数字闹钟课程设计

数字闹钟课程设计（精选7篇）

数字闹钟课程设计 篇1

数 字 闹 钟 的 设 计

数字闹钟的设计与制作

一、设计任务与要求

设计并制作一个带有可定时起闹的数字钟

1.有“时”、“分”十进制显示，“秒”使用发光二极管闪烁表示

2.以24小时为一个计时周期

3.走时过程中能按预设的定时时间（精确到小时）启动闹钟，以发光二极管闪烁表示，启闹时间为3s～10s

二、实验仪器及主要器件

5V电源

1台 面包板

1块 74LS163

6片 74LS00

5片 74LS138

2片 CD4511

4片 LM555

1片 74LS123

1片 LED共阴极显示器

4片 电阻

若干 电容

3个 导线

15米

三、设计原理方案

系统构成

1、标准时间源

l）标准时间源即秒信号发生器）可采用LM555构成多谐振荡器，调整电阻可改变频率，使之产生1Hz的脉冲信号（即T=1S）

LM555管脚排列及电路

T=0.7（RA+2RB)C

T=1S,C=220uF

计算得RA+2RB≈6.5K

取RA=1.5K,RB=2.4K

2.计时部分：时计数单元一般为24进制计数器，其输出为两位8421BCD码形式；分计数和秒计数单元为60进制计数器，其输出也为8421BCD码。

模60计数器采用异步方式

如秒计数器：分成个位和十位，个位模十，十位模六。个位从0000计数到1001，利用置数端将个位从0000重新开始计数，同时将1001信号作为一个CP脉冲信号传给十位，让十位开始从0000开始计数。以此规律开始计数，直到十位计数到5，个位计数到9时，通过十位的置数端将十位清零，重新开始计数，并将此信号作为一个CP脉冲信号传给分计数器。

模24计数器电路

模24计数器采用同步方式, 使用两片74LS163芯片,cp脉冲均由分计数器提供．第一片制成模10计数器，将1001信号提取出来后给与清零端。第二片芯片制成模为3的计数器，原数据ＡＢＣＤ给予0000信号．将第一片芯片的0011信号与第二片芯片的0010信号提取出来给与第一片芯片的置数端与第二片芯片的清零端，上升沿过来之后，两片芯片同时清零

3、定时起闹部分

l）正点起闹，不要求分）使用2片74LS138，分别选出小时的十位和个位）小时十位为0～2，3-8译码器只使用前2个输入端，小时个位为0～9，3-8译码器只有3个输入端，会丢失几个时间点：8点、9点、18点、19点。）还应控制起闹时间的长短，用74LS123构成单稳态触发器

起闹部分框图

控制起闹时间长短：T=0.28RC(1+0.7k/R)采用2片74LS138，将控制十位的3-8译码器的A2端作为控制个位3-8译码器的最高位，这样就可以满足小时个位为0-9。控制十位的3-8译码器的A1，A0一起控制十位从0-2变化。

4、完整的闹钟电路图（ewb设计图）

电路安装要求

1.布局合理

2.导线横平竖直，且不要从集成块上跳线

3.导线紧贴面包板，连接可靠

4.交叉线尽可能少

调试方法：

（1）采用逐级调试的方法

1.确保秒信号正常

2.调试秒计数器

3.调试分计数器，可将秒信号作为分计数器的CP脉冲

4.调试小时计数器，可将秒信号作为小时计数器的CP脉冲

5.调试闹钟电路

（2）将秒信号发生电路中的电容换成比较小的电容，这样使得分信号的脉冲周期比较短

五、设计和调试过程中出现的问题及解决方法

1）将秒信号接入示波器，与标准信号对比，出现误差，但在允许范围之内。

2）插上电源后发现秒信号和分信号的信号紊乱，分信号和秒信号同步计数。于是我们对秒的模六十进行单脉冲及示波器的检测，在检查秒信号个位（模十计数器）时发现，14脚信号正确，而13，12，11脚信号紊乱。后进行接线检查，发现有线是虚接，再修改后，13脚信号恢复正常，而12，11脚依旧紊乱。因查不出原因，而后对分信号进行检查。由于分秒计数器所采用的模六十一致，而分信号正常，故排除模六十计数器设计有误。将分信号的器件替换控制秒信号的器件，秒信号依旧有误，故排出器件问题。最后进行检测面包板状况，出现了让人崩溃的状况，面包板上控制秒信号个位的163芯片2脚所在的一纵列5个孔全部与地相连。我们不得不改变布局，进行避让。修改后，分秒模六十计数器正常。

3）刚接通电源时，小时计数器十位显示7，后给予清零信号后显示恢复正常。将秒脉冲接到小时计数器的个位CP端，在进位时发现23：00时不能同时清零。对模二十四的设计进行分析发现采用的清零端为异步，后经过改造改成同步清零，清零正常。

4）在检测CD4511驱动电路的过程中发现数码管不能正常显示的状况，经检验发现主要是由于接触不良的问题，其中包括线的接触不良和芯片的接触不良，在实验过程中，数码管有几段二极管时隐时现，有时会消失。用5V电源对数码管进行检测，一端接地，另一端接触每一段二极管，发现二极管能正常显示的，在检测过程中发现有几根线有时能接通，有时不能接通，把接触不好的线重新接过后发现能正常显示了。其次是由于芯片接触不良的问题，当检查到线路完全正确，并且确保导线没有问题时，我们推测器件有问题，其解决方法为把CD4511的芯片拔出，根据面包板孔的的状况重新调整其引脚，使其正对于孔，再用力均匀地将芯片插入面包板中，此后发现能正常显示。

5）在检查分信号到小时信号的进位是否正常时发现有时显示正常，有时显示不稳定。一时找不到问题，经过讨论发现CP脉冲重叠造成显示不稳定。

6）在制作起闹部分电路的过程中，发现闹钟能完成基本功能，但无法在8，9，18，19点起闹。通过分析和设计，我们采用卡诺图化简将输入信号接到功能脚的方法，到达在特殊时间起闹的目的。

至此，数字闹钟的调试全部结束并达到要求。

六、心得体会

本次数字钟设计要求我们将理论付诸实践，在实践中进一步巩固理论知识，最终当我们看到自己设计好的数字闹钟时，我们激动万分。

首先，我们从没有将以前学的各种知识整合到一起，所以这种有点综合性的课设就要求我们在熟悉每个工作部分的同时，能把他们有机的结合起来。

第二，在模六十和模二十四的计数器的设计中，要求我们对各个芯片的各引脚的功能很熟悉。在这个过程中，我们进一步的熟悉的每个器件的用途和功能，尤其是4511和74LS123，这两种芯片之前我们都没有接触过。

