数字电子实习数字钟设计
课程设计任务书
指导老师：余锡存
学生姓名：小编
学号：92130103
学校：南京师范大学
系别：能源与机械工程学院专业：机械工程及自动化
班级：1005
设计时间：2012年12月20日
数字电子实习
数字电子技术课程设计是电气、电子、机电及其相关专业教学中的一个重要组成部分。通过数字电子技术课程设计的训练，可以全面调动学生的主观能动性，融会贯通其所学的“模拟电子技术”、“数字电子技术”和“电子技术实验”等课程的基本原理和基本分析方法，进一步把书本知识与工程实际需要结合起来，实现知识向技能的转化，以便毕业生走上工作岗位能较快地适应社会的要求。
课程设计的基本方法和步骤
通常，电路设计的最终任务是制造出成品电路板或整机。而数字电子技术课程设计的任务可以分成两种：一种是纯理论设计，即仅要求设计出电路图纸和写出设计报告；另一种是不仅要求设计出电路图纸和写出设计报告，还要求做出试验产品。一般说来，设计者接受某项设计任务后，其设计步骤大致分为五个环节。
1．课题分析
根据课题设计要求和技术指标，结合已掌握的基本理论，查阅文献资料，收集同类电路图作为参考，并分析同类电路的性能；然后考虑这些参考电路中哪些元器件需要改动或替换，哪些参数需要另外计算才能达到设计要求等，从总体上把握设计方案，从而对课题的可行性作出准确判断。
2．方案论证
根据系统的总体要求，把电路划分成若干功能块，从而得到系统框图。每个框图里边可以是一个或几个基本单元电路，并将总体指标分配给每个单元电路，然后根据各单元电路所要完成的任务来决定电路的总体结构。
为完成系统的总体要求，由系统框图到单元电路的具体结构是多种多样的，经过较为详细的方案比较和论证，以技术上的可行性、使用上的安全可靠性和较高的性价比为主要依据，最后选定方案。
3．方案实现
尽量选用市场上可以提供的中、大规模集成电路芯片和各种分立元件等电子器件，并通过应用性设计来实现各功能单元的要求以及各功能单元之间的协调关系。
本步骤的要点是：
（1）熟悉目前数字或模拟集成电路等电子器件的分类、特点，从而合理选择所需要的电子器件。要求工作可靠、价格低廉。
（2）对所选功能器件进行应用性设计时，要根据所用器件的技术参数和应完成的任务，正确估算外围电路的参数；对于数字集成电路要正确处理各功能输入端。
（3）要保证各功能器件协调一致地工作。对于模拟系统，按照需要采用不同混合方式把它们连接起来，而对于数字系统，协调工作主要通过控制器来完成。
4．安装调试（纯理论设计者不包括该环节）
首先将所设计的电子系统在实验板或逻辑电路实验箱上进行安装与调试，其目的是使所设计的电路达到任务书中的各项要求。
安装与调试过程应按照先局部后整机的原则，根据信号的流向逐个单元进行；使各功能单元都要达到各自技术指标的要求，然后把它们连接起来进行统调和系统测试。调试包括调整与测试两部分：调整主要是调节电路中可变元器件或更换元器件(部分电路的更改也是有的)，使之达到性能的改善；测试是采用电子仪器测量电路相关节点的数据或波形，以便准确判断设计电路的性能。调试步骤大致如下：
(1)通电观察
在电路与电源连线检查无误后，方可接通电源。电源接通后，不要急于测量数据和观察结果，而要先检查有无异常，包括有无打火冒烟，是否闻到异常气味，用手摸模元器件是否发烫，电源是否有短路现象等。如发现异常，应立即关断电源，等排除故障后方可重新通电。然后测量电路总电源电压及各元器件引脚的电压，以保证各元器件正常工作。
(2)分块调试
分块调试是把电路按功能不同分成不同部分，把每个部分看作一个模块进行调试；在分块调试过程中逐渐扩大范围，最后实现整机调试。
分块调试顺序一般按信号流向进行，这样可把前面调试过的输出信号作为后一级的输入信号，为最后联调创造有利条件。
分块调试包括静态调试和动态调试。静态调试是指在无外加信号的条件下测试电路各点的电位并加以调整，以达到设计值。如模拟电路的静态工作点，数字电路的各输入端和输出端的高、低电乎值和逻辑关系等。通过静态测试可及时发现已损坏和处于临界状态的元器件。静态调试的目的是保证电路在动态情况下正常工作，并达到设计指标。动态调试可以利用自身的信号，检查功能块的各种动态指标是否满足设计要求，包括信号幅值、波
形形状、相位关系、频率、放大倍数等。对于信号电路一般只看动态指标。
测试完毕后，要把静态和动态测试结果与设计指标加以比较，经深入分析后对电路参数进行调整，使之达标。
(3)整机联调
在分块调试的过程中，因是逐步扩大调试范围的，实际上已完成某些局部电路问的联调工作。在联调前，先要做好各功能块之间接口电路的调试工作，再把全部电路连通，然后进行整机联调。
整机联调就是检测整机动态指标，把各种测量仪器及系统本身显示部分提供的信息与设计指标逐一对比，找出问题，然后进一步修改、调整电路的参数，直至完全符合设计要求为止。在有微机系统的电路中，先进行硬件和软件调试，最后通过软件、硬件联调实现目的。
调试过程中，要始终借助仪器观察，而不能凭感觉和印象。使用示波器时，最好把示波器信号输入方式置于“DC”挡，它是直流锅合方式，可同时观察被测信号的交直流成分。被测信号的频率应在示波器能稳定显示的范围内。如频率太低，观察不到稳定波形时，应改变电路参数后再测量。例如，观察只有几赫兹的低频信号时，通过改变电路参数，使频率提高到几百赫兹以上，就能在示波器中观察到稳定信号并可记录各点的波形形状及相互问的相位关系。测量完毕，再恢复到原来的参数，继续测试其他指标。
完成安装调试，达到设计任务的各项技术指标后，一定要撰写课题设计报告，以便验收和评审。
课程设计报告的内容如下：
（1）课题名称
（2）设计任务及要求
（3）电路设计
其内容包括以下几个部分：
·确定方案。对于考虑的方案，经过比较后，选择最佳方案；
·单元电路的设计和元器件的选择；
·画出完整的电路图和必要的波形图，并说明工作原理；
·计算出各元器件的主要参数，并标在电路图中恰当的位置；
