数字电子时钟课程设计

2024-08-06

数字电子时钟课程设计（精选8篇）

数字电子时钟课程设计篇1

题目：

数字电子时钟课程设计

一、设计任务及设计要求…………………………………………（3）

二、设计方案论证

…………………………..………….（3）1.总体方案及框图 2.各部分论证

三、单元电路设计…………………………………………………（4）1.振荡器 ………………………………………………………（4）2.秒、分、时计数器…………………………………………（5）

3.显示译码/驱动器和LED七段数码显示管……………….（6）

4.分频器……………………………………………………（7）5.报时电路…………………………………………………（9）

四、总体电路设计及原理………………………………………（13）

五、元器件明细表………………………………………………（10）

六、心得体会……………………………………………………（11）

七、参考文献……………………………………………………（11）

一、设计任务及设计要求 1.设计任务

数字电子钟的逻辑电路 2.设计要求

（1）由晶振电路产生1HZ的校准秒信号。

（2）设计一个有“时”、“分”、“秒”（23小时59分59秒）显示切且具有校时、校分、校秒的功。

（3）整点报时功能。要求整点差10秒开始每隔1秒鸣叫一次，共五次，每次持续时间为一秒，前五次为500赫兹的声音，最后依次为1000赫兹的声音。（4）用中小规模集成电路组成电子钟，并在实验箱上进行组装和调试。（5）划出框图和逻辑电路图，写出设计，实验总结报告。

二、设计方案论证

数字钟原理框图如图1所示，电路一般包括以下几个部分：振荡器、分频器、译码显示电路、时分秒计数器、校时电路、报时电路。

图一

对于各个部分而言

数字钟计时的标准信号应该是频率相当稳定的1HZ秒脉冲，所以要设置标准时间源。

数字钟计时周期是24小时，因此必须设置24小时计数器，他应由模为60的秒计数器和分计数器及模为24的时计数器组成，秒、分、时由七段数码管显示。

为使数字钟走时与标准时间一致，校时电路是必不可少的。设计中采用开关控制校时直接用秒脉冲先后对“时”“分”“秒”计数器进行校时操作。

能进行整点报时。在从59分50秒开始，每隔2秒钟发出一次低音“嘟”的信号，连续五次，最后一次要求最高音“嘀”的信号，此信号结束即达到正点。

三、单元电路设计 1.各独立功能部件的设计（1）、振荡器振荡器是计时器的核心，其作用是产生一个标准频率的脉冲信号振荡频率的精度和稳定度决定了数字钟的质量。第一种方案采用石英晶体振荡器，如图二。使用振荡频率为32768HZ的石英晶体和反向器构成一个稳定性极好、精度较高的时间信号源。改变电容C可以

图二

石英晶体振荡器

振荡器的频率进行微调，再通过一个反相器，输出32768HZ的方波将此方波的频率进行15次二分频后，在输出端刚好可得到频率为1HZ的脉冲信号。

第二种方案如图三采用集成电路555定时器与RC组成的多谐振荡器。输出的脉冲频率为fS=1/[(R1+2R2)C1ln2]=1KHZ，周期T=1/fS=1ms。若参数选择：R1=R2=10K欧姆，C1=47uF时，可以得到秒脉冲信号。

图三方波信号发生器

附555定时器的功能表输

出输

出

阀值输入（v11）触发输入（v12）复位（RD）输出（VO）发电管T × × 0 0 导通

<2/3VCC <1/3VCC 1 1 截止 >2/3VCC >1/3VCC 1 0 导通 <2/3VCC >1/3VCC 1 不变不变

（2）秒、分、时计数器

U1到U6 六个74LS161构成数字钟的秒、分、时计数器。

U1、U2共同构成秒计数器，它由两个74LS161构成六--十进制的计数器，如图四。U1作为秒个位十进制计数器，它的复位输入RD、和置位输入LD都接低电平，秒信号脉冲作为计数脉冲输入到CP1端，输出端C控制U2秒十位计数器的计数脉冲输入。Q1、Q2、Q3、Q4作为秒个位的计时值送至秒个位七段显示译码/驱动器。

U2作为秒十位六进制计数器，它的计数脉冲输入受到秒个位U1的控制，其计数器使能端EP、ET与U1的输出端C相连接。当U2计数器计到0011，即清零信号到复位输入端时，Q1、Q2、Q3、Q4输出的都是零。Q1、Q2、Q3、Q4作为秒十位的计时值送至秒十位七段显示译码/驱动器。U3、U4分别构成分个位十进制和分十位六进制计数器，如图四。U3、U4与U1、U2的连接方法相似。当计数器输出为01011001状态，U3（U1）、U4（U2）的LD端同时为“0”，使计数器立即返回到00000000状态。这样就构成了六十进制计数器。

图四六十进制计数器

U5、U6共同构成时计数器，它由两个74LS161构成六十进制的计数器

如图五。U5作为时十位计数器，它的复位输入RD、和置位输入LD都接低电平，时信号脉冲作为计数脉冲输入到CP1端，输出端C控制U6秒十位计数器的计数脉冲输入。Q1、Q2、Q3、Q4作为秒个位的计时值送至秒个位七段显示译码/驱动器。当计数器输出为00100100状态，U5、U6的LD端同时为“0”，使计数器立即返回到00000000状态。这样就构成了二十四进制计数器。

U12

图五

二十四进制计数器

（3）显示译码/驱动器和LED七段数码显示管

六个74LS248集成电路构成数字钟的七段数码显示管显示译码/驱动器。74LS248七段显示译码器输出高电平有效，将8421BCD码译成七段（a、b、c、d、e、f、g）输出，用以直接驱动LED七段数码显示对应的十进制数。74LS248的显示功能：

显示功能见功能表的上半部分。[DCBA]是二进制码输入，要正确的执行显示功能，有关的功能端必须接合适的逻辑电平，这些功能端的作用随后介绍。对于0～9输入，[DCBA]相当BCD8421码。当超过9以后，译码器仍然有字型输出，具体见图六。当[DCBA]=1111时，数码管熄灭。实验时要在笔划段电极串联电阻，以保护LED数码管。表1 中规模显示译码器74LS248的功能表十进制

或功能输

入

输

出

g 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 H H H H H H H H H H H H H H H H H ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´

´ L

L L

H L

L L

H H

L H

H L

L L

H H H H H H H H H H H H H H H H H

图六 74LS248显示字型与输入的对应关系

如图七，六个LED七段数码显示管利用不同发光段组合的方式显示不同数码，都采用+5V电源作为每段发光二极管的驱动电源。需要发光的段为高电平，不发光的段为低电平。设计中采用共阴极数码管，每段发光二极管的正向降压，随显示光的颜色有所不同，通常约2V～3V，点亮电流在5～10mA。六个LED七段数码显示管分别显示秒个位、十位；分个位、十位；时个位、十位的计数十进制数

