数字电子时钟设计：基于集成电路的日时分秒显示

"数字电子时钟课程设计是一个针对计算机科学与技术专业学生的实践项目，旨在让学生设计并实现一个能够显示日、时、分、秒的数字电子时钟。设计者耿洪炜在指导教师王静波的指导下完成了该课程设计。这个数字时钟具备与传统机械钟相比更准确的时间显示、直观的数字读数以及无需机械传动装置等优点。其基本电路包括石英晶体振荡器、分频器、校时电路、六十进制和二十四进制计数器以及译码显示部分。设计任务要求学生使用特定的集成电路和元件，如CD4060、74LS74、74LS161、74LS248等，并实现手动校时、整点报时等功能。整点报时系统需在每个整点前发出低音提示，整点时发出高音提示。设计中还包括了对晶振、电容、电阻等电子元件的选择和使用，以及共阴显示器和按键开关等硬件接口的设计。" 在此次课程设计中，学生们需要掌握以下几个关键知识点： 1. **数字时钟的工作原理**：数字电子时钟主要依赖于石英晶体振荡器产生精确的频率，通过分频器将高频信号转换为1Hz的秒脉冲。这种脉冲是时间计数的基础。 2. **分频技术**：通过多次二分频来降低频率，例如从32768Hz的晶振频率降至1Hz，需要进行15次分频。 3. **计数器设计**：包括六十进制的秒、分计数器和二十四（或十二）进制的小时计数器，以及七进制的日计数器。这些计数器需要正确实现进位和清零功能。 4. **译码显示**：使用如74LS248这样的译码器将二进制编码转换为七段数码管显示，以便直观地显示时间。 5. **手动校时功能**：设计一个允许用户通过手动输入脉冲来调整时间的系统，涵盖秒、分、时、日四个维度。 6. **整点报时电路**：包含低音和高音信号的生成，可能涉及到定时器电路和音频放大器，如三极管8050和喇叭的使用。 7. **集成芯片应用**：如CD4060可能用于脉冲发生和分频，74LS74和74LS161作为计数器使用，了解这些集成电路的特性和应用是设计的关键。 8. **硬件接口设计**：理解开关和显示器件的工作原理，以及如何将它们连接到数字电路中。 9. **电路设计与调试**：如何在通用实验底板上布局电路，使用直流稳压电源供电，以及如何测试和调试电路以确保所有功能正常工作。 通过这个课程设计，学生不仅能深入理解数字电子时钟的工作机制，还能提升电路设计、集成芯片应用以及问题解决的能力。同时，这也是对理论知识与实践经验结合的重要锻炼。