数字电子钟实验设计报告

数字电子钟设计实验报告 一．实验目的。

1. 了解数字电子钟的基本组成及工作原理。

2. 掌握利用集成电路器件构成数字电子钟的综合设计以及分析与调试方法。 二．设计任务与要求。 1. 设计一个具有“时”、“分”、“秒”显示的电子钟，且具有自动灭零功能。 2. 要求该电子钟具有校正时间和整点报时功能。 三．实验器件。

1. 74LS161 6片； 74LS00 3片； 74LS04 1片； 74LS30 1片； 开关 6个； 蜂鸣器一个； 3. 万用表一个； 数字电路实验箱一个。 四．实验方案设计。 1. 计数显示模块。

①．分、秒位采用74LS161构成六十进制计数器，个位片从0000计数到1001

后置入数0000，十位片加一，十位片从0000计数到0101后置入数0000.运用反馈置数法实现由00000000到01011001（即0到59）的状态转换，输出直接与数码管相连。电路图如下：

U2U3DCD_HEXU1ADCD_HEX4321432174ALS00MU443045U53456ABCDQAQBQCQDRCO14131211151191278U6A567912ABCDENPENT~LOAD~CLRCLKQAQBQCQDRCO142131211153674ALS00MVCC107ENP10ENT91210~LOAD~CLRCLKV150 Hz 5 V 74ALS161BM74ALS161BMU7A1VCC5V74ALS04BM

74LS161构成的六十进制计数器

②．十位采用74LS161构成二十四进制计数器，个位片由0000计数到1001后置

入数0000，十位片加一，计数到00100100后清零，从而实现由00000000到00100011（即0到23）的状态转换，输出直接与数码管相连。电路图如下：

U2U3DCD_HEXU1ADCD_HEX4321432174ALS00MU41304253U53456VCC101191278U6A356ABCDQAQBQCQDRCO14131211156ABCDENPENT~LOAD~CLRCLKQAQBQCQDRCO141312111574ALS00M7ENP10ENT912~LOAD~CLRCLK7912V150 Hz 5 V 74ALS161BM1074ALS161BMU7A1VCC5V74ALS04BM

74LS161构成二十四进制计数器

六位计数电路图如下：

U1U2U3U4U9U10DCD_HEXDCD_HEXDCD_HEXDCD_HEXDCD_HEXDCD_HEX432143214321432143214321U24D20343017221823U20DU19D674U17D74LS00D333128363574LS00DU13U14QAQBQCQD141312111674LS00D111274LS00DU16U113456ABCDQAQBQCQD14131211U123456ABCDQAQB13QC12QD11RCO1514263456ABCDU15QAQBQCQD14131211130103456ABCD3456ABCDQAQB1337QC12QD11RCO151483456ABCDQAQBQCQD1421312113U18D7ENP10ENT912~LOAD~CLRCLKRCO157ENP10ENT912~LOAD~CLRCLK7ENP10ENT912027RCO157ENP10ENT91215RCO157ENP10ENT147ENP10ENT912~LOAD~CLRCLKRCO15~LOAD~CLRCLK~LOAD~CLRCLKU21D912~LOAD~CLRCLK74LS00D74LS160D0192574LS160DU25D2474LS160D74LS160D74LS00DU27D74LS160DVCC74LS160D51U26D29VCC74LS00D32VCCU22D74LS00D74LS00DU28D2174LS00DVCC5VV1100000 Hz 5 V 74LS00DVCC5V5VVCC

2. 校时电路模块。

利用开关切断连续进位脉冲输入，切换至手动脉冲置数，实现校时功能。电路见总电路图。 3. 整点报时模块。

计时由59分50秒到59分59秒之间时，分十位、分个位、秒十位一直是0101 1001 0101不变，故将其分十位Q3、Q1、分个位Q4、Q1、秒十位Q3、Q1位相与连接到蜂鸣器上便能实现10秒整点报时。电路图见总电路图。 4. 总电路图如下：

U10U9U3U1DCD_HEXDCD_HEXDCD_HEXDCD_HEX432120U17U16DCD_HEXDCD_HEX4321432143214321432136U22AU15A56U20AU5A3292871110U13AU7A74ALS00M74ALS00M23343574ALS00MU12222474ALS00MU11QAQBQCQD456ENT40U19U4QAQBQCQDRCO1591~LOAD~CLRCLK0U18U2QAQBQCQDRCO1591~LOAD~CLRCLK239211418171574ALS00M74ALS00M1413121131323456ABCDRCO1591~LOAD~CLRCLK227ENP10ENT7ENPVCC107ENP10ENTRCO15ABCDABCDABCDQAQBQCQD7ENP10ENT91~LOAD~CLRCLK2ABCD34561413121116QAQBQCQD3456141312119314131211141312113456273456ABCDQAQBQCQD14251312117ENP10ENTRCO157ENPVC1C0ENTRCO1591~LOAD~CLR91~LOAD~CLR2CLK2CLK74ALS161BM74ALS161B2M1191374ALS161BM74ALS161BMU14A74ALS161BM74ALS161BM4U6AU21A2630S112074ALS00MKey = AV1VCC12V500 Hz 5 V 74ALS00MVCC12VKey = C74LS04D8074ALS00MS4U8AVCCU23A12V41S533Key = E74LS04DS2S3Key = DU24U26A37VCC38VCCVCCKey = B12VS6Key = FU2574LS04D74ALS30AMBUZZER1000 Hz

五．软件仿真及硬件操作。

1. 软件仿真：用Multisim软件完成基本计数功能和扩展校时、报时功能的

调试。为硬件搭建打好理论基础。将电路分为几个部分，分别对各个部分的功能进行调试，之后，每连接一部分都要调试一次。

2. 硬件搭建：准备好实验器材和器件，在试验箱上合理摆放好器材，本着

准确、整齐的原则搭建电路，调试电子钟功能。

六．实验中遇到的问题及经验总结。

1. 器件较多，实际搭建电路过程中，由于导线缠绕复杂，使得纠错工作费

时费力，不得已情况下只有逐一查线或重新搭建，耗费时间。故更应注意合理布局，搭线整齐、简洁。

2. 实现模块间的连接时，由于用到两个实验箱，没有注意到应共地，而没

有得到预期实验现象，浪费了一定时间。

3. 实现置数功能时总是有干扰，现象不稳定，后由于同学提醒，添加了二

极管实现了置数功能，获益匪浅。

七．心得及总结。

学贵以致用，通过两周的数字电子钟设计实验，把从理论中学到的知识灵活地应用于实践，学会了初步的电子电路仿真设计，了解了不少器件的功能及应用，也加深了对数字电路的认识和理解。虽然过程中遇到了一些困难，但是解决问题的过程提高了我们解决问题的能力，无疑也是对自己自身专业素质的一种完善和提高。当最终调试成功的时候也是对自己的一种肯定。此次的设计作业不仅增强了自己在专业设计方面的信心，鼓舞了自己，更是一次兴趣的培养，为自己以后的学习方向明确了重点。