课程设计名称：     电子技术课程设计     

题        目：    数字电子钟课程设计                     

       

专     业：电气

班     级：电气0921

姓     名：赵谋静

学     号：0914701085

课程设计任务书

一、 设计题目

数字电子钟课程设计

二、 设计任务

设计数字式电子钟，基本要求如下：

1.设计一个时分秒计数器，并具有译码显示。其中时为24进制，分秒为60进制。

2.实现整点报时功能

三、设计计划

电子课程设计共一周

第1天：查找资料，方案论证

第2-3天：设计单元电路

第4天：设计单元电路

第5天：撰写设计说明书

四、设计要求

1．系统工作原理说明。

2．画出整个系统电路原理图。

3．电路图必须电脑绘制，图形符号符合国家标准。

4．心得体会，发展方向。

5．设计说明书符合格式规范。

摘要

本次课程设计的主题是数字电子钟。干电路系统由秒信号发生器、“时、分、秒”计数器、显示器、整点报时电路组成。秒信号产生器是整个系统的时基信号，它直接决定计时系统的精度，这里用多谐振荡器加分频器来实现。将标准秒信号送入“秒计数器”，“秒计数器”采用60进制计数器，每累计60秒发出一个“分脉冲”信号，该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲。“分计数器”也采用60进制计数器，每累计60分钟，发出一个“时脉冲”信号，该信号将被送到“时计数器”。“时计数器”采用24进制计时器，可实现对一天24小时的累计。译码显示电路将“时”、“分”、“秒”计数器的输出状态送到七段显示译码器译码，通过七位LED七段显示器显示出来。整点报时电路时根据计时系统的输出状态产生一脉冲信号，然后去触发一音频发生器实现报时。

与同学和网络上等优秀作品相比，本作品并没有什么创新之处，若非要说有什么创新的话，我想应该是：本作品完全由本人独立自主设计、制作完成。

关键词：数字电子钟；设计；时分秒；进制；独立自主

目录

综述………………………………………………………………………1

1、方案设计与选择………………………………………………………2

2、原理设计和功能描述…………………………………………………3

2.1数字计时器的设计思想……………………………………………3

2.2数字电子钟总体框架图……………………………………………3

2.3单元电路的设计……………………………………………………4

2.3.1数字电子钟总原理图……………………………………………5

2.3.2晶体振荡器电路…………………………………………………5

2.3.3分频器电路………………………………………………………5

2.3.4时间计数器电路…………………………………………………6

2.3.5数码管……………………………………………………………6

2.3.6扬声器……………………………………………………………7

2.4元器件清单…………………………………………………………7

3、数字电子钟仿真效果图……………………………………………8

4、总结与体会…………………………………………………………9

5、参考文献……………………………………………………………10

综述

随着科技的快速发展，数字电子钟在实际生活中的应用越来越广泛，小到普通的电子表，大到航天器等高科技电子产品中的计时设备。数字钟是一个将“时”，“分”,“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。它的计时周期为24小时，显示满刻度为23时59分59秒，另外应有整点报时附加功能。因此，一个基本的数字钟电路主要由译码显示器、“时”，“分”，“秒”计数器、报时电路和振荡器组成。作为自动化的一名学生掌握并能够独立自主设计一个数字电子钟是必要和必须的，既可以加深对课本上理论知识的理解又能锻炼自己的思考和解决问题的能力。于是，在老师和学校的号召下，经过查阅许多相关书籍和浏览许多网络资源，我做了这款简单数字电子钟的设计。

1      方案设计与选择

数字电子技术的复杂性和灵活性决定了数字电子钟的设计方案有多种，如下是我总结的部分方案。

方案一：

脉冲信号源的选择。用555定时器制作的多谐振荡器，信号发生器，脉冲芯片等方式都可以作为脉冲信号源，在此我选择的是多谐振荡器，主要考虑的是它的易于制作和很好的稳定性。

方案二：

时分秒计数器的选择。时分秒计数器的选择同样有多种，74160N和74161N都是不错的选择，74LS160和 74LS161, 74LS190和74LS191等等也都可以，考虑到其简单易用和作为课本上重点内容在此我们选择的是74160N。

方案三：

译码显示器的选择。DCD_HEX或7448加上SEVEN_SEG_COM_K等也是多种方案，这里我选择的是DCD_HEX。

2  原理设计和功能描述

2.1数字计时器的设计思想

要想构成数字钟，首先应选择一个脉冲源——能自动地产生稳定的标准时间脉冲信号。而脉冲源产生的脉冲信号地频率较高，因此，需要进行分频，使得高频脉冲信号变成适合于计时的低频脉冲信号，即“秒脉冲信号”（频率为1Hz）。经过分频器输出的秒脉冲信号到计数器中进行计数。由于计时的规律是：60秒=1分，60分=1小时，24小时=1天，就需要分别设计60进制，24进制计数器，并发出驱动信号。各计数器输出信号经译码器、驱动器到数字显示器，是“时”、“分”、“秒”得以数字显示出来。