图七显示译码/驱动器和数码显示管（4）分频器

分频器电路是由三个74LS90构成，如图八。74LS90是异步十进制计数器，它由一个一位二进制计数器和一个异步五进制计数器组成。将QA与CP2相连，计数脉冲由CP1端输入，输出由QA～QD引出，即得到十进制计数器。只有在复位输入R0(1)= R0(2)=0和置位输入S9(1)= S9(2)=0时，才能够在计数脉冲（下降沿）作用下实现二—五—十进制加计算。因为要对输入的脉冲进行三次10分频，三片74LS90的复位输入R0(1)、R0(2)和置位输入S9(1)、S9(2)都接低电平。振荡器输出的方波脉冲计数器作为U1的CP1端的输入时钟脉冲，U1的QD端的输出脉冲作为U2的CPA端的输入时钟脉冲，U2的QD端的输出脉冲作为U3的CP1端的输入时钟脉冲，U3的QD端的输出脉冲fO=fS/103¬¬¬¬¬¬¬=1HZ，即为秒信号方波脉冲，成为秒、分、时计数器的计数脉冲和时间校准信号。

将JK触发器的J、K端都接在高电平，Qn+1=JQn+KQn=Qn,每输入一个时钟脉冲后，触发器翻转一次，触发器处于计数状态。经过触发器的二分频，Q端输出为500HZ的脉冲作为低音脉冲。

经过U1、U2计数器的二次十分频，输出的脉冲频率为10HZ，作为秒校时脉冲。

图八

分频器附74LS90二—五—十进制计数器功能图复位输入置位输入输出

R0(1)R0(2)S9(1)S9(2)QA QB QC QD H H L × L L L L H H × L L L L L × × H H H L L H L × L × 计数 L × × L 计数 × L L × 计数 × L × L 计数

JK触发器的功能表 J K Qn Qn+1 说明 0 0 0 0 输出状态不变 1

0 1 0 0 输出状态与J端状态相同

0 0 0 1 输出状态与K端状态相同

1 1 0 1 每输入一个脉冲输出状态改变一次

（五）报时电路

整点报时电路要求在每个整点发出音响，因此需要对每个整点进行时间译码，以其输出驱动音响控制电路。如图九。

若要在每一整点发出五低音、一高音报时，需要对59分50秒到59分59秒进行时间译码。QD4～QA4是分十位输出，QD3～QA3是分个位输出，QD2～QA2是秒十位输出，QD1～QA1秒个位输出。在59分时，A= QC4 QA4 QD3 QA3=1；在50秒时，B= QC2 QA2=1；秒个位为0、2、4、6、8秒时，QA1=0,C= QA1=1；因而F1=ABC= QC4QA4 QD3 QA3 QC2 QA2 QA1仅在59分50秒、52秒、54秒、56秒、58秒时等于1，故可以用F1作低音的控制信号。当计数器每计到59分59秒时，A= QC4 QA4 QD3QA3=1,D= QC2 QA2 QD1 QA1=1,此时F2=AD=1。把F2接至JK触发器控制端J端，CP端加秒脉冲，则再计1秒到达整点时F3=1,故可用F3作一次高音控制信号。

用F1控制5次低音、F3控制高音，经音响放大器放大，每当“分”和“秒”计数器累计到59分50、52、54、56、58秒发出频率为500HZ的五次低音，0分0秒时发出频率为1000HZ的一次高音，每次音响的时间均为一秒钟，实现了整点报时的功能。

图九

整点报时电路

四、原理图（见最后一页）

五、元器件明细表

序号元器件名称型号规格数量（个）备注 U0 集成定时器 5G555定时器 1 构成多谐振荡器 U1～U6 同步加法计数器 74161 6 构成模加法计数器 U7～U9 异步十进制计数器 74LS90 3 构成分频器

U10 七端显示译码器 74LS248 6 分别显示秒、分、时的数字 U11～U12 与非门多输入与非门 2 U13 J-K触发器

C1、C2 电容C1=C2=104pf R1 R2 电阻R1 =2K、R2=5.1K R、R` 电阻R=1k,R`=47 U14 U20 门器件非门 1

U15～U19 门器件与门 6 多输入与门 U21～U23 门器件与非门 3 多输入与非门 U24 触发器 J-K触发器 1 U25 晶体三级管 U26 喇叭实现闹铃

六、设计体会

在整个课程设计完后，总的感觉是：有收获。以前上课都是上一些最基本的东西，而现在却可以将以前学的东西作出有实际价值的东西。在这个过程中，我的确学得到很多在书本上学不到的东西，如：如何利用现有的元件组装得到设计要求，如何找到错误的原因，如何利用计算机来画图等等。但也遇到了不少的挫折，有时遇到了一个错误怎么找也找不到原因所在，找了老半天结果却是芯片的管脚接错了，有时更是忘接电源了。在学习中的小问题在课堂上不可能犯，在动手的过程中却很有可能犯。特别是在接电路时，一不小心就会犯错，而且很不容易检查出来。但现在回过头来看，还是挺有成就感的。

七、参考文献

姚福安.电子电路设计与实践.山东科学技术出版社第一版.2002 杨志亮.电路原理图设计技术.西北工业大学出版社第一版.2003 阎石.数字电子技术基础..高等教育出版社第四版.1998 童诗白.模拟电子技术基础.高等教育出版社第三版.2001 康华光.电子技术基础.高等教育出版社.2002 苏止丽.数字电子电路实验.武汉理工大学.2003 陈明义.电子技术课程设计使用教程中南大学出版社第一版.2002

回答者：命途多舛0913-一

级

2008-1-5 21:54

数字电子时钟课程设计

题目：数字电子时钟课程设计

一、设计任务及设计要求…………………………………………（3）

二、设计方案论证 …………………………..………….（3）

1.总体方案及框图

2.各部分论证

三、单元电路设计…………………………………………………（4）

1.振荡器 ………………………………………………………（4）

2.秒、分、时计数器…………………………………………（5）

3.显示译码/驱动器和LED七段数码显示管……………….（6）

4.分频器……………………………………………………（7）

5.报时电路…………………………………………………（9）

四、总体电路设计及原理………………………………………（13）

五、元器件明细表………………………………………………（10）

六、心得体会……………………………………………………（11）

七、参考文献……………………………………………………（11）

一、设计任务及设计要求

1.设计任务

数字电子钟的逻辑电路

2.设计要求

（1）由晶振电路产生1HZ的校准秒信号。

（2）设计一个有“时”、“分”、“秒”（23小时59分59秒）显示切且具有校时、校分、校秒的功。

（3）整点报时功能。要求整点差10秒开始每隔1秒鸣叫一次，共五次，每次持续时间为一秒，前五次为500赫兹的声音，最后依次为1000赫兹的声音。

（4）用中小规模集成电路组成电子钟，并在实验箱上进行组装和调试。

（5）划出框图和逻辑电路图，写出设计，实验总结报告。

二、设计方案论证

数字钟原理框图如图1所示，电路一般包括以下几个部分：振荡器、分频器、译码显示电路、时分秒计数器、校时电路、报时电路。

图一

对于各个部分而言

数字钟计时的标准信号应该是频率相当稳定的1HZ秒脉冲，所以要设置标准时间源。

数字钟计时周期是24小时，因此必须设置24小时计数器，他应由模为60的秒计数器和分计数器及模为24的时计数器组成，秒、分、时由七段数码管显示。

为使数字钟走时与标准时间一致，校时电路是必不可少的。设计中采用开关控制校时直接用秒脉冲先后对“时”“分”“秒”计数器进行校时操作。 能进行整点报时。在从59分50秒开始，每隔2秒钟发出一次低音“嘟”的信号，连续五次，最后一次要求最高音“嘀”的信号，此信号结束即达到正点。