第三，我们在设计的过程中使用了EWB软件，由于电路复杂，交叉线较多，所以就要求我们在连接过程中细心的完成接线，并巧妙的布局使得面包板上的线不交叉。

第四，当我们连接好线路以后，在调试的过程中我们借助于示波器，借助于低频信号发生器的单脉冲，一步步的排查错误，在此过程中更深一步的熟悉的了解了示波器和低频信号发生器的使用方法。

第五，在整个课设中要求我们有良好的心理状态，尤其是面对连线复杂的面包板。我们必须冷静分析问题，解决问题。

第六，本次课设是一个团体的活动，我们在这次课设中体会了团队精神。

最后，感谢老师给我们一次实践动手的机会，让我们得到了提升。我期待今后能有更多的机会参与这些课题的制作！

数字闹钟课程设计 篇2

关键词：数字闹钟,脉冲

1 设计要求

用单片机设计并制作一数字闹钟。要求:

1) 具有显示时、分、秒的功能;

2) 具有校时、校分和校秒的功能;

3) 具有整点报时和可调的闹时功能。

2 硬件电路设计及描述

整个电路由复位电路, 时钟产生电路, 按键控制电路, 数码管显示电路以及蜂鸣器发音电路五部分组成。

2.1 复位电路

本设计采用的是按键与上电均有效的复位方式, 是以上电瞬间RST引脚获得高电平为工作原理, 则单片机内部就执行复位操作;随着电容C1的充电, RST引脚的高电平将逐渐下降, 此时单片机开始执行程序。电路中C1和R34分别取值20u F和1K。指示灯D1用于显示供电正常, 电容C2、C3具有滤波效果, 以便保证电路中的直流成分。

2.2 时钟产生电路

时钟产生电路, 在单片机的XTAL1和XTAL2引脚外接晶振即可构成, 由内部时钟方式产生时钟信号。电路中C4和C5的作用是稳定频率和快速起振, 电容值在5—30p F, 典型值为30p F, 所以本设计选用30p F;晶振Y2的振荡频率要小于12MHZ, 典型值为6MHZ、12MHZ、11.0592MHZ, 本设计选用12MHZ, 以方便计算。

2.3 按键控制电路

按键控制电路, 本设计采用3个按键分别独立接于P1.0、P1.1和P1.2口。其工作原理为当有按键按下时, 相应的P1口将由高电平变为低电平, 则单片机执行相应的操作, 其中S4用于控制闹钟的工作模式, S6用于调节时间时数字加1, S7用于调节时间时数字减1, 3个电阻R3、R24和R25具有限流作用, 以保护单片机不被损坏, 取值均为5.1K。

2.4 数码管显示电路

数码管显示电路, 本设计采用四位七段共阳数码管和两位七段共阳数码管并联的方式组成六位数码管, 分别显示时、分、秒。电路中P0口与数码管之间分别接了8个0.51K的电阻, 用于限流, P2口通过6个PNP晶体管驱动数码管工作。

2.5 蜂鸣器发音电路

蜂鸣器发音电路, 本设计采用电磁式蜂鸣器, 接通直流电源后, 经PNP晶体管驱动, 由流过电磁线圈的电流使电磁线圈产生磁场, 此时振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下, 周期性振动并发出声音。

3 软件设计流程及描述

软件设计主流程框图, 由开始, 声明变量, 初始化、设置中断和循环停滞、等待按键按下、显示时间组成。

定时器T0的中断工作流程框图, 用于系统时间的时、分、秒产生计时, 图中设置计数次数为1000次, 当计数达到1000时, 重新计时。工作时, 由秒开始自增, 当秒达到60时, 自动清零, 同时分加1, 以此类推, 当分达到60时, 分清零, 同时小时加1, 由输出数字信号和扫描信号共同控制, 将时间显示在数码管上。

4 源程序代码

略

5 调试过程中出现的问题及解决方法

5.1 调试过程

调试前先用keil软件将源程序编译, 通过设置生成相应的HEX文件, 再打开STC在线下载器, 然后经烧写器将HEX文件下载到单片机里, 此时单片机工作, 开始调试。

首先观察数码管的显示是否正常, 再测试按键功能是否有效, 按S4键进行模式选择, 并通过S6和S7键进行时间的校准和闹铃时间的设置, 设置完, 再将时间调至闹铃时刻前一分钟, 稍等一会, 观察到达闹铃时间时是否会响铃来判断闹铃功能是否成功实现。

此外将时间的分调至59, 小时任意调节, 待到整点时观察否会响铃, 再多次重复上述步骤来判断整点报时功能是否成功实现。

5.2 调试过程中出现的问题

a) 数码管上时、分、秒显示顺序错位;

b) 设置闹铃时间时小时能设, 分钟不能设置。

5.3 解决方法

a) 查看原理图, 发现P2口接线顺序与相应的编程顺序不一致, 经修改后, 数码管上能正常顺序显示时、分、秒;

b) 查看程序, 发现K1键模式设置有误, 经修改后, 闹铃时间的分钟也能正常设置。

6 总结

6.1 测试结果

本设计的闹钟具有显示时、分、秒的功能, 并能够对时、分、秒进行现场校准, 在整点时刻能够报时, 还具有可调的闹时功能。

6.2 硬件操作说明

数字闹钟课程设计 篇3

关键词:数字系统设计 教学内容 可编程逻辑器件 硬件描述语言

中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1674-098X(2012)01(a)-0173-01

集成电路工艺的创新进步和数字系统设计方法的演变改进给高等院校包括数字系统设计在内的电子技术类课程增添了新的内容,也给该课程的教学内容、教学方法等提出了新的挑战。针对电类专业开设的《数字系统设计》是一门以应用为导向的课程,其教学目标是让学生掌握前沿的技术、先进的设计方法,并具有一定的设计能力。该课程涉及到数字电路、数字系统设计方法、可编程逻辑器件、硬件描述语言等,内容新颖且较为综合,因而学生刚入门时难以掌握课程的重点内容。根据相关系列课程的设置、学生的认知规律以及近几年的教学实践,探索出了课程的教学重点及其内容切入点,这些教学重点强调以逻辑电路与数字系统设计为核心,围绕电路设计来串联可编程器件、硬件描述语言、数字系统设计方法等教学内容。

1 教学重点内容

《数字系统设计》是数字电子技术基础的后续课程,让学生在掌握数字电路基本概念和一般电路的基础上,进一步掌握数字系统设计的方法、途径和手段。其主要内容包括:数字系统与EDA的相关概念、可编程逻辑器件、硬件描述语言、电路元件的描述、数字系统的设计方法、开发环境与实验开发平台以及应用实例的介绍等。这些课程内容涉及面广,为了提高教与学的效果,探索总结了以下的教学重点内容,并作为教学实践中的教学切入点。

