数字钟的设计与制作.
实验25 计数译码器应用—数字钟
一、实验目的
1．了解数字钟的基本原理，自行设计数字钟电路。
2．学习调试较复杂数字电路的方法，验证所设计电路的功能。
3．掌握中规模集成电路74LS290（二－五－十进制计数器）、74LS247（七段译码驱动器）的逻辑功能及使用方法，了解七段数码管的使用。
二、实验原理及设计要求
1．数字钟是目前最为普遍的一种计时器，它是数字电路中计数器的具体应用。本实验采用数码管、计数器、译码器等器件来模拟数字钟的原理，实现正常计时及手动校时的功能。其原理框图如图5.25.1所示，它由秒脉冲发生电路，秒、分、时计数显示电路，时间校准电路及定时报时电路组成。
图5.25.1 数字钟原理框图
由秒脉冲发生器产生的秒脉冲信号送入秒计数器电路，秒计数器电路计满60后触发分计数器电路，分计数器电路计满60后触发时计数器电路，当计满24小时后又开始下一轮的循环计数。通过校时电路可以对分和时进行校时。
2．本实验要求学生利用中、小规模集成电路设计、接线和调试一台数字钟电路，其功能要求如下：
（1）正常的时、分、秒计时显示。
（2）手动校时。
（3）定时报时。（本实验要求24点）
3．为了节省时间，本实验中的显示部分可由实验室提供一块制作好的六位数码显示板，同学们只需设计调试其它部分即可。
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三、实验仪器、设备和元器件
直流稳压电源1台；数字万用表1只；74LS2901只；74LS247 1只；、74LS157 1只；CD4017 1只；NE555 1只；74LS85 1只；CD4093 1只；晶体三极管9013 1只；蜂鸣器 1只；数字实验箱；电阻、电容若干。
四、实验任务
1．自行设计秒、分和时三部分计时电路。
2．按设计好的电路在实验台上接线，建议按各部分分别接线调试，待各部分调试好后再将时、分、秒连在一起统调。
3．实验中的秒计时脉冲可利用实验室的函数发生器，频率调整为1Hz。（也可调到10Hz，以便较快地验证各部分功能）。
4．连接校时电路，利用实验台上的开关和发光二极管验证校时脉冲是否正确，若无错误，即可连接到校时接口上，验证其功能。
5．连接定点报时线路并与数字钟连接验证其功能。
五、预习要求
1．了解集成电路74LS290、74LS247、74LS157、74LS85的逻辑功能和管脚分布情况；
2．复习由555集成定时器构成的多谐振荡器工作原理。
3．根据实验任务要求画出所设计的数字钟各部分原理电路图，并在图上标出各引线管脚号，以便接线时方便。
4．根据实验任务，写出各部分电路的实验调试步骤。
六、实验总结报告
1．画出经实验验证的数字钟电路图。
2．将实验中遇到的困难和问题作一总结并说明自己是怎样解决的，经过此次实验自己有何体会。
附注：数字钟实验参考电路
1．秒脉冲发生器
秒脉冲发生器参考电路如图5.25.2所示，图（a）为555集成定时器组成的多谐振荡器。改变电阻或电容可以调整振荡器输出信号的频率。
图（b）是由CD4093“与非”门和CD4017计数器组成的1H Z秒信号发生器。CD4093是施密特触发的四2输入与非门，当输入信号增加和减少时，电路有不同的阈值电压，其传输特性如图5.25.3所示。由其构成的多谐振荡器产生10H Z方波经CD4017计数器十分频后得
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到1H Z 的脉冲信号。接通电源瞬间，电容C 1上的电压为0V ，CD4093的输出为高电平。输出电压通过电位器R P 和电阻R 1对电容C 1充电，当电容的电压达到U P 时，4093翻转，输出为低电平，此后电容又开始放电，输入电压下降，当输入下降到U N 时，电路又发生翻转，如此周而复始形成振荡，输出端可以得到连续的振荡波形。电容C 1的充放电时间决定了振荡器的振荡频率。改变电位器R P 的值即可改变振荡频率。
R R C
R F
μ3.3k CC
图5.25.2 秒脉冲发生电路
（a ）555集成定时器组成的秒信号发生器 (b) 与非门和计数器组成的秒信号发生器
2．计时电路
（1）六十进制计数器
图5.25.4所示为74LS290构成的六十进制计数器，可以作为秒和分的计数单元。图中IC2的Q 1、Q 2与R 0A 、R 0B 相连，当输出为“6” （0110）时，则反馈信号使得IC2清“0”，以实现六十进制。
I
U P
N
计数脉冲输入
图5.25.3 CD4093传输特性 图5.25.4 六十进制计数器原理图
（2）二十四进制计数器
图5.25.5所示为二十四进制计数器原理图，图中计数脉冲输入应与分计数电路的进位相连。当IC4为“2”（0010）和IC3为“4”（0100）时，计数器同样是利用反馈清“0”法实现“24”时的清“0”。
图5.25.5 二十四进制计数器原理图
3．校时电路
校时电路可以采用数据选择器74LS157，该器件具有四个二选一数据选择通道，一个独立的选通输入，其功能如表5.25.1所示，从表中可见，当选择端S为低电平时，输出端与输入端A相同，当选择端为高电平时，输出端与输入端B相同。其输入端接脉冲输入和校时两个通道，即可用选择端的设置来确定校时还是计时。参考电路如图5.25.6所示。
图5.25.6 校时电路
4．定时报时电路
定时报时电路可采用74LS85四位数值比较器来完成，74LS85可以执行普通二进制码和普通BCD码的比较，能对两个四位数字（A，B）进行译码后做出三种判断，并将三种判断在三个输出端输出。参考电路如图5.25.7所示。电路中A0、A1和A=B作为预置端，先置“1”，B1和B0与计数端相连，当24点时，时十位的Q1=1，个位的Q2=1，则A0＝B0 A1=B1，比
较器的输出端为“1”，逻辑显示灯亮，实现定时报时。
图5.25.7 定时报时电路
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表5.25.2 74LS85 功能表
附：74LS290（74LS90）、74LS157、74LS247 管脚图
S
S
Q
Q
CC
0B
0A
P1
P0
3
CP0
Q0
Q3
GND
Q1
Q2
S9B
S9A
U CC
R
0B
R0A
CP
U CC
G
4A
4B
4Y