2.2数字电子钟总体框架图

图2-2

2.3单元电路的设计

2.3.1数字电子钟原理效果图

图2-3-1

2.3.2晶体振荡器电路

晶体振荡器是电子钟的核心，晶体振荡器设计的质量直接影响了整个电的好坏。这里我用555定时器制作了一个多谐振荡器。

其中R1=57.72 kΩ, R1=115.4 kΩ, C=100nF,Cf=10nF,

f=1/0.7(Rw+2R)C=1/[0.7(57.72+2*115.4)*103*100*10-9]≈50Hz。

其产生的频率为50Hz,然后经过整形、分频获得1Hz的秒脉冲。如图：

2.3.3分频器电路

分频器是由两个74160N组成的50进制计数器。则输出端的频率则是将原来的50Hz分成1Hz的频率输出，实现分频效果。

图2-3-3

2.3.4时间计数器电路

时间计数电路由秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器、时个位和时十位计数器电路构成，其中秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器为60进制计数器，时个位和时十位计数器为24进制计数器，其原理图如下：

                              图2-3-4

2.3.5数码管

数码管通常有发光二极管（LED）数码管和液晶（LCD）数码管，本设计提供的为LED数码管DCD_HEX，其已内含译码器功能，所以不用再另加译码器。

图2-3-5

2.3.6扬声器

      该扬声器的额定频率为200Hz，额定电压为3V，额定电流为0.05A。

图2-3-6

2.4元器件清单

                表2-4

课程设计体会

我很喜欢模电数电，因为感觉这些东西很绞脑汁儿、很好玩，总想着什么时候能用这些知识做点什么东西出来。当刚拿到题目时很兴奋，心想总算有机会做点东西出来了。可是当真正开始做的时候却发现不知从何下手，不能很好将书上所学连贯起来……

也就是从这时我才真正的明白理论知识学得好，或者说是应试能力练得好与真正的能力是有差距的。这次课程设计一路走来让我学了好多东西。

首先，我想最重要的就是让我明白了理论和实践的关系。

二、学会了如何使用Multisim软件。

三、记住了很多元件的标准的名称。

四、在实践中了解了多种元件的功能和参数。

五、从仿真实践中不仅学会了如何去分析问题和解决问题，也体会到了成功的喜悦和失败的忧郁。

六、提高了自己的读图和分析图还有设计图的能力。

总之，这次课程设计让我学到了好多东西，这种课程设计对一个大学生是非常重要的，建议学校应该多多举办类似的学习活动。

参考文献

[1] 清华大学电子学教研组编，童诗白、华成英主编：《 模拟电子技术基础 》 [ M ] .（ 第四版 ）.北京：高等教育出版社,2006.5（2009重印）

[2]华中工学院电子学教研室编，康华光主编：《电子 基础——数字部分》 [M] . （第四版）. 北京:高等教育出版社，1988年

[3] 清华大学电子学教研组编，阎 石主编：《 数学电子技术基础 》 [M] . ( 第五版 ).北京：高等教育出版社，2006.5（20##年重印）

[4]辽宁工程技术大学电工与电子技术实验中心组编，马玉芳、朴忠学、张国军主编：《 电子技术实验指导书 》 ， 2010.3

[5]朱清慧、张凤蕊、翟天蒿、王志奎编著：《 Proteus教程——电子线路设计、制版与仿真 》 [M] . 北京：清华大学教育出版社，2008.9

[6]熊幸明主编：《电子电工技能训练》 [M].北京:电子工业出版社，20##年

第二篇：模电课程设计题目

一、音频功率放大器 1、 指标要求：

设计并制作一OCL音频功率放大器并设计制作与之匹配的直流稳压电源。指标：PoM≥5W，fL≤50Hz，fH≥15KHz，中点电位≤100mV。负载：8Ω。以上指标“=”者为及格。输入电压50mV。

2、约束：不能采用音频功放集成电路（扬声器可用8.2Ω电阻代替）

二、串联型直流稳压电源的设计 在输入电压220V 50HZ电压变化范围±10%条件下：

①输出电压可调范围：+9 ~ +12V；

②最大输出电流：300mA;

③测出设计电路的输出电阻(输入电压变化范围±10%下,满载)。

④测出设计电路的稳压系数( 最低输入电压下,满载)，并将稳压系数减到最小。 ⑤学习Mutisim的电路仿真过程，绘制电路图，进行基本的仿真实验对设计的电路进行性能分析

三、温度测量电路

(1) 温度测量范围：－40oC~+125oC.(2) 灵敏度：1mV/ oC(3) 测量精度：±1oC(4) 工作电压：±5V(5) 测量某处的温度值并转换为0～5V的电压

四、双工对讲机的设计与制作

采用集成运放和集成功放及阻容元件构成对讲电路，实现甲乙双方异地有线通话对讲；用扬声器兼作话筒和喇叭，双向对讲，互不影响；电源电压+5V，功率〈=0.5W，工作可靠，效果良好！