三、单元电路设计

1.各独立功能部件的设计

（1）、振荡器

振荡器是计时器的核心，其作用是产生一个标准频率的脉冲信号振荡频率的精度和

稳定度决定了数字钟的质量。第一种方

案采用石英晶体振荡器，如图二。使用

振荡频率为32768HZ的石英晶体和反

向器构成一个稳定性极好、精度较高的时间信号源。改变电容C可以

图二石英晶体振荡器

振荡器的频率进行微调，再通过一个反相器，输出32768HZ的方波将此方波的频率进行15次二分频后，在输出端刚好可得到频率为1HZ的脉冲信号。

图三方波信号发生器

附555定时器的功能表

输出输出

阀值输入（v11）触发输入（v12）复位（RD）输出（VO）发电管T × × 0 0 导通

<2/3VCC <1/3VCC 1 1 截止

>2/3VCC >1/3VCC 1 0 导通

<2/3VCC >1/3VCC 1 不变不变

（2）秒、分、时计数器

U1到U6 六个74LS161构成数字钟的秒、分、时计数器。

U2作为秒十位六进制计数器，它的计数脉冲输入受到秒个位U1的控制，其计数器使能端EP、ET与U1的输出端C相连接。当U2计数器计到0011，即清零信号到复位输入端时，Q1、Q2、Q3、Q4输出的都是零。Q1、Q2、Q3、Q4作为秒十位的计时值送至秒十位七段显示译码/驱动器。

U3、U4分别构成分个位十进制和分十位六进制计数器，如图四。U3、U4与U1、U2的连接方法相似。当计数器输出为01011001状态，U3（U1）、U4（U2）的LD端同时为“0”，使计数器立即返回到00000000状态。这样就构成了六十进制计数器。

图四六十进制计数器

U5、U6共同构成时计数器，它由两个74LS161构成六十进制的计数器 如图五。U5作为时十位计数器，它的复位输入RD、和置位输入LD都接低电平，时信号脉冲作为计数脉冲输入到CP1端，输出端C控制U6秒十位计数器的计数脉冲输入。Q1、Q2、Q3、Q4作为秒个位的计时值送至秒个位七段显示译码/驱动器。当计数器输出为00100100状态，U5、U6的LD端同时为“0”，使计数器立即返回到00000000状态。这样就构成了二十四进制计数器。

U12 图五二十四进制计数器

（3）显示译码/驱动器和LED七段数码显示管

表1 中规模显示译码器74LS248的功能表

图六 74LS248显示字型与输入的对应关系

图七显示译码/驱动器和数码显示管

（4）分频器

经过U1、U2计数器的二次十分频，输出的脉冲频率为10HZ，作为秒校时脉冲。

图八分频器

附74LS90二—五—十进制计数器功能图

复位输入置位输入输出 R0(1)R0(2)S9(1)S9(2)QA QB QC QD H H L × L L L L H H × L L L L L × × H H H L L H L × L × 计数

L × × L 计数

× L L × 计数

× L × L 计数

JK触发器的功能表

J K Qn Qn+1 说明

0 0 0 0 输出状态不变1

0 1 0 0 输出状态与J端状态相同0 0 0 1 输出状态与K端状态相同1 1 0 1 每输入一个脉冲输出状态改变一次0

（五）报时电路

整点报时电路要求在每个整点发出音响，因此需要对每个整点进行时间译码，以其输出驱动音响控制电路。如图九。

当计数器每计到59分59秒时，A= QC4 QA4 QD3QA3=1,D= QC2 QA2 QD1 QA1=1,此时F2=AD=1。把F2接至JK触发器控制端J端，CP端加秒脉冲，则再计1秒到达整点时F3=1,故可用F3作一次高音控制信号。

图九整点报时电路

四、原理图（见最后一页）

五、元器件明细表

序号元器件名称型号规格数量（个）备注

U0 集成定时器 5G555定时器 1 构成多谐振荡器 U1～U6 同步加法计数器 74161 6 构成模加法计数器

U7～U9 异步十进制计数器 74LS90 3 构成分频器

U10 七端显示译码器 74LS248 6 分别显示秒、分、时的数字

U11～U12 与非门多输入与非门 2 U13 J-K触发器 1

C1、C2 电容 2 C1=C2=104pf R1 R2 电阻 2 R1 =2K、R2=5.1K R、R` 电阻 2 R=1k,R`=47 U14 U20 门器件非门 1

U15～U19 门器件与门 6 多输入与门

U21～U23 门器件与非门 3 多输入与非门

U24 触发器 J-K触发器 1 U25 晶体三级管 1 U26 喇叭 1 实现闹铃

六、设计体会

数字电子时钟课程设计篇2

电子技能实训是一门专业性很强的实训课程, 也是一门非常重要的专业课程, 是学生在具备了必要的电工电子基础知识后必修的专业核心课程之一。它强调理论与实际相结合, 特别注重实际应用, 在电子技术专业人才培养中具有非常重要的作用。本文以电子技能实训课程中的项目六——数字时钟制作为例, 阐述了基于行动导向的任务驱动式教学理念, 使教学更为生动、直观、形象, 更容易被学生理解和接受, 教学效果也有了显著提高。

二、教学项目的实施

行动导向的任务驱动教学模式体现“以学为本, 因学施教”的教学准则, 因为“学”在人类活动中占主体地位, 而“教”则因人因时而有所不同, “教”对人的成长和发展起着辅助和促进的作用。教学不仅是让学生学到知识, 而且还要让学生学会学习、学会做事、学会生存、学会与他人交往。行动导向的任务驱动教学模式遵循获取资讯、制订计划、决策、实施、检查、评估六步行动序列, 它从教学生“学会学习”的目标出发, 将学生的学习与发展紧密地结合起来。在教学过程中, 教师是活动的引导者和教学工作的主持人, 按照前面提到的六步行动序列, 完成下达的任务, 从而达到提高学生提出问题、分析问题和解决问题的能力。

(一) 明确任务, 获取信息

将学生分组, 每小组3名同学, 注意不同水平学生的搭配, 组内推荐一名组长, 负责统一协调和分配任务。教师在本阶段需要让学生明确学习目标、职业岗位性质、工作要求、现有工具和资料、活动方式以及完成时间, 并培养学生自行学习、自行查询资料获取知识及团队合作的能力。

比如在“数字时钟制作”这一项目中, 教师首先需要提出项目任务:为新时代外贸公司生产一批具有时、分、秒显示功能和校时功能的数字时钟。然后教师可以提出以下问题, 并利用“头脑风暴法”, 使学生在教师指导、组长组织下讨论以下问题:如 (1) 该数字时钟一共需显示多少位? (2) 数字时钟的结构是怎么样的? (3) 数字时钟应如何校时? (4) 原理是怎么样的?

