，结合对总体框图的理解，设计总接线图。
6 根据总接线图中各种元器件数量、连线，确定所有元器件布局。
7 按以下顺序接线：晶体震荡、秒电路、分电路、时电路。
8 如时间允许加接校时电路和报时电路（整点报时）。

7月8～9日

9 写课程设计报告。
a) 设计的目的、要求。
b) 总体框图设计。
c) 功能模块设计（对所用元器件使用作一些说明）。
d) 总电路图设计。
e) 总结：遇到的问题和解决办法、体会、意见、建议等。
八、Multisim2001软件部分集成块引脚图
集成块引脚图
九、部分原理仿真模块电路

4511构成译码驱动电路

4060构成脉冲发生及分频电路
74390 构成十进制计数器

74390构成六进制计数器

74390构成六十进制计数器

校时电路（分校时时，不会进位到小时）
十、数字钟的设计与制作原理
具体参照：
数字电子技术课程设计讲义－数字钟的设计与制作
（电子信息学院，2004年6月）
十一、Multisim2001软件及其参考仿真电路
自己在对应位置下载。

十二、设计经验总结：
1 要求学生根据原理和芯片引脚图，分功能设计原理图，并根据接线顺序分步骤验证。
2 容易出现故障为接触不良。
a) a) 集成块引脚方向预先弯好对准面包板的金属孔，再小心插入。
b) b) 导线的剥线长度与面包板的厚度相适应（比板的厚度稍短）。
c) c) 导线的裸线部分不要露在板的上面，以防短路。
d) d) 导线要插入金属孔中央。
3 按照原理图接线时首先确保可靠的电源和接地。
4 注意芯片的控制引脚必须正确接好。
5 检查故障时除测试输入、输出信号外，要注意电源、接地和控制引脚。
6 要注意芯片引脚上的信号与面包板上插座上信号是否一致（集成块引脚与面包板常接触不良）。
7 为了便于测试，可将2Hz信号直接输入到各级计数器。
8 接校时电路时可接模拟信号输入（如1Hz和2Hz）测试输出信号的切换正确后，再将秒进位和分进位信号接到校时电路，再接校时电路输出到分计数器和时计数器。
从较时电路接入信号时，必须将原进位信号拔掉。

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