1.1 掌握基本电路

常用基本电路包括组合电路中的简单门电路、译码电路、加法器、乘法器、数字分配器、数字选择器等;时序电路中的触发器、状态机、计数器、移位寄存器、控制器等。这些基本电路构成了数字系统的基础组成部分,在进行复杂数字系统设计之前应该熟练掌握这些电路,包括电路的功能、电路的描述以及电路的应用场合等。熟练掌握这些基本电路有助于建立电路设计思想,避免高级程序设计语言(如C语言)的设计思路对采用HDL语言描述逻辑电路时的影响。此外,掌握这些基本电路后易于将这些电路灵活组合,以实现数字系统的逻辑功能。

1.2 树立电路设计思想

数字系统设计本质上是电路设计,从而要求树立电路设计的思想。

如前所述,树立电路设计思想首先需要熟练掌握一些基本的逻辑功能电路。其次,树立电路设计思想需要摒弃高级程序设计语言中通常采用的算法思维,逐步熟悉硬件描述语言的描述方式。数字系统设计强调采用硬件描述语言来对电路与系统进行描述、建模、仿真等。事实上,大多数学生在课程学习之前并不了解硬件描述语言,却较好的掌握了高级程序设计语言。因此开始学习硬件描述语言时常常将之与已经学过的高级程序设计语言做类比。这种类比严重妨碍了电路设计思想的建立,因为高级设计语言是面向问题的算法语言,而硬件描述语言则是面向电路的硬件语言。

最后,树立电路设计思想还需要转换电路设计的思路。数字系统的行为对应着算法中操作和操作的关系,操作由功能模块电路完成,而操作的关系对应着时序,它由控制电路来完成。换言之,抽象的算法最终要被转换成具体的电路。转换的方法是将电路的功能尽可能细化,直至能用基本电路来描述算法中每一个操作。同时,抽象算法转换成具体电路还充分体现了自顶向下(TOP DOWN)层次化设计的方法。

1.3 分层次描述电路

数字系统设计的过程就是从抽象到具体的过程,因此,设计和描述电路时是分层次的。然而让很多学生困惑和难以掌握的是,分层次的电路描述存在着多个角度。实际上,这些不同的描述角度对应着不同的问题求解域。理解不同角度的描述有助于全面了解并掌握问题,进一步拓展设计思路。

与分层次的电路描述相对应的是,在硬件描述语言中存在着三种描述方式:行为描述方式、结构化描述方式和寄存器传输描述方式。在教学中,孤立地讲授硬件描述语言中的描述方式是非常枯燥的,也很难被学生理解。但是如果从电路描述的层次化来阐述,不仅容易理解,而且强调了电路的特性,也符合树立电路设计的思想。

此外,分层次的电路描述遵循着从抽象到具体、从总体到细节的设计思路,这一设计思路正是自顶向下设计方法的体现。分层次描述电路事实上为自顶向下设计方法提供了实现的途径。

1.4 引入先进设计方法

现代数字系统设计在方法、对象、规模等方面已经完全不同于传统的基于固定功能的集成电路设计。现代数字系统设计采用硬件描述语言描述电路,用可编程逻辑器件来实现高达千万门的目标系统。这一过程需要也应该有先进的设计方法。

根据硬件描述语言的特性和可编程逻辑器件的结构特点以及应用的需要,在授课过程中阐述了如下的先进设计方法。为了设计复杂的控制器(时序电路),可采用基于状態机的设计方法;为了满足高速数据传输或运算的需求,可应用或设计锁相环或延时锁相环来处理时钟信号,应用可编程器件的内嵌功能单元或自行设计软核来提高数据吞吐量。

2 实验设计

为了提高教学效果,根据教学内容尤其是重点内容对实验部分设计了如下几个环节:(1)方案设计。根据给定的目标需求,将系统划分为能够用基本电路实现的模块;系统实现的方案并不唯一,需要根据性能指标进一步讨论优化的方式。(2)验证积累。通过对一些基本电路的描述与验证,积累基本电路,熟悉硬件描述语言和开发环境,领悟潜在其中的描述方式和设计方法。(3)自主设计,即独立分析和设计。自主确定方案进行设计、验证、评价。(4)应用介绍,即根据专业背景介绍在科研中的应用。

3 结语

针对《数字系统设计》课程内容新颖且庞杂的特点,探索总结了该课程的教学重点,以帮助学生克服课程入门的困难,并较快地激发起学习兴趣。同时将实践环节设计为设计、积累、设计和拓展,提高了实践效果。由于课程内容还在进一步发展,我们需要进一步探索和更新教学重点内容,进一步改进教学方法,科学设计实践教学,更好地促进学生自主设计和应用能力的培养。

参考文献

[1] 阚玲玲,张秀艳,梁洪卫.“EDA技术与应用”课程教学内容的定位与改革[J].南京:电气电子教学学报,2010.

[2] 刘娅琴,林霖.EDA课程教学探索和实践[J].南京:电气电子教学学报,2010.

数字电路课程设计数字时钟实现 篇4

《电子技术课程设计报告》

设计题目：数字钟的设计与制作

专业班级：13级《物联网工程》2班 姓名：白雪 王贞 张莹 学号：068 108 131 指导老师：刘烨

时间：2015年5月15日~ 2015年 5 月30日 地点：四教4414实验室

海南大学儋州校区应用科技学院

摘要：

数字时钟是一种用数字电路技术实现秒﹑分﹑时的计时装置，与传统的机械钟相比，它具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更长的使用寿命，因而得到了广泛的应用。小到人们的日常生活中的电子手表，大到车站﹑机场等公共场所的大型数显电子钟。数字时钟从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。

本课程设计要用通过简单的逻辑芯片实现数字时钟。要点在于用555芯片连接输出为一秒的多谐振荡器用于时钟的秒脉冲,用14位二进制计数器CC4060芯片、7双BCD同步加计数器CD4518芯片、十进制加计数器/7段译码器CD4033芯片等连接成60和12进制的计数器,再通过七段数码管显示，构成了简单数字时钟。关键词：数字时钟；555芯片；计数器；数码管

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1设计目的................................................................................................................................4 1.1设计指标.........................................................................................................................4 2课程设计任务及要求............................................................................................................4 2.1 设计任务........................................................................................................................4 2.2 设计要求........................................................................................................................4 3系统设计................................................................................................................................4 3.1 设计思路........................................................................................................................4 3.2 系统设计........................................................................................................................5 3.2.1 原理图及说明.......................................................................................................5 3.2.2 具体设计.................................................................................................................6

3.2.2.1.小时计时电路...............................................................................................6 3.2.2.2.分钟计时电路...............................................................................................6 3.2.2.3.秒钟计时电路...............................................................................................6 3.2.2.4.手动时间校准电路的设计...........................................................................6 3.2.2.5.光敏电阻的设计...........................................................................................6 主要元器件的介绍...............................................................................................................7 4.1 40161------4位二进制同步计数器（有预置端，异步清除）.....................................7 4.2 CD40106..........................................................................................................................7 4.3 CD4009............................................................................................................................8 5 电路板的安装与测试...........................................................................................................8