3A
3B
3Y
1B
1A
S
74LS290管脚图74LS90管脚图74LS157管脚图
U
CC
A
D
RBI
RBO
LT
C
B
U CC
A3
B2
A2
A1
B1
A0
B0
F
F
F
U CC
A4
F4
F3
B3
A3
B2
A2
F1
B1
A1
B4
F2
74LS247管脚图74LS85管脚图CD4093管脚图
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简易数字钟设计(已仿真)
简易数字钟设计 摘 要 本文针对简易数字钟的设计要求，提出了两种整体设计方案，在比较两个方案的优缺点后，选择了其中较优的一个方案，进行由上而下层次化的设计，先定义和规定各个模块的结构，再对模块内部进行详细设计。详细设计的时候又根据可采用的芯片，分析各芯片是否适合本次设计，选择较合适的芯片进行设计， 最后将设计好的模块组合调试，并最终在EWB 下仿真通过。 关键词 数字钟，EWB ，74LS160，总线，三态门，子电路 一、引言：所谓数字钟，是指利用电子电路构成的计时器。相对机械钟而言，数字钟能达到准确计时，并显示小时、分、秒，同时能对该钟进行调整。在此基础上，还能够实现整点报时，定时报闹等功能。 设计过程采用系统设计的方法，先分析任务，得到系统要求，然后进行总体设计，划分子系统，然后进行详细设计，决定各个功能子系统中的内部电路，最后进行测试。 二、任务分析：能按时钟功能进行小时、分钟、秒计时，并显示时间及调整时间，能整点报时，定点报时，使用4个数码管，能切换显示。 总体设计 本阶段的任务是根据任务要求进行模块划分，提出方案，并进行比较分析，最终找到较优的方案。 方案一、采用异步电路，数据选择器 将时钟信号输给秒模块，秒模块的进位输给分模块，分模块进位输入给时模块，切换的时候使用2选1数据选择器进行切换，电路框图如下： 该方案的优点是模块内部简单，基本不需要额外的电路，但缺点也很明显，该方案结构不清晰，模块间关系混乱，模块外还需使用较多门电路，不利于功能扩充，且使用了异步电路，计数在59的时候，高一级马上进位，故本次设计不采用此方案。 方案二、采用同步电路，总线结构 时钟信号分别加到各个模块，各个模块功能相对独立，框图如下： 显示 切换 秒钟 分钟 小时 控制 1Hz 脉冲信号 闹钟
简易数字钟的设计
中文摘要 数字钟已经成为人们日常生活中不可缺少的必需品，广发应用于家庭及办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作及娱乐带来了极大的方便。由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使得数字钟具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点，它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域。尽管目前市场上已有现成的数字钟集成电路芯片出售，价格便宜、使用方便，但鉴于单片机的定时器功能也可以完成数字钟的设计，因此进行数字的设计是必要的。在这里我们将已学过的比较零散的数字电路的知识有机的、系统的联系起来用于实际，来培养我们的综合分析和设计电路，写程序、调试电路的能力。 单片机具有体积小、功能强、可靠性高、价格低廉等一系列优点，不仅已成为工业测控领域普遍采用的智能化控制工具，而且已渗入到人们工作和生活的各个角落，有力地推动了各行各业的技术改造和产品的更新换代，应用前景广阔。 本次做的数字钟是以单片机（AT89C51）为核心，结合相关的元器件（共阴极LED 数码显示器等），再配以相应的软件，达到制作简易数字钟的目的。硬件部分采用了单片机原理实验室的实验箱进行合理接线调试；软件部分通过keil进行了C程序的修改编译，protues软件仿真等。最终在实验箱上实现了与仿真结果相同的实际效果。 关键词单片机定时功能、AT89C51、共阴LED、Keil、Protues软件。
Abstract Microelectronics and computer technology along with the rapid development and progress, making the design of electronic systems and applications have entered a new era. The traditional manual design process is being advanced electronic design automation technology to replace. And is currently supporting modern technology has become the universal platform for electronic design, and step by step to support the development of system-level design. Only to hardware description language and logic synthesis-based top-down design methodology to meet the increasingly complex needs of digital system design. The progressive development of the taxi industry, the taxi meter is getting higher and higher requirements, the user requires not only the performance of the stability of billing, billing and accurate anti-cheat functions; and as a result of the instability in oil prices, billing system the need for regular adjustment of the meter so that users can request not to