五、声光控制灯感应系统

输入：光强信号、声音信号

输出：开关信号

逻辑：在满足光强（不足）条件下，输入声音信号时，输出“开”信号并延时，自动关断；光强足够时，封锁输出或封锁声音检测电路

要点：光强信号检测要考虑排除脉冲信号干扰，如雷电、爆竹、拍照等闪光，可以通过对光强检测信号的简单滤波达到目的，滤波时间常数为秒级即可

构成：

光强检测可以用光电三极管、光电二极管或光敏电阻，电阻成本最低

声音检测用驻极体拾音器，最好设音频选择元件，LC滤波

信号放大、处理，可以用集成运放或比较器，简单的用555电路

驱动可以是三极管驱动小型直流继电器

工作电源，用小型电源变压器+整流+滤波+三段稳压器

六、扩音机电路设计

1、最大输出公路为8W；

2、负载阻抗RL=8欧姆；

3、在同频带内、满功率下非线性失真系数≤3%；

4、具有音调控制功能，即用两只电位器分别调高音和低音。

七、低频函数信号发生器设计

[1] 同时输出三种波形：方波、三角波、正弦波；

[2] 频率范围：10Hz – 10kHz；

[3] 频率稳定度：△f / f≤10-3 ；

[4] 频率控制方式：

(1) 通过改变RC时间常数控制频率（手控方式）

(2) 通过改变控制电压V1实现压控频率（即VCF），常用于自控方式。即

f=f(V1)(V1=1~10V)，为确保良好的控制特性，可分三段控制：10Hz~100Hz、100Hz~1kHz、1kHz~10kHz。

[5] 波形精度

(1) 方波：上升沿和下降沿时间均小于2us；

(2) 三角波：线性度<2%；

(3) 正弦波：谐波失真度<4%（V1为基波有效值）

[6] 输出方式

(1) 作电压源输出时，要求：输出电压幅度连续可调，最大输出电压不小于20V；

(2) 作电流源输出时，要求：输出电流幅度连续可调，最大输出电流不小于200mA；

(3) 作功率输出时，要求：最大输出功率不小于1W。

[7] 具有输出过载保护功能

八、水温测量与控制

1.设计元件

计算机、Mutisim仿真软件

2．设计要求

① 水温测量, 测量范围 0～100 oC

② 学习Mutisim的电路仿真过程，绘制电路图，进行基本的仿真实验对设计的电路进行分析

扩展功能 ：在测温的基础上实现实时控制。

控温精度 ：±1 oC

控温通道输出为双向晶闸管或继电器，一组转换触点为市电（220V 10A）

九、对讲机放大电路

1．前置放大级技术指标

电压放大倍数：Av=100； 最大输出电压：Vo=1V；

频 率 响 应 ：30Hz~30KHz； 输入电阻 ：Ri > 15KΩ； 失真度 ：γ < 10%； 负载电阻 ：RL=2KΩ； 电源电压 ：Vcc=12V；

2．功率放大器（输出级）技术指标 最大输出功率： Pom ≥ 0.25W； 负 载 电 阻 ： RL = 8 Ω； 失 真 度 ： γ ≤ 5% 效 率 ：η ≥ 50% 输入阻抗 ：R i ≥ 100 KΩ

十、直流稳压电源与充电电源

输出电压：3V、6V两档，且正负极性可以转换。

输出电流：额定电流为150mA，最大电流500 mA。

额定电流输出时，ΔUo/Uo小于±10%。

“慢充”或“快充” ：能对4节5号或7号可充电电池“慢充”或“快充”。慢充的充电电流为50mA~60mA ，快充的充电电流为 110mA~130mA。

十一、平均气温测量系统

利用热敏电阻测量三处不同地点的气温，取平均值，结果以0~5V电平输出。

要求测温范围：-40~80摄氏度，误差不大于1摄氏度，平均值用模拟求和电路实现

十二、音频信号发生器的设计

要求：

单独产生1KHz的低频音频信号，输出幅度连续可调，最大460MV

单独产生520Hz－1700KHz的高音频信号，输出频率可调。

半导体三极管β值测量仪

要求：

对被测NPN型三极管值分三档，80－120,120－160,160－-200三档，并分别编号为1、2、3；

用数码管显示编号，处于待测时显示0，超过200显示4

十三、 调频无线话筒的设计与制作

一、设计目的

1、研究调频无线话筒的设计与制作的设计方案；

2、培养综合应用所学知识来指导实践的能力；

3、熟悉常用仪表，了解电路调试的基本方法。

二、设计技术指标

1、设计调频无线话筒发射频率88~108MHz；

2、要求发射距离≥15m。

三、基本要求

1、拟定测试方案和设计步骤；

2、根据性能指标，计算元件参数，选好元件，设计电路并画出电路图；

3、利用刻板机制作完成PCB电路板；

4、调试成功调频无线话筒；

5、写出设计性报告。

十四、有源低通滤波器的设计 带内电压变化小于0.5db 3db通带为20kHz

要求用运算放大器构成