另外, 教师还要引导学生通过教学网站 (如电工之家、电子世界等) 、网络聊天室、各类专业书籍等渠道与公司员工、教师和同学在线交流沟通, 同时查阅有关的资料并收集有关的信息, 为项目的实施做好前期准备工作。

(二) 分析讨论, 制订计划

学生以小组为单位制订各自不同的学习计划, 同时要确定好各个流程的操作员 (负责人) , 准备好所需的设备和工具、材料。教师应提示相关信息, 必要时要进行专题授课, 让学生获得相对应的知识。完成后以小组为单位, 汇报完成工作任务的内容、步骤、注意事项等, 并由教师组织点评, 选出各小组的最佳方案填写材料报价单。学生通过这一环节的学习实践, 一方面掌握了本项目的重难点, 另一方面培养了制订计划、主动获取信息的能力以及价格查询等创业愿望。

在“数字时钟制作”项目中, 教师利用Flash动画帮助学生认识数字时钟的结构, 然后以组为单位制订合理的工作计划, 结合收集的资料, 制订出多种设计方案 (如方案一:采用时钟芯片DS1302实现;方案二:采用NE555振荡计数实现) , 最后共同讨论后选出各自最佳的方案, 填写材料报价单。这一环节的实施过程中, 教师针对数字时钟的结构和原理进行针对性的授课, 使全体学生都能掌握数字时钟的结构及原理, 提高了学习效率。

(三) 比较择优, 做出决策

决策就是师生共同对工作计划进行可行性分析并确定最终方案的过程。首先, 由学生讨论并拟订初步计划, 然后在教师的指导下, 对原来计划中的错误和不足之处予以纠正、改进。

在本项目中, 各学习小组对提出的所有方案进行比较, 从多种可能性中选择最佳完成任务的方案, 最后以小组 (集体) 的形式做出决策, 并将设计方案进行修改和完善, 同时完成电路图的设计与绘制。如果有学生没有理解工作原理, 可以通过观看视频的方式进行巩固, 也可利用Proteus仿真软件, 模拟测试相关波形, 加深对工作原理的理解。在此过程中, 教师要充分肯定各个小组计划 (或方案) 中的长处和某些创新点, 尽量为学生提供实现这些长处或创新点的条件, 帮助学生制定可实施的决策。

(四) 分工合作, 实施计划

小组成员各自进行准备工作, 然后按照工作计划实施。在此过程中, 要求学生充分了解有关仪器仪表、工具的性能, 以及操作规范和步骤, 并在工作实施过程中加强创新与合作意识;同时, 在执行每一个具体操作步骤时, 要进行记录, 这是对实际操作质量监控的一种手段。

在学生实践阶段, 教师只起监督作用, 以鼓励学生独立自主地完成学习目标, 并适时改正工作中的错误, 及时解决所遇到的困难, 并且及时对不合理的计划进行调整和修订。在“数字时钟制作”项目中, 教师应充分发挥教师主导、学生主体作用。学习活动内容、步骤可以划分为如下三部分:

1.基本元器件的识别与检测

在任务中, 教师主要是整合本次课程所使用的元器件, 并通过动画演示基本元器件的检测方法及视频播放PCB板的制作过程, 学生则需要核对本次所用元器件的数量及型号, 学会使用万用表检测识别元器件, 如果发现损坏, 则立即更换。设置这一任务的目的在于提高学生对元器件识别检测的学习效率, 提高学生操作的规范性和主动性。

2.产品组装

教师播放“焊接五步法”的视频, 同时动画演示元器件的安装位置, 学生则自行进入学习网站, 完成电路组装的动画, 了解元器件的安装位置, 并自行动手实践制作数字钟。设置这一环节目的在于增强学生的感性认识, 提高学生实际动手操作的准确性。

3.产品调试

教师指导学生使用Proteus仿真软件分析测试各点的波形, 并指导学生采用搭建一级就调试一级的方法, 目的在于减小整体故障出现的概率、缩小故障排除的难度。

(五) 针对项目, 检查控制

对照计划中的自查、互查、师查等方式, 对实训成果进行检查, 填写相应的表格。在检查的过程中, 教师可以适当提出有关问题, 让学生自己核实。例如:是否清楚问题现象产生的原因?问题发生在哪个步骤中?相关的文档是否完整?设置本环节的目的在于使学生学会观察故障现象, 掌握故障检测排除的方法和技巧, 使学生按照项目要求正确地完成项目任务。

在本项目中, 数字时钟按照功能可以分为八类故障, 分别是供电故障、振荡电路故障、分频电路故障、计数电路故障、进位电路故障、显示电路故障、校时电路故障和元器件损坏。小组成员针对各自小组数字钟的现象进行自查、互查、纠错、改进和调试, 然后通过故障排除的交互动画, 掌握排除故障的一般方法和技巧。

(六) 成果报告, 评价反馈

活动小组成员从多方面对工作和学习的过程以及成果进行评价, 在肯定成绩的基础上, 找出存在的不足和造成不足的原因, 并作出相应的修正。通常评价有自评, 互评和他评等方式, 一般先进行自评, 在自评的基础上, 采取小组之间互相评价和指导教师点评相结合的方式, 最后得出总体评价结果。比如, 在自评互评的过程中, 可以分组对产品进行演示, 也可通过提问考查学生发现问题与解决问题的能力, 还应综合考虑他们在各个阶段的表现, 最后师生双方、小组之间还要对工作提出修改意见, 并做好记录, 学生根据反馈意见再次修改完善产品, 直到合格为止。

例如, 在“数字时钟制作”的项目中, 通过设置如表1所示的“产品验收单”, 通过自评、互评和他评的方式检查数字钟的时、分、秒显示, 时间准确度, 时、分、秒校时是否合格等。设置这一环节, 学生可从中发现曾被自己忽视的问题, 这有利于他们理性、客观地评价自己的能力和行为, 从而激发他们的学习兴趣和潜能, 为后续的实训和下厂实习打下基础。

三、应用效果

实践表明, 基于行动导向的任务驱动式教学方法课堂纪律好且气氛活跃, 充分调动了学生学习的积极性、自主性以及团队精神, 能更好地培养、提高他们的综合素质、专业技能及相关职业岗位的适应能力, 很受学生欢迎, 获得了学生的高度评价。

基于行动导向的任务驱动式教学方法, 遵循获取资讯、制订计划、决策、实施、检查、评估六步行动序列, 彰显了学生的主体性, 主要以学生的实践获得来养成和提高未来的职业能力, 从而培养了他们的自我学习能力、独立工作能力、分析和解决问题的能力、团队合作精神及人际沟通能力。

参考文献

[1]汤光华等.对高职精品课程建设的探索[J].职教论坛, 2010 (3) .

[2]丁万霞.基于项目教学的引导文设计研究[J].价值工程, 2011 (16) .

[3]陈斗.引导文教学法的设计与实施[J].计划职业技术学院学报, 2012 (4) .