change the hardware to facilitate the billing system modifications. The system is the use of language, it can make use of digital circuits and system description, simulation and automatic design, and software as a development platform designed billing system procedures taxi and carried out a simulation program. To the achievement of pre-billing and simulation, as well as car to start, stop, pause and other functions, and dynamic scan shows the number of fares. Key Words Microcontroller\、AT89C51、7SEG-MPX6-CC-RED 、Keil、Proteus
数字钟的设计与制作过程
数字钟的设计与制作 一、设计指标 1. 显示时、分、秒。 2. 可以24小时制或12小时制。 3. 具有校时功能，可以对小时和分单独校时，对分校时的时候，停止分向小时进位。校时时钟源可以手动输入或借 用电路中的时钟。 4. 具有正点报时功能，正点前10秒开始，蜂鸣器1秒响1秒停地响5次。（选做） 5. 为了保证计时准确、稳定，由晶体振荡器提供标准时间的基准信号。 二、设计要求 1. 画出总体设计框图，以说明数字钟由哪些相对独立的功能模块组成，标出各个模块之间互相联系，时钟信号传输 路径、方向和频率变化，并以文字对原理作辅助说明。 2. 设计各个功能模块的电路图，加上原理说明。 3. 选择合适的元器件，并选择合适的输入信号和输出方式，在面包板上接线验证、调试各个功能模块的电路。在确 保电路正确性的同时，输入信号和输出方式要便于电路的测试和故障排除。（也可选用Mutisim仿真） 4. 在验证各个功能模块基础上，对整个电路的元器件和布线，进行合理布局，进行整个数字钟电路的接线调试。 三、制作要求 自行在面包板上装配和调试电路，能根据原理、现象和测量的数据检查和发现问题，并加以解决。 四、设计报告要求 1. 格式要求（见附录1） 2. 内容要求 ①设计指标。 ②画出设计的原理框图，并要求说明该框图的工作过程及每个模块的功能。 ③列出元器件清单，并画出管脚分配图和芯片引脚图。 ④画出各功能模块的电路图，加上原理说明（如2、5进制到10进制转换，10进制到6进制转换的原理，个位到 十位的进位信号选择和变换等）。 ⑥画出总布局接线图（集成块按实际布局位置画，关键的连接应单独画出，计数器到译码器的数据线、译码器到数 码管的数据线可以简化画法，但集成块的引脚须按实际位置画，并注明名称）。 ⑦数字钟的运行结果和使用说明。 ⑧设计总结：设计过程中遇到的问题及解决办法；设计过程中的心得体会；对课程设计的内容、方式等提出建议。 五、仪器与工具 1. 直流电源1台。 2. 四连面包板1块。 3. 数字示波器（每两人1台） 4. 万用表（每班2只）。 5. 镊子1把。 6. 线剥钳1把。 7. 斜口钳1把。
高仿真数码管电子钟课程设计报告
高仿真数码管电子钟 目录 高仿真数码管电子钟 (2) 摘要 (2) 1 引言 (3) 1.1 本系统研究的背景和意义 (3) 1.2 本系统主要研究内容 (3) 2 系统总体设计 (4) 2.1 系统设计方案与论证 (4) 2.11 FPGA设计方案 (4) 2.12 NE555时基电路设计方案 (4) 2.13单片机设计方案 (5) 2.14最终设计方案 (5) 2.2 系统总体结构图 (5) 3 系统硬件设计 (7) 3.1 芯片介绍 (7) 3.11 8051单片机简单介绍 (7) 3.12 74LS138 3-8译码器介绍 (9) 3.2 系统硬件原理图 (11) 3.3复位模块 (11) 3.4按键模块 (12) 3.5显示驱动模块 (13) 4 系统软件设计 (13) 4.1 系统软件总体设计 (13) 4.2 中断子程序 (14) 4.3按键扫描子程序 (15) 5 系统调试 (16) 5.1 硬件调试 (16) 5.2 软件调试 (16) 6 结论 (16) 参考文献 (17) 附录 (18)
高仿真数码管电子钟 摘要 电子时钟主要是利用电子技术将时钟电子化、数字化，拥有时钟精确、体积小、界面友好、可拓展性能强等特点，被广泛应用于生活和工作当中。 本文主要为实现一款可正常显示时间、带有h AM/ 24制调整、带有PM h12 / 显示以及时间校准功能的一款基于单片机仿真的多功能电子钟。 本文对当前的电子钟开发手段进行了比较与分析，最终确定了采用单片机技术实现高仿真电子钟的设计。本设计采用51 AT芯片作为核心，采用外部时钟 89C 脉冲定时，用oteus Pr软件自带的电子钟组件实现高度仿真的显示效果。软件部分主要采用简单且流通性强的C51语言编写实现。这种高度仿真的电子钟具有电路简单，读取方便、显示直观、功能多样、时间精度较高、操作简单、编程容易成本低廉等诸多优点。 本次设计主要是用oteus Pr电路软件实现了高仿真数码管电子钟的仿真。稍加改装，增加部分功能所生产出的实际产品即可应用于一般的生活和工作中，从而给人们的生活和生产带来便利，符合电子仪器仪表的发展趋势，具有广阔的市场前景。 关键词：电子钟、单片机、51 AT、C51 89C
数字钟设计(带仿真和连接图)
- 数字电子技术课程设计报告 题目：数字钟的设计与制作 ： 专业：电气本一班 学号：姓名： 指导教师： 时间： - —
一、设计内容 数字钟设计 … 技术指标： （1）时间以24小时为周期； （2能够显示时,分,秒; （3）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; (4)计时过程具有报时功能,当时间到达整点前5秒进行蜂鸣报时; (5)为了保证计时的稳定及准确须由晶体振荡器提供表针时间基准信号. ~ 二、设计时间： 第十五、十六周 三、设计要求： （1）画出设计的电路原理图； $ (2) 选择好元器件及给出参数，在原理图中反应出来； （3）并用仿真软件进行模拟电路工作情况； （4）编写课程报告。
