基于多功能数字钟的数字电路项目教学实践

摘 要：“数字电子产品组装与测试”是技工院校电工、电子专业的基础课程。课程要求主要包括掌握各种电子元器件的参数和性能，了解数字系统分析和设计的基本知识与原理，掌握各种数字电力测试方法，掌握各类逻辑电路分析与设计的基本方法。如何将学生的理论知识与实践相结合并提高实践水平，同时积累项目制作经验？“多功能数字钟设计与制作”项目就是个很好的锻炼机会，整个过程按照项目制作过程来实施。

关键词：多功能数字钟；数字电路；项目教学；实训

中图分类号：TH714；G712 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.08.149

1 整体思路

以综合实训项目数字钟为任务引领，将项目分成6个模块，每个模块都以实训内容带动相关理论知识的学习，前期采用化整为零的方式，将综合实训项目分成6个模块来实施，分别进行制作、调试、测试，并将相关理论知识融合在实训项目中，使学生在实训中感悟理论。6个模块分别包括振荡器电路、分频器电路、分秒计数器电路、小时计数器电路、显示译码电路、校时电路。6个模块分别调试完成后，就要采用积零为整的方式将6个模块合在一起，完成数字钟主体电路的制作与调试，最后设计并组装一个多功能数字钟的真实電子产品。

2 原理分析

该项目由主体电路和扩展电路两大部分组成，如图1所示。

主体电路主要由时显示器、分显示器、秒显示器组成，扩展电路具有定时控制、仿电台报时、报整点时数、触摸整点报时功能。其工作原理是：振荡器产生高频脉冲信号，经分频器输出标准秒脉冲信号，秒、分计数器计满60后分别向后进位，小时计数器则到了计数12复归。显示输出经过校时电路的修正、译码器的译码后分别供显示器使用。

3 涉及的集成电路

该项目至少包括7种常用元件：①74LS48，BCD-7段译码驱动器，用来驱动共阴极的数码管显示器；②74LS74，双D触发器；③74LS191，单时钟4位同步加/减可逆计数器，是BCD码十进制计数器；④74LS92，二—六—十二进制异步计数器；⑤74LS90，二—五—十进制异步计数器；⑥555，集成定时器，因内部有3个5 kΩ电阻而得名；⑦BS202，7段发光共阴数码管，每段的驱动电流最大为15 mA。

4 典型模块教学实施

振荡器是数字钟的核心。下面以多谐振荡器的制作为例来介绍。根据精度要求，选用555构成的多谐振荡器。教学过程按项目教学法开展，首先进行信息收集，收集555电路的相关信息，让学生回答与理论知识相关的问题；然后进行绘图、讨论修正、焊接实施、检测等环节，达到产品检验要求，并撰写相应文档。

将“多功能数字钟设计与制作”这个项目作为数字电路综合项目的特点是摆脱枯燥的定义、公式计算，引入一个完成的数字电子产品为实训项目，分模块、分单个任务，从实践到经验，再上升到理论，充分调动学生的学习积极性，大大提高学生的参与度，实现一体化教学。同时，整个项目教学要注意培养学生的职业素养，包括吃苦耐劳的精神、守时意识、质量意识和守信意识。

〔编辑：刘晓芳〕

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