西华大学数字钟课程设计

西华大学课程设计说明书

图 4-5 校时后的电路显示结果

通过仿真，可以看出本设计准确地对电路进行时间校准。

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西华大学课程设计说明书 5 系统功能、指标参数 本节主要介绍

5.1 系统能实现的功能

本设计是设计一个数字钟，要求能准时以星期、时、分、秒显示时间，其中星期是 7

进制，小时是 24 进制，分和秒都是 60 进制，该数字电子钟还应具有校时功能，以便当数字钟接通电源或出现计时误差时，能对时间进行校准。同时还应整点报时的功能，在整点到来前十秒能以每间隔一秒时间的规律发出声响，以最后一声声响结束时刻为整点时刻。

5.2 系统指标参数测

本设计的核心在于NE555产生的振荡频率，所以，此次课程设计主要测试的指标参

数则是NE555组成的多谐振荡电路是否产生了1KHz标准振荡频率，通过公式

f?11.43可以计算出产生的振荡频率。但是在实际电路中，产生1KHz?tPL?tPH(R4?2R3)C1的振荡频率，再通过分频过后，并不能获得标准的秒脉冲，进而产生一秒的标准时间。通过与实际一秒时间做对比，得到了与实际非常相近的秒脉冲振荡频率。表5-1为测试过程中产生的振荡频率与实际时间的比较。

表5-1 参数测试表

测试次数 1 2 3 R4 43K 1K 1K R3 50K 6.8K 1K C1 10Pf 0.1uf 0.01uf

秒脉冲计算值 与实际一秒比较 1Hz 10Hz 71Hz >>1s <1s ≈1s 5.3 系统功能及指标参数分析

NE555多谐振荡电路主要用于产生1Hz标准秒脉冲，使数字钟能够精准的工作。 但是，通过一系列的测试，发现计算值与实际值差别很大，查阅资料后知道，555频率由电阻R和电容C决定,电阻R的精度一般较高（1%不算高精度）,电容C的精度很低（5%就很难得了）。所以在做实物时，需要根据实际情况来配置电阻电容的值。

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西华大学课程设计说明书 6 结论

（1）在使用protues仿真软件时，由于软件自身的不足，仿真过程中仍然存在误差，

protues仿真软件只适用于低频率的仿真，在频率过高的时候，则会失去真实性，会产生错误的结果。

（2）本设计由 555 多谐振荡器产生频率为 1Hz 的信号作为秒脉冲信号，分和秒为 00-59六十进制，小时为 00-23 二十四进制，周为 1-7 七进制，能准确显示时间，当数字钟接通电源或出现计时误差时，能对电路进行校准，能在整点到来前，按照每间隔一秒的规律从第51秒开始产生报警蜂鸣，以第五次蜂鸣结束时刻为整点时刻。

（3）本设计在使用原件上有些过于复杂，在制作实物时会有很多麻烦，特别是焊接过程中，很容易出现由于一时大意而焊错与忘记接线的情况，特别应该注意各个数字芯片的功能引脚，如果出错，会导致上电后芯片被烧毁的情况。

（4）要注意各个元器件的实时工作电压范围，一般都是在4.5V—5.5V之间，在上电之前必须调节好电源。

（5）本作品任然还有很多不足的地方，首先就是电路设计有些复杂，元器件种类有点多，它们会耗费掉一定的电力，这些不足之处仍有待解决。

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7 总结与体会

西华大学课程设计说明书 本次的的设计实践将我们学到的知识应用到了实践，深化了我对数字电路设计和模

拟电路的设计，让我在设计的实践中获得了更多的知识，同时锻炼了我的动手能力。 学习了理论知识和实践操作，我不仅仅得到的事课本上的东西，更重要的是我通过 自己的亲自动手，还有老师和同学的耐心指导，让我知道了分析电路、设计电路的步 骤以及计算机软件辅助作图等。在实验中 555 多谐振荡器、74LS160 计数器、74LS48 译 码器等的使用，加深了我对模拟电路、数字电路的理解，同时加深了我对几种芯片的使 用的认识。

设计一开始不知道如何下手，经过广泛的查阅资料，我找到了很多有用的信息，为 我的设计带来了很多方便。 通过这个设计让我得到了很多，很多事情做不做得好是回事， 关键是自己要亲自去实践，亲自动手做，要善于思考总结。我自知这次的设计有很多不 足之处，尽管我们很努力，但效果却不是很好，平时很多 东西学得也不是很透彻，我觉 得做课程设计从每一个细节都在锻炼着我们。通过这次课程设计，我收获颇多，我深切 体会到了把知识转换为实践的快乐。

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