！ 摘要 数字钟实际上是一个对标准频率（1Hz）进行计数的计数电路。振荡器产生的时钟信号经过分频器形成秒脉冲信号，秒脉冲信号输入计数器进行计数，并把累计结果以“时”、“分”、“秒”的数字显示出来。秒计数器电路计满60后触发分计数器电路，分计数器电路计满60后触发时计数器电路，当计满24小时后又开始下一轮的循环计数。一般由振荡器、分频器、计数器、译码器、数码显示器等几部分组成。 振荡电路：主要用来产生时间标准信号，因为时钟的精度主要取决于时间标准信号的频率及稳定度，所以采用石英晶体振荡器。 分频器：因为振荡器产生的标准信号频率很高，要是要得到“秒”信号，需一定级数的分频器进行分频。 计数器：有了“秒”信号，则可以根据60秒为1分，24小时为1天的进制，分别设定“时”、“分”、“秒”的计数器，分别为60进制，60进制,24进制计数器，并输出一分，一小时，一天的进位信号。 译码显示：将“时”“分”“秒”显示出来。将计数器输入状态，输入到译码器，产生驱动数码显示器信号，呈现出对应的进位数字字型。 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可以对分和时进行校时。另外，计时过程要具有报时功能，当时间到达整点前10秒开始，蜂鸣器1秒响1秒停地响5次。 } 为了使数字钟使用方便，在设计上使用了一个变压器和一个整流桥来实现数字钟电能的输入，使得可以方便地直接插入220V的交流电就可以正常地使用了。关键词数字钟振荡计数校正报时
multisim简易数字钟设计
实验名称 : 简易数字钟设计 系别： 班号： 实验者姓名： 学号： 实验日期： 2013 年 11 月 实验报告完成日期： 2013 年 12 月指导老师意见：
摘要：本数字钟实现了基本时间显示（包括分钟、小时、星期）、时间调整、闹钟以及精度为0.1s的秒表。用于显示的数码管可实现时间、闹钟、秒表显示。下面从外部到内部对时钟各模块说明并在最后介绍按键使用。 一、使用说明： （一）下表是操作步骤说明（从左到右逐级选择）： （二）说明各按键的作用： 1、SWITCH1：为显示切换也可以说是功能切换，因为这两者是同时进行的，当切到显示闹钟时，你可以调整闹钟。 2、SWITCH2:次级切换按键，比如当切到闹钟时，你可以通过波动它而选择要调小时还是分钟；
3、INC：由于它大部分时间是在发生脉冲使当前对象的值增一的效果，故命名为INC。但在基本时间功能处还有清零功能，在秒表功能处有开始/暂停的功能。 4、CLR:在基本时间时是所有清零的功能，在秒表功能时是秒表清零功能。 二、各模块说明。 最外层为： ○1clock_base（基本时间计数）； ○2ALARM&&SCREEN(闹钟判断、秒表功能和闹钟、秒表、时间显示切换)； ○3SET_NUM(设置闹钟)； ○4FUNCTION_CH（按键翻译） 附注：显示秒的数码管可去除。信号源为10Hz的时钟信号。秒表时，小时数码管为秒，分钟左一数码管为0.1秒。
(一)clock_base： 本模块实现秒、分、时、星期计数。由一片七进制计数器、一片24进制计数器、两片60进制计数器以及一片10进制计数器74160N构成（因为只允许用一个时钟信号源，为满足秒表需要故用之）。七进制、24进制、60进制计数器最后说明。 (二)ALARM&&SCREEN 本模块实现功能： 1、通过当前时间与设定的时间相比较实现闹钟功能并附有闹钟使 能； 2、用一片10进制计数器和一片60进制计数器实现秒表功能并附 有开始/暂停和重置功能； 3、用若干三或非门、非门、若干与门实现闹钟、秒表、时间显示 切换。
数字时钟的Multisim设计与仿真
数字时钟的M u l t i s i m 设计与仿真 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
数字电子技术课程设计 学院：信息工程学院 班级：电气二班 姓名：刘君宇张迪王应博 学号：
数字时钟的Multisim设计和仿真 一、设计和仿真要求 学习综合数字电子电路的设计、实现 基础调研 应用设计、逻辑设计、电路设计 用Multisim 软件验证电路设计 分析电路功能是否符合预期，进行必要的调试修改 撰写Project 报告，提交Multisim 二、总体设计和电路框图 24 分、校时部分。主要由矩形波产生器、秒计数器、分计数器、时计数器、LED 图1. 数字钟电路框图 七段显示数码管、时间校准电路，闹钟电路构成。 五、结论 由脉冲发生器、秒计数器、分计数器、时计数器、LED显示数码管设计了数字时钟电路，经过仿真得出较理想的结果，说明电路图及思路是正确的，可以实现所要求的基本功能：计时、显示精确到秒、时分秒校时。 下页附设计感想和分工 整点报时设计体会
刘君宇分工：完成电路设计，整点报时，闹钟，扩展功能） 通过对软件Multisim的学习和使用，进一步加深了对数字电路的认识。在仿真过程中遇到许多困难，但通过自己的努力和同学的帮助都一一克服了。首先，连接电路图过程中，数码管不能显示，后经图形放大后才发现是电路断路了。其次，布局的时候因元件比较多，整体布局比较困难，因子电路不如原电路直观，最后在不断努力下，终于不用子电路布好整个电路。 调试时有的器件在理论上可行，但在实际运行中就无法看到效果，所以得换不少器件，有时无法找出错误便更换器件重新接线以使电路正常运行。在整个设计中，计数器的接线比较困难，反复修改了多次，在认真学习其用法后采用归零法和置数法设计出60进制和24进制的计数器。 同时，在最后仿真时，预置的频率一开始用的是1hz，结果仿真结果反应很慢，后把频率加大，这才在短时间内就能看到全部结果。总之，通过这次对数字时钟的设计与仿真，为以后的电路设计打下良好的基础，一些经验和教训，将成为宝贵的学习财富。
基于单片机设计简易数字钟
辽东学院信息技术学院 《单片机原理与接口技术》课程设计报告简易数字钟设计 学生姓名： 学号： 0915110606 班级： B1106 专业：电子信息工程 指导教师： 2014年07月
