《数字电路》课程设计总结报告
题目：数字钟设计
专 业 信 息 学 院
班 级
学生姓名
学 号
指导教师
2010 年 12 月 15 日
目 录
一．设计任务（设计课题、功能要求）
二．设计框图及整机概述
三．各单元电路的设计方案及原理说明
四．调试过程及结果分析
五．设计、安装及调试中的体会
六．对本次课程设计的意见及建议
七. 系统原理图、PCB 板及实物图
八. 附录：元器件清单
一、设计任务
1.设计课题：多功能数字钟电路设计
2.功能要求：
1)基本功能
计时准确，以 LED 数字形式显示时、分的时间。为节省器件，其中秒位
采用发光二极管指示；
分和秒的计时要求为 60 进位；
具有校时功能，可以在任意时刻校准时间，要求可靠方便。
2) 扩展功能
增加小时显示功能，计数为“12（或 24）翻 1”；
定时闹钟功能，其时间自定；
仿广播电台正点报时，能以音响自动正点报时，12（24）小时循环一次。
要求第一响为正点，以后每隔一秒或半秒钟响一下，几点钟就响几声；
触摸报整点时数或自动报整点时数（选做一）。
此作品中，我以基本功能的设计为主。
二、设计框图及整机概述
① 总体设计框图：
② 系统工作原理分析：
由振荡器产生的稳定的高频脉冲信号，作为数字钟的时间基准，再经分频器输
出不准脉冲。秒计数器计数 60 秒即二极管闪烁 60 下后向分计数器进位，分计数器
计满 60 后向小时计数器进位。计数器的输出经译码器送显示器。计时出现误差是
可以用校时电路进行校时、校分、校秒。扩展电路必须在主体电路正常运行的情况
下才能进行功能扩展。
三、各单元电路的设计方案及原理说明
1、振荡器的设计
采用的由集成逻辑门与 RC 组成的时钟源振荡器或由集成电路定时器 555
与 RC 组成的多谐振荡器。这里选用 555 构成的多谐振荡器，设振荡频率 f0＝
1000Hz。各参数如下图。
2、分频器的设计
分频器的功能主要由两个：一是产生标准秒脉冲信号；二是提供功能扩展
电路所需的信号，如仿电台报时用的 1kHz 的高音频信号和 500Hz 的低音频信
等。选用 3 片中集成电路计数器 74LS90 可以完成上述功能。因每片为 1／10
频，3 片级联则可获得所需要的频率信号，即第 1 片的 Q0 端输出频率为 500HZ
第 2 片的 Q3 端输出为 10Hz，第 3 片的 Q3 端输出为 1Hz。 引脚图如下：
3、分秒计数器的设计
分和秒计数器都是模 M=60 的计数器，其计数规律为：00-01-…-58-59-00…
选 74LS92 作十位计数器，74LS90 作个位计数器。再将它们级联组成模数
M=60 的计数器。 74LS92 是二—六—十二进制计算器，即 CP0 和 Q0 组成二
进制计算器，CP1 和 Q3Q2Q1 在 74LS92 中为六进制计算器。各引脚的图如下：
4、校时电路的设计
校时方式有“快校时”和“慢校时”两种，“快校时”是，通过开关控制，使计
数器对 1Hz 的校时脉冲计数。“慢校时”是用手动产生单脉冲作校时脉冲。图
1 2 3 4 5 6
A
B
C
D
654321
D
C
B
A
Title
Number RevisionSize
B
Date: 20-Oct-2004 Sheet of
File: E:\lwhai\project\数字电路实验系统\ Drawn By:
Q
0
12
Q
1
11
Q
2
9
Q
3
8
M
R1
6
M
R2
7
CL
K
0
14
CL
K
1
1
IC1
74LS92
Q
0
12
Q
1
9
Q
2
8
Q
3
11
M
S1
6
M
S2
7
M
R1
2
M
R2
3
CL
K
0
14
CL
K
1
1
IC2
74LS90
CLCK
为校“时”、校“分”电路。其中 S1 为校“分”用的控制开关，S2 为校“时”用的控制
开关。校时脉冲采用分频器输出的 1Hz 脉冲，当 S1 或 S2 分别为“0”时可进行“快
校时”。需要注意的是，校时电路是由与非门构成的组合逻辑电路。开关 Sl 或 S2
为“0”或“1”时，可能会产生抖动，接电容 C1、C2 可以缓解抖动。必要时还应将
其改为去抖动开关电路。其电路图如下：
四、调试
1、检查电路 ：对照电路图检查电路器件是否连接正确，器件引脚 、电容极
性 、电源线 、地线是否对接，连接是否牢靠，是否有虚焊的引脚，电源数值
与方向是否符合设计要求。
2、调试电路：在实验台调好的 5V 电压，将其输出端连接在电路板上，用
函数信号发生器将 1Hz 的信号输入时，逐个模块测试。
五、心得体会
这次课程设计，加强了我们动手、思考和解决问题的能力。在这次课程设计
过程中，我们了解了很多元件的功能，并且对于其在电路中的使用有了更多的认
识。而且还记住了很多东西。比如一些芯片的功能，平时看课本，这次看了，下
次就忘了，通过动手实践让我们对各个元件印象深刻。
在制作 PCB 时，发现细心耐心，恒心一定要有才能做好事情，首先是线的
布局上既要美观又要实用和走线简单，兼顾到方方面面去考虑是很需要的。另外
就是制板和焊接，在这方面问题不是很大。
最后就是调试了，出现的问题还是很多的。比如发现有部分功能没有实现，
仔细检查了一遍，才发现有根线接错了，而且有些地方存在虚焊现象。改正了之
后，问题就迎刃而解了。
此次课程设计，让我学到了很多课内学不到的东西，比如独立思考解决问题，
出现差错的随机应变，和与人合作共同提高，都受益非浅，今后的制作应该更轻
松，自己也都能扛的起并高质量的完成项目。
感谢老师的指导，也同样谢谢其他各组同学的无私帮助！
六、对本次课程设计的意见及建议
这次是数字电路课程设计，老师给我们的题目是数字钟设计，建议老师可
以允许我们选择其他的题目来完成，这样就有更大的发挥空间。
另外，由于快到期末，这次课程设计的时间比较紧迫，我们掌握的知识不
太充足，也不够扎实。建议老师把课程设计的时间提前一些。我们在这次课程设
计中也学到了不少知识。谢谢老师的指导！
七、参考文献
《数字电路技术基础》 高等教育出版社
《电子线路设计（第 4 版）》 电子工业出版社
《电子技术应用实验教程》 电子科技大学出版社
《Protel99SE 原理图和印刷板设计》 清华大学出版社
八、系统原理图和PCB 板
1、原理图
2、PCB 板
附录：
数字钟主体电路器件
型号 数量（片、只） 型号 数量（片、只）
74LS00 1 74LS90 5
74LS48 3 74LS92 2
555 1 按键 1
极性电容（47uF） 1 数码显示器 BS202 3
发光二极管 4 电容（104,103） 10,5
可调电阻（10K） 1 电阻（2K,,） 2,1,3