数字电子时钟课程设计篇3

【关键词】数字电子技术教学设计探讨

0引言

教学设计也称教学系统设计。它是运用系统方法分析教学问题和确定教学目标，建立解决教学问题的策略方案、试行解决方案、评价试行结果和对方案进行修改的过程。教学系统是由教师、学生、教学条件三个基本要素构成的，因此教学设计是一个系统化的过程，包括如何定位教学目标、如何进行任务分析、如何制定教学策略和正确选择教学媒体、如何编制教学评价标准等。具体来讲它主要包括教学内容、教学方法、教学策略、教学模式、教学媒体、教学评价等内容。传统的教学设计通常注重于教学过程的设计，具体体现为以教师为中心的教育模式，知识的传输方式是“教师→学生”的单向传递方式，学生是被动的知识接受者，称为“以教学过程为中心的教学系统设计。”而现代教学设计吸收了先进的教育教学理念，教学过程围绕各个实际问题展开，这些问题可以由教师提出，也可以由学生提出，学生主动参与教学过程的各个环节，体现为既发挥教师主导作用又充分体现学生认知主体作用的“主导—主体”教育模式，既注意教又注重学，称为“以教学问题为中心的教学系统设计”。如何把现代教学设计的思想应用到《数字电子技术》课程教学中，笔者做了初步的探索和尝试。旨在抛砖引玉，相互启发。

1.从课程的教学目标出发，选择教学内容，把握理论上的度。

《数字电子技术》是应用电子技术、信息工程、电子设备运行与管理等电子类专业的主干技术基础课程，其教学目标是通过本课程的学习使学生掌握数字电子技术的基础知识、基本理论、基本分析和设计方法，训练学生数字应用电路制作与调试的基本技能；培养学生严谨的科学态度、科学思维方式以及创新意识和创新能力。为学习后续课程提供必要的理论基础知识和实践技能，为今后可能从事的职业打好基础。因此，基于本课程的教学目标和中职教育的培养目标，我们在教学内容的选择上突出了基本理论，基本分析方法和知识的应用，回避了繁锁的集成电路内部分析和数学推导。着重外部逻辑功能的描述、分析和应用。强调外特性和主要参数。如在逻辑门电路一章中，改变了以74标准系列门作为典型电路分析逻辑功能和电气特性的传统，改用实际工作中运用的较多的CT74S系列门作为典型电路进行分析，进而介绍了CT74LS系列，还对TTL集成门电路各系列的主要电气参数进行了比较，使学生对各系列TTL集成门电路的特性都有一定了解。同时，还将TTL系列和CMOS4000系列门电路的主要电气参数进行了对比，使学生能根据实际工作要求正确选用数字集成电路。在时序逻辑电路一章中，在介绍计数器、寄存器和移位寄存器基本电路工作原理的基础上，直接介绍中规模集成计数器、移位寄存器功能表和使用。而没有讨论它们的内部逻辑电路。对于组合逻辑电路等中规模集成电路也采用了类似的处理方法。这不断突出了中规模集成电路的应用，同时也为增加技能训练时间创造了有利条件。

2.从培养能力出发，将理论教学与实践教学融为一体

由于《数字电子技术》是一门应用性很强的技术基础课，其基本理论与实践技能是许多后续课程的基础，理论与实践的密切结合，在本门课程中显得尤为重要。因此，我们在各章都设置了相应的实践训练环节——技能训练。它包括基本性技能训练和设计性技能训练两部分。“基本性技能训练”所涉及的内容与课堂教学内容紧密相关，充分体现课程的实践性。“设计性技能训练”是根据给出的实际问题，由学生自己设计实现逻辑功能的电路、选用芯片、进行安装调试、排除故障。同时还设置了理论与实践综合课程——课程设计内容，将理论教学与实践教学紧密结合。通过理论课程的学习和实训课程的实践，使学生基本掌握电子技术基础知识和基本技能，再通过相应的课程设计将理论用于实践，将设计和实现融为一体，使学生在课程设计中即能提高运用所学知识进行设计的能力，又能在这一过程中体会到理论设计与实际实现中的距离。从工程角度出发培养学生的工程思维方法、工作方法和应用所学知识解决实际问题的能力。使能力培养贯穿于教学的全过程。

为了培养学生分析和排队故障的能力，在教学内容提要的安排上，还先后介绍了《技能训练中故障的检查与排除》和《数字系统一般故障的检查和排除》等内容。使学生得到较为系统的故障诊断与排除的训练，从而提高学生解决实际问题的能力。

通过以上几种形式对教学内容的组合整编，使学生易学易懂，教师便于组织教学，有利于激发学生的学习积极性，培养学生的工程观念，训练学生工程实用技能。

3.结束语

从现代教学设计理念出发，我们对《数字电子技术》课程的教学内容，教学方法和教学媒体的设计进行了探索，积累了一些实践经验，也取得了一些成效。但是，探索和尝试是初步的，教学设计还有一些方面我们还没有涉猎到，通过教学设计如何来解决《数字电子技术》课程与工程实际相脱节，与职业资格证书考试相脱节的问题，我们也未涉及到。上述未解决的问题，我们期待与大家共同一道探索。

【参考文献】

[1]. 黄荣怀宋文官编《架设桥梁》高等职业教育现代教育技术的应用 [M]北京高等教育出版社 2005.1 11

[2]. 梁俊编《关于中职教育应用型人才培养的思考》[J]四川技术学院学报2005.2第1期 97

数字电子时钟课程设计篇4

课程名称电子技术基础院部名称

机电工程学院

专

业

自动化

班级 10自动化指导教师赵国树

金陵科技学院教务处制

一、课程设计应达到的目的............................................二、课程设计题目及要求..............................................三、课程设计任务及工作量的要求....................................1.设计要求.......................................................2.总体参考方案.................................................3.单元电路设计....................................................（1）.秒脉冲发生器.............................................（2）.秒、分、时计数器...........................................（3）.秒、分、时译码显示模块....................................（4）.校时电路................................................4.附图说明各部分功能的实现....................................（1）.开始状态................................................（2）.时、分、秒分别校时........................................（3）.3满60秒向分钟进位状态...................................（4）.满60分向小时进位状态....................................（5）.23:59:59向00:00:00进位状态................................5.整体电路图....................................................6.实验室调试....................................................（1）.元件清单.................................................（2）.调试过程...............................................（3）.调试结果(照片).........................................（4）.调试心得体会..............................................参考文献.......................................................致谢........................................................一、课程设计应达到的目的