【摘要】 20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。 单片机模块中最常见的是数字钟，数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比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，因此得到了广泛的使用。 单片机数字时钟是以单片机为核心，在它的基础上设计出来的数字时钟，本设计采用了STC公司生产的AT80C51型单片机设计了一个单片机最小系统，外接LED 显示电路，按键电路，晶振电路，复位电路模块构成了一个简易的数字钟，具有显示、时、分、秒的功能，且时、分、秒每一个参数都可以自行设置，以实现时间的校正，总体来说实现了一个数字时钟的应有功能。 关键词：80C51系列单片机、单片机最小系统、时钟定时器、4位一体数码管显示
【Abstract】 At the end of twentieth Century, electronic technology has obtained the rapid development, under its impetus, the modern electronic products into almost every field of the society, a strong impetus to the development of social productivity and the improvement of social information-based degree, simultaneously also makes the modern electronic products to further improve the performance, product upgrading have become increasingly fast pace. SCM module is the most common digital clock, digital clock is a device for digital circuit technology, minutes, seconds, compared with the mechanical clock has a higher accuracy and intuitive, and no mechanical devices, has a longer service life, so it is widely used. Single chip digital clock is a single-chip microcomputer as the core, the digital clock design based on it, this design uses the AT80C51 microcontroller STC produced the design of a microcomputer system, connected with the LED display circuit, keyboard circuit, crystal circuit, reset circuit module consists of a simple digital clock, with a display, when, minutes and seconds, function, and when, minutes and seconds, all parameters can be set up, to correct the realization of time, generally realize the function of a digital clock. Keywords：80C51 Series MCU, MCU minimum system, clock timer, one of 4 digital tube display
智能电子钟设计与制作
小型智能系统设计与制作 学习情境一智能电子钟设计与制作 一、教学引导 学习目标： 1. 通过查阅资料，能分析电子钟的功能与技术要求，确定电子钟的基本结构； 2. 能根据功能与技术要求，进行显示器、键盘、时钟芯片等器件的选用； 3. 能根据小组成员的实际情况，合理分配学习性工作任务，制订实施计划； 4. 会制定任务设计方案及程序设计结构； 5. 会设计显示、键盘、时钟芯片等各种接口电路； 6. 能使用软件设计、仿真电路并进行PCB制作。 7. 能够整理设计文档，编写智能电子钟的使用说明书。 学习内容 1.接受智能电子钟的设计制作任务，阅读任务书 2.收集资料，了解相关知识 3.制订设计方案 4.显示、键盘等接口电路设计和PCB板设计、制作 5.智能电子钟硬件安装与调试 6.智能电子钟软件设计与调试 7.智能电子钟功能、技术指标测试 8.编写智能电子钟的使用说明书 9.文档资料归档 学习任务 1.完成智能电子钟的方案设计 2.完成智能电子钟的设计与制作 3.完成技术文档的编写 4.完成学习过程的自我评价表填写 二、任务分析 学习要求：在这一环节要求学生分组并结合一下引导问题查阅资料，在充分了解智能电子钟的种类以及各种智能电子钟的技术要求的情况下，确定本次设计的智能电子钟的用途，完成任务分析表、填写过程记录表。 1．任务书 任务：设计并制作一款智能电子钟。 基本要求： （1）以24h计时方式工作； （2）用数码管显示时间和日期； （3）通过按键可以选择显示内容、修改时间； （4）具有校时功能； （5）具有整点报时功能； （6）时间误差：≤0.02％。 可选要求： （1）可以设置闹钟时刻； （2）闹钟时刻到后，若不关闭闹铃，可以间隔5分钟闹一次；
数字钟的设计与制作
数字钟的设计与制作 数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。 数字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。目前，数字钟的功能越来越强，并且有多种专门的大规模集成电路可供选择。 从有利于学习的角度考虑，这里主要介绍以中小规模集成电路和PLD器件设计数字钟的方法。 1 数字钟的基本组成及工作原理 1.1数字钟的构成 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1.1所示为数字钟的一般构成框图。