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1设计目的数字电子钟是一种用数字显示秒﹑分﹑时的记时装置，与传统的机械钟相比，他具有走时准确﹑显示直观﹑无机械传动装置等优点，因而得到了广泛的应用：小到人们的日常生活中的电子手表，大到车站﹑机场等公共场所的大型数显电子钟。

我们此次设计数字钟就是为了了解数字钟的原理，从而学会制作数字钟。而且通过数字钟的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法。且由于数字钟包括组合逻辑电路和时叙电路。通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。

1.1设计指标

1.时间以12小时为一个周期； 2.显示时、分、秒； 3.具有校时功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到标准时间；

2课程设计任务及要求

2.1 设计任务

1、设计一个有“时”，“分”，“秒”（11小时59分59秒）显示且有校时功能的数字时钟钟；

2、用中小规模集成电路组成数字时钟。

2.2 设计要求

1．用555定时器设计一个秒钟脉冲发生器，输入1HZ的时钟；（对已有1kHz频率时钟脉冲进行分频）；

2．能显示时、分、秒，12小时制； 3.设计晶体震荡电路来输入时钟脉冲；

4.用双BCD同步加计数器CD4518芯片设计一个分秒钟计数器,即六十进制计数器.；

5.用十进制加计数器/7段译码器CD4033芯片设计一个12小时计数器, 6.译码显示电路显示时间。

3系统设计

3.1 设计思路

数字电子钟由信号发生器、“时、分、秒”计数器、LED数码管、校时电路、整点报时电路等组成。工作原理为时钟源用以产生稳定的脉冲信号，作为数字种的时间基准，要求震荡频率为1HZ，为标准秒脉冲。将标准秒脉冲信号送入“秒计数器”，该计数器采用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，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12进制计数器，可以实现12小时的累计。LED数码管将“时、分、秒”计数器的输出状态显示。校时电路是来对“时、分、秒”显示数字进行校对调整。

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本设计使用芯片数最少、计时准确、动态显示的节电工作方式（耗电量仅为静态显示模式的1.8％）、调试方便、时间校准方便。电路中的振荡器XT为目前多数石英晶体电子表中使用的频率为215=32768HZ的石英晶体，经IC（2CC4060）组成的14级2分频和IC3A（CD4518）组成的一级2分频后可得到1HZ的“秒”脉冲信号。用6个40161分别控制6个数码管，用逻辑门电路选择各个数码管的最大数字，比如说输出9，就要对应的输入二进制数1001，输出3对应0011，1对应 0001。逻辑门电路选择好最大数，就接入下一个40161的 CLK 端，来进位。MR端要接入与非门和40106之间，读取最大数。我们设计的是实现0~9,0~5,0~1,0~2的进位方式。从秒开始，0~59，分0~59，时0~11.3.2 系统设计

3.2.1 原理图及说明

时LED数码管分LED 数码管秒LED数码管时计数（十二进制）分计数（六十进制）秒计数（六十进制）时校准分校准晶体振荡器分频器（1）电路原理框图

（2）电路原理图

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用555电路构成的1KHz多谐振荡器，调节电阻R3可以改变输出信号频率。74LS160是二，五，十进制同步加法器，用三片74LS90构成三级十分频器，将1KHz矩形波分频得到1Hz基准秒计时信号。由于74LS160是十进制计数器，分别将个位接成十进制计数器，十位接成六进制计数器，分别将个位的RCO输出端接十位的9脚端，就构成60进制计数器，用两个相同的60进制计数器分别做作为秒，分计时，并在个位和十位输出端接上数码显示管显示小时计数器直接采用整体反馈清零法构成24进制计数器。工作原理：振荡电路产生的1KHZ脉冲信号经三级十分频电路分频后产生的1HZ脉冲信号输入74LS90N连成的60进制秒计数器，再由秒计数器每60秒进位输出给60进制分钟计数器，分钟计数器满60后产生进位信号输入给24进制小时计数器，从而实现12小时制电子钟的功能。

3.2.2 具体设计

3.2.2.1.小时计时电路

小时计时电路由两块4033B和4081芯片7段译码器组成12进制计数电路。该电路译码器能识别数字00到11的计数，当接收到从“分”传来信号到芯片4033的第1个管脚时，使得在小时的计数模块进行加1，每接收到一次信号，即进行一次计数，计一次为一小时，同时将信号反馈回“分”，使得将计数清零。即可可以将小时从“00”到“11”后，在继续计时时，计数器计数将会被置回“00”。使整个计数器在小时的计数模块成为从“00”到“11”到清零循环回“00”到“11”这样的12进制的12个稳定状态的计时方法。3.2.2.2.分钟计时电路

与小时计时模块相比，分钟计时模块相对简单些。它的电路原理是由于两块4033B芯片组成的60进制的分钟计数方式，该译码器电路能识别信号59，整个计数计时方式是从“00”到“01”“02”.....“59”在到“00”的共60个稳定状态的自动连续循环模式。3.2.2.3.秒钟计时电路

秒钟的计数又有些相同与不同。它同样是由4033B两块芯片进行构成60进制计数。该译码器识别信号至59，然后清零循环计数。计数方式与分钟计数方式一样。但除了4033B芯片外，外加了4060和4518两块芯片。外加了两块芯片使得在秒钟计数模块有了自动的计数方法。而不是通过外来校准不停的进行调整计数。

3.2.2.4.手动时间校准电路的设计

S1和S2分别为“小时”与“分”的手动校准电路。S1按动一次，在小时计时部位计数加1，S2按动一次，在分钟计时计数数码管显示上显示加1,。滤波电路C3、R10和C4、R13分别用来吸收S1和S2的动作产生的电压抖动。二极管D1、D2分别为“小时”与“分”校准电路与相邻下一级计数器“清零”端R之间的单向隔离文件。R11、R12为手动校准电路的限流范围。3.2.2.5.光敏电阻的设计

光敏电阻R1～R6分别为数码管DS1～DS6夜间工作在节电模式时的亮度自动控制电路。光敏电阻可选用MG41-22或MG45-

12、或5606、6106型（亮电阻≤2KΩ，暗电阻≥900KΩ）。每只数码管的公共端第3（8）脚通过一光敏电阻串联晶体开关管9013接地。当夜晚室内光线较暗时，数码管自动降低亮度。数码管DS1～DS6采用超高亮度的数码管5011型，这种LED数码管耗电为普通数码管的十分之一，每个段码的驱动电流仅为1mA，就可以发出普通数码管20mA

