吉林建筑工程学院。
电气与电子信息工程学院。
设计题目： 数字电子钟逻辑电路
专业班级： 自动化112班
学生姓名： 武煦程。
学号： 10511228
指导教师： 韦大川。
设计时间： 2013.06.17－2013.06.28
一、摘要。所谓数字钟，是指利用电子电路构成的计时器。相对机械钟而言，数字钟能实现准确计时，并显示时、分、秒，而且可以方便准确的对时间进行调节。
在此基础上，还可以实现整点报时的功能。因此，数字钟的应用十分广泛。我们要通过这次的课程设计掌握数字钟的原理，学会设计简单的数字钟。
二、设计任务。
用中小规模集成电路设计一台能显示时、分、秒24时制地的数字电子钟，具体要求如下：
时为00-23二十**制计数器；
秒、分为00-59六十进制计数器；
整点报时，整点报时电路要求在每个整点前鸣叫五次低音（100hz），整点时再鸣叫一次高音（500hz）。
三、工作原理。
数字电子钟所采用的是十六进制计数器74ls161和十进制计数器74sl160，根据时分秒各个部分的的不同功能，设计成不同进制。秒的个位，需要10进制计数器，十位需6进制计数器（计数到59时清零并进位）。秒部分设计与分钟的设计完全相同；时部分的设计为当时钟计数到24时，使计数器的小时部分清零，从而实现整体循环计时的功能。
四、可选器材：
1)数字电子技术实验系统箱，2)直流稳压电源，3)集成芯片：74ls161 2个、74ls160 4个、 74ls00 2个、 74ls20 1个。
4)喇叭，1/4w、8ω。
五、参考电路见附录。
一、附录二。
六、方案的设计。
计数部分：利用74ls161芯片，74ls160芯片和74ls00芯片组成的计数器，它们采用异步连接，利用外接标准1hz脉冲信号进行计数。
1. 显示部分： 将两片74ls161芯片和四片74ls60的q0q1q2q3脚分别接到实验箱上的数码显示管上，根据脉冲的个数显示时间。
一)设计步骤及方法。
所有74ls161芯片和74ls160的16脚接5v电源(置为1)，3脚、4脚、5脚、6脚和8脚接地（置为0）。74ls00芯片的14脚接5v电源（置为1），7接地。
1. 秒设计。
秒部分具体设计如图示：
秒部分设计图。
秒的个位部分为逢十进一，十位部分为逢六进一，从而共同完成60进制计数器。当计数到59时清零并重新开始计数。秒的个位部分的设计：
利用十进制计数器74ls160和与非门74ls00在面包板上设计10进制计数器显示秒的个位 。计数器的1脚接高电平，7脚及10脚接1。因为7脚和10脚同时为1时计数器处于计数工作状态。
秒的个位和十位的2脚相接从而实现同步工作，15脚（串行进位输出端）接十位的7脚和10脚。个位计数器由q3q2q1q0（0000）2增加到（1001）2时产生进位，并十位部计数器的2脚脉冲输入端cp，从而实现10进制计数和进位功能。利用74ls161和74ls00在面包板上设计6进制计数器显示秒的十位 ：
7脚和10脚接各位计数器的15脚（串行进位输出端），当个位计数器由q3q2q1q0（0000）2增加到（1001）2时产生进位，并十位部分开始计数，通过74ls00对q2q1与非接入74ls161的1脚清零端和分个位计数器的2脚脉冲输入端cp，从而实现6进制计数器和进位功能。
2. 分钟的设计。
分钟部分具体设计如图示：
分部分设计图。
分钟个位部分逢十进一，十位部分逢六进一，从而共同完成60进制计数器。当计数到59时重新开始计数。利用74ls160和74ls00设计10进制计数器显示分的个位 ：
1脚，7脚和10接高电平，15脚（串行进位输出端）接十位计数器的7脚和10脚。当个位计数器由q3q2q1q0（0000）2增加到（1001）2时产生进位，十位计数器和各位计数器的2脚相接从而实现同步工作。并将计数器的2脚脉冲输入端，从而实现10进制计数器和进位功能。
利用74ls161和74ls00在面包板上设计6进制计数器显示分的十位 ：当由q3q2q1q0（0000）2增加到（0101）2时，通过74ls00对q2q1与非接入74ls161的1脚清零端和小时的个位计数器的2脚脉冲输入端，从而实现6进制计数器和进位功能。
3. 小时的设计。
小时部分具体设计如图示：
小时部分设计图。
利用74ls160和74ls00设计10进制计数器显示小时的个位 ：7脚和10脚接高电平。15脚（串行进位输出端）接入十位计数器的7脚和10脚，个位计数器和十位计数器的2脚相接从而实现同步工作方式。
小时十位计数器的2脚脉冲输入端，从而实现10进制计数器和进位功能。利用74ls161和74ls00在面包板上设计计数器显示分钟的十位 ：当十位计数器由q3q2q1q0（0000）2增加到（0010）2并且个位计数器q3q2q1q0由（0000）2增加到（0100）2时，通过74ls00对十位计数器的q1和个位计数器q2与非，分别接入十位和个位的74ls161的1脚清零端，从而共同完成24进制计数器并清零。
七、电路总体说明。
通过外接时钟脉冲cp的作用下，秒的个位加法计数器开始记数，通过译码器和数码显示管显示数字即计数器。当经过10个脉冲信号后，秒个位计数器完成一次循环，秒十位计数器的cp与秒个位计数器的cp同步，秒个位计数器的qcc使得秒十位的p和t端同时为1（qcc为进位端，当个位为9时进位并qcc=1）,从而秒十位开始计数，秒十位计数器工作1次，通过译码器和数码显示管，秒十位数字加1。当经过60个脉冲信号，秒部分完成一个周期，分钟个位计数器的cp通过秒十位计数器的q2q1与非得到脉冲，分钟个位计数器工作一次，通过译码器和数码显示管，分钟的个位数字加1。
分部分的工作方式与秒部分完全相同。当经过3600个脉冲信号，分钟部分完成一个周期，小时个位计数器的cp通过分十位计数器的q2q1与非得到脉冲，小时个位计数器工作一次，通过译码器和数码显示管，小时的个位数字加1。当小时个位部分完成一个周期，小时十位计数器的cp与小时个位计数器的cp同步， 小时个位计数器的qcc使得小时十位的p和t端同时为1,从而小时十位开始计数，小时十位计数器工作1次，通过译码器和数码显示管，小时的十位数字加1。
当小时十位部分计数到2同时小时的个位部分计数到4，，小时部分清零，从而完成了1次24小时计时。
八、实验问题小结。
1.实验室缺少74ls248.74ls48芯片。
解决问题：用cd4511芯片代替。
2. 进行试验时秒个位计数器完成一次循环之后没有进位。
解决问题：秒的个位和十位的2脚没有相接从而不能实现同步工作。
九、实验总结。
课程设计是我们运用所学知识，动手实践的一个好机会。它既可以帮助我们加深对所学知识的理解，又能提高我们运用知识，联系实际，动手实践的能力。而且在设计过程中可能用到我们没学过的知识，需要我们去查阅资料获取相关信息，这又提高了我们查找信息和学习新知识的能力。
在实验过程中，又会遇到许多意想不到的问题，需要我们去分析原因和如何去解决这些问题。
我们通过亲自动手连线、试验，遇到问题、解决问题，巩固了书本的知识，同时也学到了新的学问，明白了实践的可贵性。总之，课程设计对我们提高自身能力是很有帮助的。
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