图1.1 数字钟的组成框图 ⑴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的方波信号，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。 ⑵分频器电路 分频器电路将32768Ｈz的高频方波信号经32768（）次分频后得到1Hz的方波信号供秒计数器进行计数。分频器实际上也就是计数器。 ⑶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，而根据设计要求，时个位和时十位计数器为12进制计数器。 ⑷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。 ⑸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。 １.２数字钟的工作原理 １）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。 一般输出为方波的数字式晶体振荡器电路通常有两类，一类是用TTL门电路构成；另一类是通过CMOS非门构成的电路，如图1.2所示，从图上可以看出其结构非常简单。该电路广泛使用于各种需要频率稳定及准确的数字电路，如数字钟、电子计算机、数字通信电路等。
数字时钟的设计与仿真
湖北民族学院 课程设计报告 数字时钟设计与仿真 课程：电子线路课程设计 专业：电子信息科学与技术 班级： 0312409 学号： 031240910 学生姓名：谢加龙 指导教师：易金桥 2014年 06月 21日
信息工程学院课程设计任务书 2014-06-21
摘要 基于单片机AT89c51设计而成的简易数字电子时钟，其主要功能皆由对单片机编程即由软件完成，外围硬件电路只包括报时电路、键盘输入电路和显示电路三个模块。具有外围硬件电路简单、运行功能可靠的优点。 关键词：单片机时钟键盘输入显示
目录 1、系统设计要求 (1) 1.1 基本功能 (1) 1.2扩展功能 (1) 2、硬件设计 (2) 2.1系统设计方案选择 (2) 2.2系统原理框图 (2) 2.3各单元的功能描述 (2) 2.4电路连接图 (2) 2.5元器件清单列表 (2) 2.6所用芯片的管脚图 (2) 3、软件设计 (3) 3.1主程序的流程图 (3) 3.2键盘扫描程序流程图 (3) 3.3发声程序流程图 (3) 3.4总程序 (3) 4、调试 (4) 4.1仿真调试 (4) 4.2硬件调试 (4) 5、总结 (5) 参考文献 (6)
1、系统设计要求 1.1 基本功能 （1）、要求准确显示“时”、“分”、“秒”，24 小时制； （2）、具有整点报时功能，在每小时59 分51 秒、53 秒、55 秒、57 秒发出低音，59秒整发出高音； （3）、系统工作符合一般时钟要求。 1.2扩展功能： （1）、具有校时功能，用户可修改“时”、“分”，且互不影响； （2）、可切换12 小时制和24 小时制。
单片机课程设计--简易电子钟.doc
单片机课程设计报告设计课题：简易电子时钟的设计 专业班级：07通信1班 学生姓名：黎捐 学号：0710618134 指导教师：曾繁政 设计时间：2010.11.5—2010.12.20
一、设计任务与要求 (1)设计任务: 利用单片机设计并制作简易的电子时钟，电路组成框图如图所示。 (2)（2） 设计要求：1）制作完成简易的电子时钟，时间可调整。 2）有闹钟功能。 二、方案设计与论证 简易电子时钟电路系统由主体电路和扩展功能电路两主题组成，总体功能原理是以STC89C52单片机为主要的控制核心，通过外接4个独立式键盘作为控制信号源，八个七段数码管作为显示器件，蜂鸣器作为定时器件，单片机实时的去执行相应的功能。在数码管上显示出来，此时通过不同的按键来观看和调节各种数据。CPU 控制原理图如图1所示。 图1. CPU 控制原理图 三、硬件系统的设计 3.1 STC89C52控制模块 STC89C52是一个低功耗高性能单片机，40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O ）端口，同时内含2个外中断口，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，STC89C51可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash 存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash 存储器可有效地降低开发成本。 MCS-52单片机内部结构 8052单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线，现在我们分别加以说明： 中央处理器： 中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件，是8位数据宽度的处理器，能处理8位二进制数据或代码，CPU 负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。 数据存储器(RAM)： 8052内部有128个8位用户数据存储单元和128 个专用寄存器单元，它们是统一编 时间显示显示 主控器（51单片机） 时间 调整 声音报 时 (选做)
数字钟综合设计与制作
《数字系统与逻辑设计实验》实验报告题目数字钟电路设计与PCB图设计 学院：信息工程学院系电子信息工程 专业： 班级： 学号： 学生姓名： 指导教师：
递交日期：