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工作电流时相同的亮度。当其工作电流达20mA时，发出光亮足以保证在室外阳光下正常显示。该控制电路可使数码管显示的供电电流降低到原来的1/30，即为10～15 mA的水平。开关管Q1～Q3选用9013（40V、0.5A、0.625W、低频）可满足控制两个数码管阴极电流通断的要求。本设计还充分利用芯片CD4033的“零”数字消隐功能，即当十位上海数字为零时，该数码管不亮。例如，当时间为9时8分5秒，不是显示“09”时“08”分“05”秒，而是显示“9”时“8”分“5”秒，该设计方案可使数码管显示的供电电流降低到原来的1.8％，即为5～9 mA的水平，可大大降低电源的能耗。主要元器件的介绍

4.1 40161------4位二进制同步计数器（有预置端，异步清除）

40161是4位可编程计数器，复位采用异步方式，当CLEAR为低电平时，使四个输出端均置为低电平，而与CLOCK、/LOAD或PE、TE输入的状态无关，/LOAD为低电平时，计数器无效，使输出端在下一时钟脉冲与设置的数据一致，并与PE、TE输入端的状态无关。

N位同步级联计数器可由超前进位电路实现，不需要外加控制，此功能由两个计数控制输入端和进位输出端完成。PE、TE输入端均为高电平时，计数有效，当计数超过“15”时，进位输出端CARRY OUT(CO)即产生一正向输出脉冲，其脉冲宽度约等于Q1输出正向宽度，此正向溢出进位脉冲可使下一级联电路有效，时钟无论为高电平或低电平，均可实现PE或TE输出的逻辑转换。

4.2 CD40106 CD40106由六个施密特触发器电路组成。每个电路均为在两输入端具有施密特触发器功能的反相器。触发器在信号的上升和下降沿的不同点开、关。上升电压(V T+)和下降电压(V T-)之差定义为滞后电压。它的2 4 6 8 10 12引脚是数据输出端，1 3 5 9 11 13是数据输入端，14是电源正，7接地。

CD4016引脚图

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4.3 CD4009 CD4009是十六进制的CMOS缓冲器/变换器 电路板的安装与测试

为了方便检测，电路有6位数码管安装在CD4033的上方，分别显示出时“00~11”分“00~59”秒“00~59”的时钟显示。根据电路的设计特点，在安装过程中，基于测试同时进行。在安装测试顺序是①1HZ脉冲信号的产生电路，运用逻辑笔测试芯片IC34的Q0端的“1HZ”的脉冲输出信号；②“秒钟”计数/译码/显示电路，显示0秒钟~59秒钟，运用逻辑笔测试芯片IC5A第3期的“满60秒进一”的进位脉冲输出信号；③“分”钟计数/译码/显示电路，显示0分钟~59分钟，运用逻辑笔测试芯片IC58第四脚的“满60进一”的进位脉冲输出信号；④“小时”计数/译码/显示电路，显示0小时~12小时，运用逻辑笔测试芯片IC5C第10脚的“清零”脉冲输出信号；⑤分别按动开关S1、S2，测试时间校准电路的功能及可靠性；⑥用厚纸片遮蔽敏光电阻的上方，观测数码管亮度显示接受控制前后的响应情况。6个单元电路组装合格后，电路可以显示12小时内的任一时间。时间校准电路组装完成后，可以校准当前时间，并验证一昼夜

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24小时的计时误差是否在一定范围内；然后在一定电源内测量整机最大工作电流是否也在一定范围之间。

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数字闹钟课程设计 篇5

1)设计题目

简易数字频率计

2)设计任务和要求

要求设计一个简易的数字频率计，测量给定信号的频率，并用十进制数字显示，具体指标为：

1)测量范围：1HZ—9.999KHZ，闸门时间1s；

HZ—99.99KHZ，闸门时间0.1s；

HZ—999.9KHZ，闸门时间10ms；

KHZ—9999KHZ，闸门时间1ms；

2)显示方式：四位十进制数

3)当被测信号的频率超出测量范围时,报警.3)原理电路和程序设计：

（1）整体电路

数显式频率计电路

（2）单元电路设计；

（a）时基电路

(b)放大逻辑电路

(c)计数、译码、驱动电路

（3）说明电路工作原理;

四位数字式频率计是由一个CD4017（包含一个计数器和一个译码器）组成逻辑电路，一个555组成时基电路，一个9014形成放大电路，四个CD40110（在图中是由四个74LS48、四个74LS194、四个74LS90组成）及数码管组成。

两个CD40110串联成一个四位数的十进制计数器，与非门U1A、U1B构成计数脉冲输入电路。当被测信号从U1A输入，经过U1A、U1B两级反相和整形后加至计数器U13的CP+，通过计数器的运算转换，将输入脉冲数转换为相应的数码显示笔段，通过数码管显示出来，范围是1—9。当输入第十个脉冲，就通过CO输入下一个CD40110的CP+，所以此四位计数器范围为1—9999。

其中U1A与非门是一个能够控制信号是否输入的计数电路闸门，当一个输入端输入的时基信号为高电平的时候，闸门打开，信号能够通过；否则不能通过。

时基电路555与R2、R3，R4、C3组成低频多谐振荡器，产生1HZ的秒时基脉冲，作为闸门控制信号。计数公式：来确定。

与非门U2A与CD4017组成门控电路，在测量时，当时基电路输出第一个时基脉冲并通过U2A反相后加至CD4017的CP，CD4017的2脚输出高电平从而使得闸门打开。1s后，时基电路送来第二个脉冲信号，CD4017的2脚变为低电平，闸门关闭，测量结束。数码管显示即为所测频率。当555第三个脉冲送过来的时候，电路保持间歇1S，第四个脉冲后高电平加至R，使计数器复位。为下一次计算准备。

（4）元件选择。

资

料

元

件

标号

封装

数量

芯片

CD40110

GK7491AG

陶瓷熔扁平

CD4017

62F2X6KE4

陶瓷熔扁平

74LS00

陶瓷熔扁平

74LS10

陶瓷熔扁平

NE555

K104G4

双列直插型号

显示器

七段共阴数码管

电阻

300Ω

1KΩ

5.1KΩ

10KΩ

100KΩ

1MΩ

10KΩ(滑动)

电容

1000PF

0.1μF

100μF

二极管

1N4148

发光LED

开关

单刀双掷

导线

导线

若干

三极管

9014

电源

12V直流电源

4)电路和程序调试过程与结果：

a)、设计逻辑流程：

b)、理论波形图：

c)、仿真波形图：

1)、时基电路

2）、未、已经过施密特的波形：

d)、误差分析：

本实验的误差来自多方面的原因：一、时基电路NE555的滑动变阻器调节导致误差；二、闸门开放时间与信号输入时间的冲突导致测量不准确；三、整体电路的阻抗、容抗对电路信号的影响。

对于第一点，先计算相关的滑动变阻器的相应阻值大小，然后可以在关闭电源的情况下用万用表测量后才进行测量；第二点有点系统的偶然性；第三点可以尽量减少电路布局，从而减少相应的影响。