1、掌握组合逻辑电路、时序逻辑电路及数字逻辑电路系统的设计、安装、测试方法；

2、进一步巩固所学的理论知识，提高运用所学知识分析和解决实际问题的能力；

3、提高电路布局﹑布线及检查和排除故障的能力；

4、培养书写综合实验报告的能力。

二、课程设计题目及要求

数字电子时钟设计

1、准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间。

2、小时计时采用24进制的计时方式，分、秒采用60进制的计时方式。

3、具有快速校准时、分的功能。

三、课程设计任务及工作量的要求

1、设计要求

（1）、准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间。

（2）、小时计时采用24进制的计时方式，分、秒采用60进制的计时方式。（3）、具有快速校准时、分的功能。

2、总体参考方案框图

T0.7(R12R2)C0.7(6k24.7k)100uF1.078s

3.单元电路设计（1）.秒脉冲发生器

采用555施密特触发器

数字电子时钟课程设计篇5

课程设计的目的是通过特定系统的设计、安装、测试和整理资料等环节，初步掌握工程设计方法，提高科学实验能力。

课程设计要求：

1、初步掌握一般数字电路分析和设计的基本方法。包括：根据设计任务和指标，初选电路；通过调查研究、设计计算、确定电路方案；画出逻辑工程图，选测元件、安装电路、独立安排实验，调试改进；分析实验结果，写出设计总结报告。

2、培养一定的自学能力和独立分析问题、解决问题的能力。包括：学会自己分析解决问题的方法，对设计中遇到的问题，能通过独立思考、查阅工具书、参考文献，寻找答案；掌握一些电路调试的一般规律，实验中出现的一般故障，能通过观察、判断、试验、再判断的基本方法解决；能对实验结果独立的进行分析，评价。

3、掌握电路安装、布线、焊接等基本技能。

4、巩固常用电子仪器的正确使用方法。

5、通过严格的科学训练和工程设计实践，逐步树立严肃认真、一丝不苟、事实求是的科学态度；并培养学生在实际工作中具有一定的生产观点、经济观点和全局观点。

课题数字时钟

钟表的自动化给人们带来了极大的方便，而且大大的扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警，按时自动打铃，时间程序自动控制，定时广播，定时起动路灯，定时开关烘箱，通断动力设备，甚至各种家用电器的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。

一、技术指标与要求

1、时钟计时周期为1h。

2、有分、秒二级校时功能。

3、级内计数同步、级间计数异步。

4、加电启动后，时钟处于计时状态。

二、原理框图

数字时钟原理框图如图所示。（注：本次课程设计只作分秒的显示和校正）

14时译码8时计数器CK14分译码8分计数器CK门控Ⅱ14秒译码8秒计数器CK门控Ⅲ门控I工作/校时控制秒信号发生器数字时钟原理图

三、设计方法提示

1、时、分、秒分别由2个BCD计数器（LS160）组成。学习掌握LS160计数器的功能及使用条件。

2、为兼顾计时、级间进位和校时，可选用与非门LS00形成级间门控Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。

3、为控制计时和分秒对时（校对），可由三位循环移位计数器来完成。加电时即置寄存器的初值为“Q3Q2Q1”=“001”，此时Q1=1，Q2=0，Q3=0，由Q1=1打开计数门，Q2=0封闭校分门，Q3=0封闭校秒门，时钟处于计时状态；当需对时是，在移位脉冲作用下，使寄存器状态为Q3Q2Q1=“010”或“001”，从而实现封闭计时门，打开“校秒”或“校分”门。

4、秒信号产生器，产生周期为1秒信号，可由压控振荡器555定时器产生1Hz方波信号。

四、设计任务要求

1、按照技术指标与要求，设计工程化逻辑电路图。

2、在布线实验板上进行电路连接安装。

3、在实验室进行实验调试，其结果请指导教师教员验收。

五、实验仪器与器材

+5V电压源

1路万用表

1个工具

1套布线板

1块 555时基

555

1个单稳态触发器

74LS124（或74LS123）1个 BCD计数器

LS160

4个双D触发器

LS74

2个四与非门

LS00

3个段译码/驱动器

LS47

4个共阳极7段LED 共阳

4个按扭

微型

2个电阻 470（28），10K（3），51K（2），56K（2），100K（3）

电容

104（4），1u(钽)（2），4.7u（1），10u（1）集成电路插座

8P（1）14P(5)16P(9)40P(1)

六、写出课程设计报告

主要内容有：技术指标、设计原理、设计方法、调试步骤、故障分析，讨论实验结果、心得体会，以及逻辑工程图。

七、说明：

1、已制的线路板部分线已布好；

2、板上用白色线条及两端有焊盘的地方表示需要连线，应在放集成电路插座之前连好；

3、要求所有的集成电路使用插座；

4、U5（74LS00）的连线空出，需要同学们在读懂原理图后添加连线。

5、5V电源的正负极，板上用‘+’和‘—’表示，不要接反。

6、元器件和线路板每两人一套，由同学们自己管理；工具用完后不得带走。丢失工具/元器件/线路板的将酌情降低成绩。附录一：器件资料

74LS123 可重触发双单稳态触发器

74LS47 七段译码/驱动器

共阳极七段LED显示器

74LS47真值表

74LS160 同步十进制计数器（异步清零）时序图

74LS74 双D触发器

四二输入与非门

555时基

同步十进制计数器

4-7译码器

双D触发器

VCC83833833382121mfammammmmmogboofgboofaoobocccccgbfaccgcedcDISPLAYdp7SEGedcdpedcdpedcpppdppabcdefgdabcdefgdabcdefgdabcdefgd************ X7470 X7470 X*********11111911abcdefgU1abcdefgU2abcdefgU3abcdefgU4S4774LS4774LS47O74LS4774LOOOBBBBRIRIRIRI/BT/BT/BT/IIIIBTBRLABCDBRLABCDBRLABCDBRLABCD***5371264537126VCC*********112119O***4QQQQOQQQQOQQQQOCCCCQQQQU8U9U5BU11U5DKR74LS160AU5AKR74LS160AU5CU10KR74LS160A74LS00KR74LS160A74LS00DLLEE123474LS00DLLEE123474LS00DLLEE1234DLLEE1234LCCPTPPPPLCCPTPPPPLCCPTPPPPLCCPTPPPP6192***703456892***0345611111VCCVCC4810129R3C8U6C11U6D6U7C851KR3174LS00TC10474LS0091310R2974LS00EC256KSVE3TRB15U7BRDISCHG710KCLRRC COM+C1431u(TAN)OUTU15R3U6B74LS001455551K1TRACTC574LS006122U7D11543U7A5D6S12A1374LS0074LS001CVOLNTTHOLD2+C5R37U174LS123GTRIG1C6SW-PB13VCCQQ4VCCC3104100K10410144VCCR32R301056k9210K11TRBQPRE125D25QPREDCLRRC COM7+C2U13BDQPREU13AU14AR33C4R34874LS7411674LS74QCLK3674LS74QCLK3100K+10K9CLKTRACTC61u(TAN)QCLRCLRCLR4.7uU12BC7R38S274LS123311SW-PB121104100KQQ5