南昌大学实验报告 学生姓名：学号：专业班级： 实验类型：□验证□综合■设计□创新实验日期：2018/1/6 实验成绩：“数字钟电路设计与PCB图设计”实验报告 一、实验目的： 1、综合应用数字电路知识； 2、学习使用protel进行电子电路的原理图设计、印制电路板设计； 3、了解电路板制作、安装、调试技能。 二、实验任务及要求： 任务：设计一个12小时或24小时制的数字钟，显示时、分、秒，有校时功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到准确时间。 要求：画出电路原理图，元器件及参数选择，PCB文件生成、3D实物图等。 三、实验原理及电路设计： 1、设计方案与模块框图 利用NE555构成自激多谐振荡器，输出一个频率为1024Hz的脉冲信号。因为数字钟需要的是1Hz的信号，所以需要进行分频处理。这里采用了1024分频，利用三片74LS161分别进行8分频、8分频和16分频，最终得到1Hz的脉冲信号。60秒为1分钟，所以需要一个60进制的计数器。这里还是使用74LS161，通过同步置数进行循环，秒计数每满60向分计数进1，然后自身清零。60分钟为1小时，所以分计数采用的方法和秒计数一样。当分计数和秒计数同时进位时，扬声器发声，即为整点报时。12小时制采用12进制计数器，24小时制采用24进制计数器，两种时制的切换可以通过单刀双掷开关完成。我们在秒进位和分进位处人为地产生一个上升沿，可以完成一次进位，达到校时的目的。时分秒的通过共阴极七段数码管来显示，数码管需要74LS48进行译码。
基于Multisim的数字时钟设计.(精选)
东北大学 课程设计报告 课程设计名称:数字电子技术课程设计 专题题目： 指导教师： 学生姓名：学号： 专业：计算机科学与技术班级： 设计日期: 2017 年7 月 3 日~ 2017 年7 月7日
目录 摘要 (3) Abstract (3) 第1章概述 (4) 1.1设计思路 (4) 1.2主要内容 (4) 第2章课程设计任务及要求 (5) 2.1 设计任务 (5) 2.2 设计要求 (5) 第3章系统设计 (6) 3.1 方案论证 (6) 3.2 系统设计 (6) 3.2.1 结构框图及说明 (6) 3.2.2 系统原理图及工作原理 (7) 3.3单元电路设计 (8) 3.3.1数字时钟秒脉冲信号的设计 (8) 3.3.2器件分析 (8) 3.3.3 计数器设计 (9) 3.3.4 计时电路设计 (11) 3.3.5 数字时钟电路设计 (12) 3.3.6 校时电路 (12) 3.3.7 整点报时 (13) 3.3.8 闹钟电路 (14) 第4章仿真调试 (16) 4.1时钟显示 (17) 4.1.1 时钟显示完整的00:00:00 (17) 4.1.2 时钟完整显示01:00:00 (17) 4.1.3 时钟完整显示23:59:59 (18) 4.1.4 仿真开关校准“秒”电路 (18) 4.1.5 仿真开关校准“分”电路 (19) 4.1.6 仿真开关校准“时”电路 (19) 4.2 整点报时 (20) 4.2.1 07:59:50—07:59:59报时 (20) 4.3 闹钟电路 (21) 4.3.1 7:59:00闹钟设定 (21) 第5章结论 (22) 第6章利用Multisim14.0仿真软件设计体会 (23) 参考文献 (23) 第7章收获、体会和建议 (24)
简易数字钟的设计分解
单片机课程设计论文设计题目：简易数字钟单片机设计 学院：汽车学院 班级：电气工程及其自动化三班 成员名单：1、姓名：黄金栋学号：200909140330 2、姓名：高杰学号：200909140331 3、姓名：刘志学号：200909140332 指导教师：王春梅 课程设计时间：2012年5月14----2012年5月25
摘要 数字钟已经成为人们日常生活中不可缺少的必需品，广发应用于家庭及办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作及娱乐带来了极大的方便。由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使得数字钟具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点，它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域。尽管目前市场上已有现成的数字钟集成电路芯片出售，价格便宜、使用方便，但鉴于单片机的定时器功能也可以完成数字钟的设计，因此进行数字的设计是必要的。在这里我们将已学过的比较零散的数字电路的知识有机的、系统的联系起来用于实际，来培养我们的综合分析和设计电路，写程序、调试电路的能力。 单片机具有体积小、功能强、可靠性高、价格低廉等一系列优点，不仅已成为工业测控领域普遍采用的智能化控制工具，而且已渗入到人们工作和生活的各个角落，有力地推动了各行各业的技术改造和产品的更新换代，应用前景广阔。 本次做的数字钟是以单片机（AT89C51）为核心，结合相关的元器件（共阴极LED 数码显示器等），再配以相应的软件，达到制作简易数字钟的目的。硬件部分采用了单片机原理实验室的实验箱进行合理接线调试；软件部分通过keil进行了C程序的修改编译，protues软件仿真等。最终在实验箱上实现了与仿真结果相同的实际效果。 关键词单片机定时功能、AT89C51、共阴LED、Keil、Protues软件。
multisim数字钟的设计与仿真
吉首大学 数字时钟的设计与仿真
目录 1.设计要求 2.总电路图及工作原理 3.电路组成介绍 3.1脉冲形成电路 3.2分频电路 3.3 60进制计数器及显示电路3.４ 12进制计数器及显示电路3．5 时间设置电路 4. 电路的测试 5.分析与评价 附录：元器件清单
1.设计要求 本次设计任务是要求用Multisｉm12．0软件设计一个数字时钟电路，即用数字显示出时间结果。设计要求如下: (a)以数字形式显示时、分、秒。 （b）小时计时采用１2进制的计时方式,分、秒采用60进制的计时方式。 (ｃ)要求能够对时钟进行时间设置。 ２. 总电路图及工作原理 数字时钟的总电路图如下所示: 数字时钟工作原理：数字时钟电路由５55振荡发生器、分频器、两个60进制分秒计数器、一个１2进制小时计数器以及6个数字显示器组成。电路工作时由555振荡器产生频率为100０ＨZ的脉冲，经由三个74LS90Ｄ构成的千分频的分频器得到频率为1ＨＺ的脉冲,脉冲输入计数电路(分秒由60进制计数电路计数，小时由１2进制计数电路计数），然后将相应数字显示到数字显示器上即所要显示的时间。另外,时钟的时间设置可以通过三个与单刀双掷开关相连的时钟信号发生器来实现。