5)总结

这个电路多处使用了集成IC芯片，让电路更加简洁明了，并且提高了电路的安全性、可行性，减少了整个电路的功耗和整个电路的布线。但是此电路没有完全地符合实验要求：首先，整个电路没有施密特触发器，输入信号放大电路，数码管的小数点驱动，满位报警电路。因此我首先加入以三极管9014为核心的放大电路；然后用74LS00两个双输入与非门构成施密特触发器，对输入信号进行整形；对于报警电路，由于集成IC没有译码电路引脚，所以选择了一个8输入与非门和一个74LS00结成，这样可以充分考虑到唯一性；还有就是它的计数不是直接显示频率，而是显示一个数字，再与闸门的时候计算才可以得出真正的频率。

总体来说，电路还是存在一点小问题没有得到很好的解决，因为74LS00组成的施密特触发器没有很好地整形波，在示波器上出现脉冲波，还得于计算，可以改为以NE555组成的施密特电路。改用其他的数码管驱动，从而驱动小数点。

通过这次实验，让我认识到数字电路的万千变化，集成IC的推出，大大提高安全性和可行性。理解了科学就是力量。最主要是学习到设计电路的思想以为加强自己的焊接能力。让自己的电子技术更上一层楼。

附录：完整的电路PCB图，完整的源程序名列表（不需要把源程序打印出来，作为电子文档提交）。

附录一：

数字钟课程设计 篇6

设计目的

进一步掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。

进一步掌握数字钟的设计方法和和计数器相互级联的方法。进一步掌握数字系统的设计和数字系统功能的测试方法。进一步掌握数字系统的制作和布线方法。设计要求 设计指标

数字钟具有显示时、分、秒的功能；

有校时功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到标准时间；

计时过程具有报时功能，当时间到达整点前10秒进行蜂鸣报时，报时声音四低一高； 并且要求走时准确。设计要求

画出电路原理图（或仿真电路图）； 元器件及参数选择，有相关原器件清单；

制作要求 自行装配和调试，并能发现问题和解决问题。

编写设计报告 写出设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。总体概要设计

数字钟实际上是一个对标准频率（1HZ）进行计数的计数电路。由于计数的起始时间不可能与标准时间（如北京时间）一致，故需要在电路上加一个校时电路，同时标准的1HZ时间信号必须做到准确稳定。通常使用石英晶体振荡器电路构成数字钟。图1所示为数字钟的一般构成框图。

图1 数字钟的组成框图

晶体振荡器电路

晶体振荡器电路给数字钟提供一个频率稳定准确的32768Ｈz的脉冲，可保证数字钟的走时准确及稳定。不管是指针式的电子钟还是数字显示的电子钟都使用了晶体振荡器电路。分频器电路

分频器电路将32768Ｈz的高频方波信号经74LS4060和74LS250的二分频的分频后得到1Hz的方波信号，可以供秒计数器进行计数。分频器实际上也就是计数器。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及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可以设计为12进制计数器或者24进制计数器，我们这里根据自己的意愿设计成24进制计数器。译码驱动电路

译码驱动电路将计数器输出的8421BCD码转换为数码管需要的逻辑状态，并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流。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，本设计采用的为ＬＥＤ数码管。各单元模块设计和分析 晶体振荡器电路

晶体振荡器是构成数字式时钟的核心，它保证了时钟的走时准确及稳定。图2所示电路通过ＣＭＯＳ非门构成的输出为方波的数字式晶体振荡电路，这个电路中，ＣＭＯＳ非门Ｕ１与晶体、电容和电阻构成晶体振荡器电路，Ｕ２实现整形功能，将振荡器输出的近似于正弦波的波形转换为较理想的方波。输出反馈电 阻Ｒ１为非门提供偏置，使电路工作于放大区域，即非门的功能近似于一个高增益的反相放大器。电容Ｃ１、Ｃ２与晶体构成一个谐振型网络，完成对振荡频率的控制功能，同时提供了一个１８０度相移，从而和非门构成一个正反馈网络，实现了振荡器的功能。由于晶体具有较高的频率稳定性及准确性，从而保证了输出频率的稳定和准确。

晶体XTAL的频率选为32768HZ。该元件专为数字钟电路而设计，其频率较低，有利于减少分频器级数。

从有关手册中，可查得C1、C2 分别为20pF，和200PF当要求频率准确度和稳定度更高时，还可接入校正电容并采取温度补偿措施。

由于CMOS电路的输入阻抗极高，因此反馈电阻R1可选为20MΩ。较高的反馈电阻有利于提高振荡频率的稳定性。

脉冲输出端

图2 晶体振荡器电路图

分频器电路

通常，数字钟的晶体振荡器输出频率较高，为了得到１Ｈz的秒信号输入，需要对振荡器的输出信号进行分频。通常实现分频器的电路是计数器电路，一般采用多级２进制计数器来实现。例如，将32767Ｈz的振荡信号分频为１ＨZ的分频倍数为32767（２功能的计数器相当于１５极２进制计数器。

本实验中采用CD4060来构成分频电路。CD4060在数字集成电路中可实现的分频次数最高，而且CD4060还包含振荡电路所需的非门，使用更为方便。

ＣＤ4060计数为最高为１４级２进制计数器，可以将32767ＨZ的信号分频为２ＨZ，而经过74LS90可以将它分为1HZ的信号。如图3所示，可以直接实现振荡和分频的功能。

１５），即实现该分频

图3 CD4046和74LS90的分频电路图

时间计数单元

时间计数单元有时计数、分计数和秒计数等几个部分。

时计数单元一般为24进制计数器计数器，其输出为两位8421BCD码形式；分计数和秒计数单元为６０进制计数器，其输出也为8421BCD码。本实验采取了74LS90 用两块芯片进行级联来产生60进制和24进制

秒个位计数单元为１０进制计数器，无需进制转换，只需将Ｑ0与ＣＰ1（下降沿有效）相连即可。ＣＰ0（下降没效）与１ＨZ秒输入信号相连，Ｑ3可作为向上的进位信号与十位计数单元的ＣＰ1相连。

秒十位计数单元为６进制计数器，需要进制转换。将１０进制计数器转换为６进制计数器的电路连接，其中Ｑ2可作为向上的进位信号与分个位的计数单元的ＣＰ0相连。

分个位和分十位计数单元电路结构分别与秒个位和秒十位计数单元完全相同，也是分个位计数单元的Ｑ3作为向上的进位信号应与分十位计数单元的ＣＰ0相连，分十位计数单元的Ｑ2作为向上的进位信号应与时个位计数单元的ＣＰ0相连。60进制的连接如图4所示。时个位计数单元电路结构仍与秒或个位计数单元相同，但是要求，整个时计数单元应为24进制计数器，所以在两块74LS90构成的100进制中截取24，就得在24的时候进行异步清零。24进制计数功能的电路如图5所示。