560uVCC83833833382121mfammammmmmogboofgboofaoobocccccgbfaccgcedcDISPLAY7SEGeececdpdcpdpdpdpdpdppabcdefgdabcdefgdabcdefgdabcdefgd************ X7470 X7470 X7470 X*********11111911abcdefgU1abcdefgU2abcdefgU3abcdefgU474LS4774LS4774LS47O74LS47OOOBBBBRIRIRIRI/BT/IIBT/BT/IIBTBRLABCDBRLABCDBRLABCDBRLABCD***5371264537126VCC*********2119O1234O1234O123454O1234CQQQQCQQQQCQQQQCQQQQU5DU5AU5C74LS00KRU874LS160A74LS00KRU974LS160A74LS00KRU1074LS160AU5B74LS00KRU1174LS160ADLLEE1234DLLEE1234DLLEE1234DLLEE1234LCCPTPPPPLCCPTPPPPLCCPTPPPPLCCPTPPPP192***703456892***703456VCC11111R351KVCC4810129U15C8U6C11U6DU7C8TC104U12A74LS12374LS00974LS00131074LS00ECR292R31SVE3TRB56KR76DISCHGR310KCLR4122351KRC COM15C1U6B6U7D113U7BU7AOUT+574LS001374LS0074LS0074LS001511u(TAN)CVOLDTTHOLD6R37S1TRACTC14NTRIG2+C5C6SW-PBQ13G545551104100KVCCQ4C310410144VCCU12B74LS123R3010R329125210K11TRBQPRED25QPREDCLR56KQPREU13BDC2U13AU14A74LS74R33C4R347+874LS74100KRC COMQCLK11674LS74QCLK36QCLK3+10K1u(TAN)CLRCLRCLR4.7u9C7R38S2TRACTC6100KSW-PBQ53111104Q126

数字电子时钟实验心得篇6

数字电子钟的电路原理图如图1.1所示。

2 工作原理

数字电子钟由多谐振荡器、计数器、显示译码器、显示器和校时电路组成。多谐振荡器产生秒脉冲信号，秒脉冲送入计数器计数，计数结果通过“时”、“分”、“秒”显示译码器译码，由显示器显示时间。

数字时钟的组成框图如图2.1所示。

2.1 多谐振荡器与分频电路

多谐振荡器与分频电路如图2.2所示。多谐振荡器是一种能产生矩形波的自激振荡器，也称矩形波发生器。“多谐”指矩形波中除了基波成分外，还含有丰富的高次谐波成分。

多谐振荡器没有稳态，只有两个暂稳态。在工作时，电路的状态在这两个暂稳态之间自动地交替变换，由此产生矩形波脉冲信号，常用作脉冲信号源及时序电路中的时钟信号。数字时钟里用的是555定时器构成的1khz多谐振荡器。可调电阻Rw可以改变输出信号的频率。

如图2.2所示图中电容C、电阻R1和R2作为振荡器的定时元件，决定着输出矩形波正、负脉冲的宽度。定时器的触发输入端(2脚)和阀值输入端(6脚)与电容相连;集电极开路输出端(7脚)接R1、R2相连处，用以控制电容C的充、放电;外界控制输入端(5脚)通过0.01uF电容接地。

电路接通电源的瞬间，由于电容C来不及充电，Vc=0v，所以555定时器状态为1，输出Vo为高电平。同时，集电极输出端(7脚)对地断开，电源Vcc对电容C充电，电路进入暂稳态I，此后，电路周而复始地产生周期性的输出脉冲。多谐振荡器两个暂稳态的维持时间取决于RC充、放电回路的参数。

多谐振荡器与分频电路为计数器提供计数脉冲和为校时电路提供校时脉冲。多谐振荡器的振荡频率设计为2Hz，R为51KΩ，RW大约为50KΩ，C为4.7μF。

多谐振荡器产生的2Hz脉冲信号为校时电路的校时脉冲。2Hz脉冲信号经过CD4013组成的分频器，进行2分频，输出1Hz的秒脉冲为计数器的计数脉冲。

555定时器的引脚图如图2.3所示。555定时器是一种模拟电路和数字电路相它由分压器,比较器,基本R--S触发器和放电三极管等部分组成.分压器由三个5的等值电阻串联而成.分压器为比较器,提供参考电压,比较器的参考电压为,加在同相输入端,比较器的参考电压为,加在反相输入端.比较器由两个结构相同的集成运放,组成.高电平触发信号加在的反相输入端,与同相输入端的参考电压比较后,其结果作为基本R--S触发器端的输入信号;低电平触发信号加在的同相输入端,与反相输入端的参考电压比较后,其结果作为基本R—S触发器端的输入信号.基本R--S触发器的输出状态受比较器的输出端控制。

图2.3 555定时器引脚图

D触发器CD4013的引脚图如图2.4所示。CD4013是一双D触发器,由两个相同的、相互独立的数据型触发器构成。

每个触发器有独立的数据、置位、复位、时钟输入和Q及Q输出，此器件可用作移位寄存器，且通过将Q输出连接到数据输入，可用作计算器和触发器。在时钟上升沿触发时，加在D输入端的逻辑电平传送到Q输出端。

置位和复位与时钟无关，而分别由置位或复位线上的高电平完成。CD4013引脚，一个D有6个端子：2个输出，4个控制。4个控制分别是R、S、CP、D。R和S不能同时为高电平。

当R为1、S为0时，输出Q一定为0，因此R可称为复位端。当S为1、R为0时，输出Q一定为1。当R、S均为0时，Q在CP端有脉冲上升沿到来时动作，具体是Q=D，即若D为1则Q也为1，若D为0则Q也为0。

2.2计数、译码显示电路

计数、译码器显示电路如图2.5所示。计数器由秒计数器、分计数器、和时计数器串联组成。秒计数器和分计数器为60进制计数器，由一个十进制计数器和一个六进制计数器串联组成。时计数器为24进制计数器，由两个十进制计数器串联并利用反馈接成24进制计数器。秒计数器、分计数器、和时计数器的使用计数器CD4026，CD4026具有显示译码功能，输送给各自的数码管，显示出时、分、秒的计时。这种计数器的设计可采用异步反馈置零法，先按二进制计数级联起来构成计数器，当计数状态达到所需模值后，经门电路译码、反馈，产生“复位”脉冲将计数器清零，然后重新开始进行下一循环。计数、译码显示电路用到的数码管的引脚图如图2.6所示。计数、显示译码器CD4026的引脚图如图2.7所示。非门CD4069的引脚图如图2.8所示。三输入与门CD4073的引脚图如图2.9所示。

2.2.1 LED数码管

LED数码管实物图如图2.10所示，数码管内部就是LED灯的组合。LED数码管里面有八个发光二极管。引脚分别记作a、b、c、d、e、f、g、bd，其中bd是小数点，abcdefgh分别控制8个段，称段码。数码管的3、8脚是公共端，公共端可以用三极管控制是否连接电源，由此可以控制整个数码管点亮或熄灭。如果多个数码管一起使用，如8个，这个端口就用来选择需要使用的数码管的位，即第几位数码管起作用。常用的LED数码管有两种，一种是共阳极一种是共阴极的。将多只LED的阴极连在一起即为共阴式，而将多只LED的阳极连在一起即为共阳式。以共阴式为例，若把阴极接地，在相应段的阳极接上正电源，该段即会发光。共阴极数码管原理说明：共阴极数码管中各段发光二极管的伏安特性和普通二极管类似，只是正向降较大，正向电阻也较大。在一定范围内，其正向电流与发光亮度成正比。由于常规的数码管用电电流只有1～2mA，最大极限电流也只有10～30 mA，所以它的输入端在5 V电源或高于TTL高电平(3.5 V)的电路信号相接时，一定要串加限流电阻，以免损坏器件。

