数电综合实验——数字时钟仿真与调试

一、设计指标 （1）数字电子钟以昼夜24小时为一个计数周期。 （2）具有“时”、“分”、“秒”数字显示。 （3）具有校时功能，分别进行时分秒的校正。 二、设计基本原理

数字电子时钟的设计与调试

数字电子钟的逻辑框图如图1-1所示。它由555集成芯片构成的振荡电路、分频器、计数器、显示器和校时电路组成。555集成芯片构成的振荡电路产生的信号经过分频器作为秒脉冲，秒脉冲送入计数器，计数结果通过“时”、“分”、“秒”译码器显示时间。

显示部分 译码器 时计数器 译码器 分计数器 整点报时电路 译码器 秒计数器 驱动部分 计数部分 校时电路 555振荡器分频器

图1—1 1.脉冲产生电路

脉冲产生电路采用555定时器产生占空比为50%，频率为2KHz的矩形波。电路如图示：

2.秒脉冲产生电路

由于振荡电路产生的是2kHz的频率，要得到秒脉冲，需要用分频电路。经过4次十分频及一次2分频可得到1Hz的秒脉冲。可采用CC4518经行分频。秒脉冲产生电路如图1-2所示。

3.计数、译码、显示电路

获得秒脉冲信号后，可根据60秒为1分钟，60分钟为1小时，24小时为一个计数周期的计数规律，分别确定秒、分、时的计数器。由于秒和分的显示均为六十进制，因此他们可以由两级十进制计数器组成，其中秒和分的个位为十进制计数器，十位为六进制的计数器，可采用反馈归零法来实现。如图1-3所示

数字电子时钟的设计与调试

同理可得到二十四进制计数器，如图1-4所示

译码电路可先用BCD-锁存器/七段译码/驱动器74LS47，它可以直接驱动共阳数码管显示器。译码显示电路如图1-5所示

4.校时电路

校时电路的作用是当计数器刚接通电源或走时出现误差时，进行时间的校准。校准电路如图1-6所示。分为时校准、分校准、秒校准。

5.整点报时电路

电路图如1-7所示。此电路每当“分”计数器和“秒”计数器计到59分50秒时便会自动驱动蜂鸣器，发出报警声，报警时间为10秒。

三、实验心得

经过一周的努力，终于完成了该电子时钟的课程设计。

经过这段时间的课程设计，我学到了许多东西，对课本上的内容的理解加深了印象，同时也学会了一种学习的态度。 理论要联系实践，当然实践也离不开理论，由于对课本的内容还不是很熟悉，所以在做这个课程设计前，我先把课本的重点知识复习了一遍，时序逻辑电路、组合逻辑电路等，然后就是到图书馆查找相应的资料，抱着好几本书就在那里认真地查，查的过程中也看到了很多关于CMOS芯片的应用实例。 理论上的知识搞定了，接下来就是开始设计了。Mutisim这个软件的仿真，给我的印象是简洁实用，很多电路都能在上面先进行仿真，不过我这个题目的核心芯片在仿真上面，出现了一些问题，一些管脚的位置和实际的不一样，仿真调试不成功，于是我就想到，按照理论来讲这是没有错的，为了验证清除，我先将电路进行分模块调试，把每一部分都仔细检查了一遍，最终发现了与仿真的不同，接线是一样的，不过在真实的接线中可行，

数字电子时钟的设计与调试

在仿真中却不行，最大一个不同之处就在于校时模块，虽然仿真是那种接法可行，不过在实际接线中我采用了另外一种接法。

这次课程设计也再次让我看到理论与实践的差别和联系，理论固然重要，然而我们要在实践中发现错误，并解决错误，也提高了自己的动手能力和实际解决问题的能力。 一种学习态度：认真、严谨的学习态度。这就是我的另一个收获，不仅仅是做课程设计，无论是做什么研究，都必须要有一种认真严谨的学习态度，比如说，独立思考独立完成，认真接线，仔细检查等，这些都是对我们自身能力的一种培养，在以后的学习甚至工作中，很多东西都只能靠自己去独立思考完成，因此我们也藉此学会了一种独立思考的学习态度。 无论最后的结果是怎样，你参与了，你就肯定有收获。

当然，在课程设计的过程中我们遇到了很多困难，比如仿真软件的使用以及仿真结果出现错误 等等，这些都是以前我们学习没有学到的。当然这也使我们认识到自己的不足，感到幸运的是，我找到了一个好的搭档，他提出了好多关键性的建议，才使得这个电子时钟有了现在的成果。要说 各自的分工的话，我只能说大家都参与了进来，本来就是一个小团队，谈不上什么分工。每个人都有自己的想法和建议，但我们的目的都不尽相同，那就是使我们的电子时钟成功的工作并且达到要求。当然，尽管我们的设计并不完美，但这是我们努力的结果，希望老师给予支持和建议。 四、附图 1.电路全图

2.电路仿真结果