图4 60进制计数器电路

图5 24进制计数器电路

译码驱动及显示单元 计数器实现了对时间的累计以8421BCD码形式输出，选用显示译码电路将计数器的输出数码转换为数码显示器件所需要的输出逻辑和一定的电流，选用74LS47作为显示译码电路，选用74LS546八段共阳LED数码管作为显示单元电路，如图6所示。

图6 译码驱动和显示电路

校时电源电路

当重新接通电源或走时出现误差时都需要对时间进行校正。通常，校正时间的方法是：首先截断正常的计数通路，然后再进行人工出触发计数或将频率较高的方波信号加到需要校正的计数单元的输入端，校正好后，再转入正常计时状态即可。根据要求，数字钟应具有分校正和时校正功能，因此，应截断分个位和时个位的直接计数通路，并采用正常计时信号与校正信号可以随时切换的电路接入其中。图7所示为所设计的校时电路。

图7 校正电路

整点报时电路

一般时钟都应具备整点报时电路功能，即在时间出现整点前数秒内，数字钟会自动报时，以示提醒。其作用方式是发出连续的或有节奏的音频声波，较复杂的也可以是实时语音提示。

根据要求，电路应在整点前10秒钟内开始整点报时，即当时间在59分51秒到59分59秒期间时，报时电路报时控制信号。报时电路选74HC30，作为选蜂鸣器为电声器件，选用CC4016模拟开关作控制，使蜂鸣器可以一响一停。如图8所示。

电路的安装与调试

在完成了理论设计的基础上，进行对自己设计不大肯定的电路，利用软件Multism进行模拟，根据成功与否再进行修正之后，开始电路的安装和调试。

在拿到了工具的和器材之后，首先对各元器件进行测试，检查是否芯片存在问题。在确认没有问题之后，就可以按照布线方案来进行布线了。我的布线方案，首先安装驱动和计数模块。对译码驱动电路和计数电路同时布线，但是，先只进行它的一个显示管和一块74LS47和一块74LS90（秒的个位）安装，当验证产生的计数没有问题时，才尽一步对它进行扩展，安装秒的十位，分的个位和十位，以及时的个位和十位，并进行检验，为什么不安装完驱动模块再进行计数模块的安装呢？ 我认为这样可以方便我们的检验（当然我的检验脉冲现在不一定是1HZ的，所以我利用面包板上自带的脉冲输出），当装完了那么一个庞大的电路后，一旦哪里出错，进行检查怎么说也是个难事。

其次安装的是晶体振荡电路电路。按照理论设计和已经在Multism 软件中验证过的电路进行安装，当然实际安装中有不可预见的问题可能发生，我才用示波器来观察，果然，象设计和预料的那样，1HZ的脉冲波形出现。

再次安装的模块是校时模块。接出如图7的电路然后和计数模块相连接。在这个连接中，我们原来的设计的是采用单刀双制开关，但是由于在实验室没有这样的开关，我们的设计只好稍微做下修改，这样的设计我觉得在数字电子的设计中是常见的。一种典型的接法。

最后要接的是正点报时电路。这个部分是我们平时没怎么实验和设计过的部分，说实际的，在做这个设计之前，心理真的没有底到底蜂明器是怎么工作的，怎样去驱动它才能让它正常工作。第一个在我脑海里产生的利用555接一个电子琴电路，再加上模拟开关来选择高低声音，理论上设计没问题，也对它包有很大的信心。但是在实习的过程中，在做这个人的时候，到中午了，于是我回来了，我想利用Internet搜索点对自己的设计有用的信息来，偶尔的一个蜂明的电路启发了我，那就是现在如设计图纸中的那个报时电路。不过，先发现报时电路声音比较的低，于是我决定见效电阻使声音合适。

完成了布线的过程之后，就是一个综合的测试，由于在各个模块的安装，布线的认真和有条理性，综合测试，一次成功，本人认为教为不错！而且就整个实验来说由于设计的原理时的态度的认真，严谨和对这次实习的重视，以及考虑问题的全面和方案的多样性，使得装配，布线，和调试几乎没有什么大问题难倒我，一切都还比较的顺利和成功！记得在一个实验室一起做实验的同学中，我的实验是第一个完成的，综合测试成功的那一刻，很兴奋！总结

设计过程中遇到的问题及其解决方法。

在检测面包板状况的过程中，出现本该相通的地方被断了的导线堵塞，用镊子将其挑出。

在检测74LS47驱动电路的过程中发现有两个数码管显示的数字是没有规律的（不是从0到9的显示），正是由于我们布线的整齐简明，经过检查发现是74LS47其中的两跟译码线与显示管脚连接出错，交换，就OK了！

在连接晶振的过程中，晶振起振，但是输出的脉冲明显不是1HZ的，对照设计电路检查，发现CD4060的输出管脚接错，接上3号管脚，一切OK！。

在制作报时电路的过程中，发现蜂鸣器在57分59秒的时候就开始报时，后经检测电路发现是由于把74HC30芯片当16引脚的芯片来接，以至接线都错位，重新接线后能正常报时。

在布置地线和5V电压线时，不甚把两线接到了一起，导致整个板没法工作。经认真的检查，排除了问题！设计体会

在此次的数字钟设计过程中，更进一步地熟悉了芯片的结构及掌握了各芯片的工作原理和其具体的使用方法。

在连接六进制、十进制、六十进制的进位及十二进制的接法中，要求熟悉逻辑电路及其芯片各引脚的功能，那么在电路出错时便能准确地找出错误所在并及时纠正了。在设计电路中，往往是先仿真后连接实物图，但有时候仿真和电路连接并不是完全一致的，例如仿真的连接示意图中，往往没有接高电平的16脚或14脚以及接低电平的7脚或8脚，因此在实际的电路连接中往往容易遗漏。又例如74HC390芯片，其本身就是一个十进制计数器，在仿真电路中必须连接反馈线才能正常显示，而在实际电路中无需再连接，因此仿真图和电路连接图还是有一定区别的。在设计电路的连接图中出错的主要原因都是接线和芯片的接触不良以及接线的错误所引起的。对该设计的建议

此次的数字钟设计重在于仿真和接线，虽然能把电路图接出来，并能正常显示，但对于电路本身的原理并不是十分熟悉。总的来说，通过这次的设计实验更进一步地增强了实验的动手能力。元器件清单 实验中所需的器材 5V电源。面包板1块。示波器。万用表。镊子1把。剪刀1把。拨线铨1把。导线 若干