电路的设计流程图如下所示 3．电路组成介绍 3.1 脉冲形成电路 脉冲形成电路为５5５计时器组成的振荡电路。考虑到时钟对精度要求较高,故在时钟电路中由555振荡电路产生频率为1KHz的脉冲信号，然后经过千分频的分频器分频产生1Hz脉冲。555振荡器的参数确定:T＝0.7（R1+R2)C＝1mｓ,ｆ=１/t＝1KHZ,故可令R1=1kΩ，Ｒ２=1０ＫΩ，C=0．1uＦ。(以上设置在实际仿真的时候速度过慢,故在实际仿真中): 脉冲形成电路如下所示
简易数字钟的设计
第三单元简易数字钟的设计 数字钟是一种用数字显示秒、分、时的计时装置，与传统的机械钟相比，它具有走时准确、显示直观、无需机械传动等优点。因而得到了广泛的应用。小到人们日常生活中的电子手表，大到车站、码头、机场等公共场所的大型数字电子钟,数字钟到处可见。 在数字电路的学习中，已经学习过用计数器芯片搭建数字钟。51单片机内部集成了定时器/计数器，这为构建数字钟带来了方便。在本单元中，学习如何用51单片机来构建一个功能数字钟。 【任务要求】 在6个数码管上显示时、分、秒，共6位数字。 通过单片机内部定时器控制走时，走时准确。 系统有四个按键，功能分别是调整时间，加，减，确定。在按下调整键时候，显示“时”的两位数码管以1 Hz 频率闪烁。如果再次按下调整键，则“分”开始闪 烁，“时”恢复正常显示，依次循环，直到按下确定键，恢复正常的显示。在数码 管闪烁的时候，按下加或者减键可以调整相应的显示内容。按键支持短按和长按， 即短按时，所修改的数字每次增加1或者减小1，长按时候以一定速率连续增加或 者减少10。 【学习知识点】 数码管的原理，驱动程序的实现。 51单片机内部定时器的原理及应用 独立按键的原理及程序的实现。 【内容安排】 第一节：数码管显示原理及应用实现 第二节：独立按键检测原理及应用实现 第三节：计时的原理及实现 第四节：基于定时器的程序改进 第五节：数字钟的构建
第一节数码管显示原理及应用实现 1.1 数码管显示原理 数字钟要把时间显示到数字显示装置上，常用的数字显示装置有数码管、液晶、LED、CRT显示器等。在单片机系统设计中，LED数码管是最基本的显示装置。在数字钟的设计中我们用数码管对中的小时、分和表来进行显示。 LED数码管能显示各种数字或符号，由于它具有显示清晰、亮度高、寿命长、价格低廉等特点，因此使用非常广泛。图1.1是几个数码管的图片：a图为单位数码管， b图为双位数码管，c图为四位数码管。 a 单位数码管 b 双位数码管 c 四位数码管 图1.1 数码管图片 那么数码管是如何的工作呢？还记得我们小时候玩过的“火柴棒游戏”吗，几根火柴组合起来，可以拼成各种各样的图形，数码管实际上就是利用这个原理做成的。 图1.2 单个数码管引脚标号，共阴和共阳的内部连接图
数字时钟的multisim设计与仿真.doc
电子电路Multisim设计和仿真 学院： 专业和班级： 姓名： 学号：
数字时钟的Multisim设计和仿真 一、设计和仿真要求 学习综合数字电子电路的设计、实现和调试 1.设计一个24或12小时制的数字时钟。 2. 要求：计时、显示精确到秒；有校时功能。采用中小规模集成电路设计。 3.发挥：增加闹钟功能。 二、总体设计和电路框图 1. 设计思路 1).由秒时钟信号发生器、计时电路和校时电路构成电路。 2).秒时钟信号发生器可由555定时器构成。 3).计时电路中采用两个60进制计数器分别完成秒计时和分计时；24进制计数器完成时计时；采用译码器将计数器的输出译码后送七段数码管显示。 4).校时电路采用开关控制时、分、秒计数器的时钟信号为校时脉冲以完成校时。 2. 电路框图 图1. 数字钟电路框图 三、子模块具体设计 1. 由555定时器构成的1Hz秒时钟信号发生器。 由下面的电路图产生1Hz的脉冲信号作为总电路的初输入时钟脉冲。
2. 分、秒计时电路及显示部分 在数字钟的控制电路中，分和秒的控制都是一样的，都是由一个十进制计数器和一个六进制计数器串联而成的，在电路的设计中我采用的是统一的器件74LS160D 的反馈置数法来实现十进制功能和六进制功能，根据74LS160D 的结构把输出端的0110（十进制为6）用一个与非门74LS00引到CLR 端便可置0，这样就实现了六进制计数。 由两片十进制同步加法计数器74LS160级联产生，采用的是异步清零法。 显示部分用的是七段数码管和两片译码器74LS48D 。 3. 时计时电路及显示部分 由两片十进制同步加法计数器74LS160级联产生，采用的是同步置数法，u1输出端为0011（十进制为3）与u2输出端0010（十进制为2）经过与非门接两片的置数端。 显示部分用的是七段数码管和两片译码器74LS48D 。 图2. 时钟信号发生电路 图3. 分秒计时电路
简易数字钟的设计
电 子 技 术 课 程 设 计 专业：电气工程及其自动化 学号： 姓名： 指导老师：
简易数字钟的设计 【摘要】本次在对简易数字钟进行设计中，提出了两种整体设计方案，设 计过程中对两种方案不断进行尝试，不断比较，在比较两个方案的优缺点后， 选择了其中较优的一个方案，进行由上而下层次化的设计，先定义和规定各 个模块的结构，再对模块内部进行详细设计。在之后详细设计的时候又根据 可采用的芯片，分析各芯片是否适合本次设计，选择较合适的芯片进行设计， 最后将设计好的模块组合并调试。 【关键词】 电路，数字钟，74LS160，子电路 一、引言 随着社会的进步，科技发展的速度越来越快，科技产品更新的频率加大，而且当今很多领域大都用到数字钟，我们身边也遍布与数字钟有关的生活用品。。 所谓数字钟，是指利用电子电路构成的计时器。相对机械钟而言，数字钟能达到准确计时，并显示小时、分、秒，同时能对该钟进行调整。在此基础上，还能够实现整点报时，定时报闹等功能。在做本简易数字钟设计之前，通过老师及查阅资料，我知道有对此多种设计方案 数字电路是我们计算机科学与技术学科的基础,数字电路实验是学习数字电路的一个重要环节,它不仅能巩固理论知识的学习,而其能提高实验动手能力,增强设计和调试电路的能力.设计过程采用系统设计的方法，先分析任务，得到系统要求，然后进行总体设计，划分子系统，然后进行详细设计，决定各个功能子系统中的内部电路，最后进行测试。 二、设计要求 能按时钟功能进行小时、分钟、秒计时，并显示时间及调整时间，能整点报时，定点报时，使用4个数码管，能切换显示。小时的计时要求为“12翻1”，分和秒的计时要求为60进位。 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…