2.3 校时电路

当时钟走时不准时，需要进行校时，应截断分个位和时个位的直接计数通路，并采用正常计时信号与校正信号可以随时切换的电路接入其中。校时电路如图2.11所示。由与非门和二个开关组成，实现对“时”、“分”的校准。当校时开关K1、K2扳到A端时，校时的2Hz脉冲输送到时计数器和分计数器个位的CP端，进行时计数器和分计数器“时”、“分”的校准。当校时开关K1、K2扳到B端时，时计数器和分计数器的进位脉冲输送到时计数器和分计数器个位的CP端，时钟正常计时。与非门CD4011的引脚图如图2.12所示。

2.4 数字钟整体电路工作原理

基于52单片机的数字时钟设计篇7

单片机的应用在我们日常生活中经常见到,如电子时钟,彩灯控制,通讯设备和工厂一些自动化控制等。数字时钟已广泛用于生活中的各个方面,如家庭、车站、办公室、教室、剧场等场所,为我们提供了极大的便利。

1 系统总体设计及原理

利用STC89C52单片机对DS1302时钟芯片进行读写操作,再通过1602液晶显示器显示时钟信息,这样就构成了一个简单的单片机电子数字时钟系统。此设计实现在液晶屏上显示年、月、日、时、分、秒、星期的功能,电路包括一下几个部分:键盘、单片机、DS1302时钟芯片及LCD显示电路。

■1.1设计内容及要求

1)用LCD液晶作为显示设备;

2)可以分别设定小时、分钟和秒,复位后时间为00:00:00;

3)能实现时间日期的设置和显示;

4)其他内容如闹钟,整点报时等。

■1.2设计基本原理分析

单片机分别接DS1302时钟芯片和LCD液晶显示器,先向DS1302时钟芯片写入初值(时钟芯片可以对年、月、日、星期、时、分、秒进行计时,并且具有闰年补偿功能),再通过单片机对DS1302读取数据传给LCD显示模块并显示,可以通过扫描按键来改变DS1302的值,从而改变LCD显示来设置时间日期等。

2 系统硬件设计

■2.1系统硬件概述

本次设计以STC89C52单片机为控制核心器件,时钟电路由高精度低功耗的DS1302时钟芯片提供,采用三线接口与单片机的I/O口相连,输入部分用四个独立按键S1、S2、S3、S4来进行设置,显示部分由1602液晶显示器与单片机P0口相连。

■2.2 STC89C52单片机模块

STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能的CMOS8位微控制器,具有8K在系统可编程Flash存储器。STC89C52的最小系统包含五个部分:电源电路、片内外ROM选择电路、时钟电路、复位电路和I/O接口电路,其中电源电路、时钟电路和复位电路是保证单片机能够正常工作的最基本的3个部分。

■2.3 DS1302时钟模块

DS1302是由美国DALLAS公司推出的一种具有涓细电流充电能力的低功耗的实时时钟芯片,它不仅可以对年、月、日、星期、时、分、秒分别进行计时,并且具有闰年补偿等功能,其工作电压为2.5V ~ 5.5V,采用三线接口与单片机I/O口相接。

3系统软件设计

DS1302时钟芯片具有通电则自动计时的功能。向DS1302中写入一个初值,如写入2015 - 04 - 15 ,00:00:00, 星期六,在通电时,芯片自动计时:过60秒分加1,过60分时加1,过24小时天加1,星期六变成星期日,芯片内的周信息每7天一循环,时钟芯片能够自动判断每月有多少天,如7月有31天,31天后,则月加1。采用DS1302时钟芯片的单片机数字时钟,其实质就是读取时钟芯片内的时钟信息并把它通过显示器显示出来。只要时间初值写正确,时钟就可以一直准确的走下去。设置时间和日期,实质就是向DS1302时钟芯片重新写入初值。具体程序在Keil中编写。程序主流程图如图1所示。

图 1 程序主流程图

4 Protues仿真

在Protues上画出电路图,与Keil联合仿真,则可以看到LCD液晶显示器显示时间、日期和星期,并且可以通过按键设置时间日期和星期及实现闹钟和整点报时。

摘要：电子科学技术理论的发展与完善无疑带动了我们社会科学的进步,而电子类产品已然成为我们生活中不可缺少的部分。如常用的数字钟,为我们的生活提供了极大地便利。本文主要从硬件和软件设计两个方面介绍了基于52单片机的电子数字时钟的具体实现过程及分析。该数字时钟的分析设计是将电路分为52单片机、时钟芯片、时间设置和液晶显示几个模块来分别实现其功能,而软件的编写则分为时间和日期显示程序、时间设置程序、闹钟设置程序、整点报时程序和延时程序等几个部分。文中给出了各个模块的硬件和软件设计。

有趣的数字时钟充电站篇8

iDL100的出彩之处于在于能够同时给3个设备充电。顶面有2个Lightning接口底座，一个底座用于连接iPhone或iPod，另一个用于连接iPad（全尺寸或迷你版）。背面有1个USB端口，还可再为第三个设备充电。它另外还有1个辅助输入音频插孔，以及1个内置通用交流电适配器的接口。你可以通过其内置扬声器收听与之相连的、iOS设备里面的音乐。

屏幕提供6种亮度设置。该设备重量大约1kg左右，规格尺寸是26cm宽、13cm高、14cm深。

它的充电方式有点怪异。如果我的iPhone插入到底座，然后再将iPad插入到底座，iPhone充电就会暂时中断。每次出现这种情况，手机会发出一个提示音；或者在静音模式下，手机会振动一下。我觉得这很烦人，于是索性禁用了iPhone静音模式的振动设置。

其USB端口同样很奇怪。它给iOS设备和我的各款智能手表充电很正常，但是我连上Mophie Juice Pack Plus电池护套后，iDL00不停地开始充电、停止充电，3个接口都是这样。看来它可能无法给大功率电池充电了。

其顶面布满了众多的功能按键，让你觉得它很强悍。而若要设置闹钟，你需要依照顺序按好多按键。经过一段时间的试用，我发现了一个绝妙的办法。那就是在iPhone的内置Clock应用程序中设置好闹钟，然后通过iDL100的扬声器播放闹钟声音，这样的设置操作则要容易得多。

iDL100还带有FM收音机，内附一根有线天线，你只要按一下按键，就可以切换收听6个预设的电台。

就音质而言，iDL100的表现基本符合其数字时钟/收音机形象。你可以手动调节低音和高音大小，不过别指望会获得多震撼的音效。

我很喜欢iDL100可以同时为3个设备充电的功能，它也提供了还算不赖的音质。但它上面的按键实在太多了，而且闹钟设置起来也显得过于复杂了。

【数字电子时钟课程设计】推荐阅读：

基于FPGA的数字电子时钟设计与实现08-08

数字电子闹钟课程设计08-21

LED数字显示电子时钟源程序代码05-22

数字电子技术课程设计报告 - +华侨大学元顺IC设计中心07-12