数字闹钟课程设计 篇7

关键词：数字技术 电脑艺术设计 改革

数字时代的今天，电脑作为技术手段对艺术设计产生了深远的影响，软件的开发和信息媒体的改变， 给高校电脑艺术设计教学带来了机遇和挑战。电脑艺术设计课程经过近几年的发展，已逐渐步入成熟期，但教学和课程体系的构建是一个长期的过程，目前高职教育中电脑艺术设计的课程大纲，从教学的指导思想到实际操作，都存在一定的问题。高等学校艺术设计教育工作者对电脑艺术设计课程不能再停留在电脑设计与传统设计孰优孰劣的争议之上， 而是要在了解数字媒体的新动态下，思考电脑艺术设计课程该如何顺应时代形势，以市场为依托，向社会提供适应时代发展需要的、符合人才培养规格的人力资源。

一、数字媒体时代对电脑艺术设计人才的培养提出新的要求

数字技术催生了新的媒体，数字媒体时代所需要的人才素质要求也发生变化。全国高校数字媒体协作学会根据统计分析指出，电脑艺术设计这个行业目前的人才缺口大约为 15万，艺术和技术不能贯通成为企业在人才招聘时遇到的主要问题，懂艺术的做不出技术活，懂技术的没艺术造诣。而造成这种局面的原因有两个：①当前高校电脑艺术设计人才的培养定位不清晰，缺乏对市场敏感度和适应性的把握，导致人才培养目标尚未跟上产业发展的需求步伐，难以适应社会需要；②高校电脑艺术设计学科分割严重，且艺术类学生水平参差不齐，学生的综合素质和艺术专长相互矛盾，对电脑艺术设计人才的培养力度和起点不够，必然导致人才培养的两极分化。

数字信息时代，社会大量需要的是将艺术表达和技术处理相结合的新型电脑艺术设计人才。因此，改革人才培养模式必须从艺术设计的实际出发，从研究电脑艺术设计从业人员素质的核心出发，强化“数字技术与艺术结合”的人才培养理念，以培养复合高等技术应用型人才为目标；要以企业需求为培养目的，以就业为导向，以实用的技能为本位，着力提高教学与实训的针对性和适应性，密切关注人才培养规格与企业发展需求之间的差距，以扩大实践教学的深度和广度。只有明确人才培养模式的定位，才能确定课程教学目标为通过各类电脑艺术设计课程的学习，结合专业理论知识与技能的教学，培养学生的创新意识和创造能力。基于这个目标，重组适应培养要求的课程结构，优化教学内容，改进教学方法和手段，强化职业教育能力，方能更好地提高教学质量，将人才培养和时代发展需求对接。

二、构建适合数字媒体时代特征的电脑艺术设计课程体系

由于对电脑艺术设计课程性质的划分、开设时间、顺序研究不够，在艺术设计课程体系中，电脑艺术设计课程设置缺乏科学性、渗透性，这导致电脑设计课程与其他课程出现严重脱节，在知识的传授与技能的训练上无法保持同步，学生无法系统地理解和把握知识结构，不能把所学知识点融会贯通。这严重制约了学生主动学习的兴趣，最终影响应用型人才综合素质的培养。电脑艺术设计课程是教授学生利用电脑这一现代化的工具，通过使用软件所提供的创作平台来完成艺术作品的课程，它贯穿艺术设计领域里的众多学科，形成了相互交织、相互渗透的结构网。针对电脑艺术设计课程具有的数字时代文化特征，在课程设置上应注重专业类课程与软件技能类课程内容的交叉配置，协调好与各课程的衔接，合理地安排好开课时间和课程顺序，增强课程体系的条理性，做到知识的系统性与专业性并重。

在修订课程教学计划时，应将电脑艺术设计课程划分阶段串联和并联到基础课与专业课当中：第一阶段为软件技能基础阶段；第二阶段为软件技能深入阶段。在开设时间上，第一阶段与基础课开设时间同步，第二阶段的开课时间与专业课程设置同步。这样分割课程有两大优势：其一强调电脑艺术设计课程的属性，明确软件技能性是属于辅助艺术设计范畴；其二，有利于课程知识点的相互渗透。在第一阶段，基础课与软件课的同时段并联开设有助于学生明确课程的意义，充分认识电脑与艺术设计的关系；第二阶段，强调电脑设计课程与专业课程的融合性，让学生带着疑问去学习软件技术，使技术和艺术之间结合得更加完善。通过这种串联方法，把软件技能课贯穿于基础课与专业课的始终，有效地解决了课程间联系不紧密所造成的课程生疏，避免了课程设置衔接的孤立性，不至于产生艺术和技术的脱节，且与艺术设计课程相呼应，大大丰富了教学方法和教学内容，促进了电脑艺术设计教学的良性循环。

三、注重适应数字媒体时代经济发展和行业需求的实践教学

数字媒体是一个日新月异、不断变化的领域，其前沿发展趋势和知识结构都处于不断更新的状态。电脑艺术设计课程在实践教学中存在两大问题：第一，电脑艺术设计课程的实践教学缺乏系统性和实际性的指导，与市场结合实践方式单一，与理论结合不够紧密，不能充分锻炼实践能力；第二，无法了解和掌握相关设备及环境的性能及操作技能，导致学生不能根据各自兴趣进一步利用这些工具进行创意性实践。 因此，电脑艺术设计课程的实践教学必须顺应时代形势，研究数字媒体特征和行业发展趋势，以培养匹配市场需求的人才。我们一方面要结合市场进行实践教学，注重掌握数字媒介传播的特点，以提高学生设计的主动权，拓展视觉效果产生协同作用，呈现出更丰富的视觉语言和个性魅力；另一方面，要加强对实训室硬件环节的投入和软件的及时更新，强化常用设备实践环节的教学和训练，使学生掌握一套完整的知识体系。在实践教学的课程项目设计上，通过设计项目实体，把理论课程带到现场，教师与学生共同协作完成实训项目。让学生进入实训室，通过项目实训的现场实践性教学，由浅到深，逐步深入。这样，由理论到实际应用，循序渐进，符合学生技能发展规律，使学生在实践教学过程中得到系统的锻炼和培养。

课程与教学的改革是一个长期的、复杂的过程，需要我们不断地研究和探索。在竞争日趋激烈的形势下，电脑艺术设计课程必须转变传统的教育教学思想和人才培养观念，主动适应社会需求，加强与行业、企业的合作，深化课程改革，采用更加符合市场和时代发展需求的方式，促进电脑艺术设计专业持续健康地发展。

参考文献：

[1]乔立恭.李晶数字媒体专业建设中美学素养地位、作用的研究[J].电化教育研究，2007，（8）.

[2]田甜.艺术设计教育中计算机应用课程的改革[J].艺术教育，2006，（1）.

[3]阎如山.论新媒介传播下的平面设计视觉语言[J].装饰，2007，（9）.

[4]于绥贞.面向21世纪 培养跨学科人才[J].科技管理研究，2000，（3）.

※此文为江西科技师范大学2010年校级一般教改课题，课程编号：JGYB-10-40-25。