（4）设计体会
（5）参考文献
第一部分
多功能数字钟电路设计
摘要
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。数字钟适用于自动打铃、自动广播，也适用于节电、节水及自动控制多路电器设备。它是由数子钟电路、定时电路、放大执行电路、电源电路组成。为了简化电路结构，数字钟电路与定时电路之间的连接采用直接译码技术。具有电路结构简单、动作可靠、使用寿命长、更改设定时间容易、制造成本低等优点。
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设计数字钟的方法。
一、工作原理
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 数字钟原理框图
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（15
2）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24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。
二、单元电路设计
2.1显示电路
显示电路是由6个7SEG—DIGITAL七段LED管（7端）组成，相应的译码器将译码信号传给显示。
2.2译码电路
译码电路是由6个74LS48集成电路组成，如图2，将4位二进制信号解译成7段码信号，通过七段LED管显示，74LS48输出端QA-QG分别对应七段显示器的1-7输入端A-D对应计数器的Q0-Q3，RBI与LT端接DC交流电。
图2译码电路
2.3计数电路
计数电路是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，小时计数器为24进制计数器。
如图3，用6个74LS161组成两个60进制和一个24进制计数器。
图3
从左往右依次是十进制，六进制，十进制，六进制，采用同步清零法连接；时的个位采用十进制清零法，当十位变为2时，采用五进制置数法置零；时的十位采用三进制清零法。所有计数器在清零时同时给下一个计数器的CLK传递进位信号。
图4
图4中当时的十位变为2时，同时当个位变为4时将个位置零，又由于十位为三进制则清零，如此实现小时的24进制。
2.4振荡电路
振荡器是数字钟的核心，振荡器的稳定度及频率的精确度决定了数字钟计时的准确程度。如图5由集成电路定时器555与RC可组成多谐振荡器，其振荡频率只有1KHz。所以为了达到设计要求，获取更高的计时精度，选用晶体振荡器构成振荡器电路。一般来说，振荡器的频率越高，计时精度越高。此次设计选用R145－32的晶体振荡器，其频率为32768Hz，再经过分频芯片4060，其内部有15级2分频集成电路，所以可以其中一个输出端得到2Hz的信号脉冲。再经过二次分频，方可得到1Hz的标准信号脉冲，即秒脉冲。同时4060，所产生的4HZ可以用来做校时信号，256HZ可做低声报时，512HZ可做高声报时。
图5
2.5校时电路
一般情况下，数字电子钟开机时并不立即显示当前时间，所以需要一个校时电路来调整以此来获得所需要的时间。根据设计要求，采用自动实现对时和分的校时，为了使校时不干扰计时，在校时电路中还加入了消抖电路，用于消除输入脉冲的不稳定性，确保校时和计时的稳定与准确。其主要原理是：先截断正常的计数通路，然后再将频率为4Hz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。
图6
根据要求，数字钟应具有自动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6示
是由两个常开开关，两个防抖电路及一个74LS157选通集成电路组成，两个与门一个或非门构成的校时电路，其中当时或分校时按钮按下时，74LS157中的1A-3A通过1Y-3Y输出，按钮未被按下时1B-3B通过1Y-3Y输出，而1A-2A都是4HZ的校时信号，3B为1HZ的时钟信号，3A及1B-2B接地。这样就实现了校时时中断计时的功能。
2.6报时电路
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50秒到59分59秒期间时，报时电路报时控制信号。当时间在59分50秒到59分59秒期间时，分十位、分个位和秒十位均保持不变，分别为5、9和5。
选蜂鸣器为电声器件，蜂鸣器是一种压电电声器件，当其两端加上一个直流电压时酒会发出鸣叫声，两个输入端是极性的，其较长引脚应与高电位相连，图7的三极管时为了驱动蜂鸣器。
图7
其中U15:C计秒的十位为5，U21:A计分的十位和个位为59，U23:D计秒的个位为6，U2:C计秒的个位为9，当时间为59分56秒时，通过74LS74将56秒的信号锁住，并用1HZ 计时256HZ报时三次，当时间到59分59秒时中断与门U21:B，通过U3：A用512HZ报时一次，达到3低一高的报时目的。
三、数字钟整体电路图
图8
四、元器件清单
第二部分
收音机
一、原理
广播电台播出节目是首先把声音通过话筒转换成音频电信号，经放大后被高频信号（载波）调制，这时高频载波信号的某一参量随着音频信号作相应的变化，使我们要传送的音频信号包含在高频载波信号之内，高频信号再经放大，然后高频电流流过天线时，形成无线电波向外发射，无线电波传播速度为3×108m/s，这种无线电波被收音机天线接收，然后经过放大、解调，还原为音频电信号，送入喇叭音圈中，引起纸盆相应的振动，就可以还原声音，即是声电转换传送——电声转换的过程。
二、实习目的与要求
目的：通过收音机的原理电路图，对一台调幅收音机进行安装、焊接和调试，了解类似电子产品的装配过程，掌握电子元器件的识别方法，培养自己的实践技能。
要求：1、认识常用的电阻、电容等电子元器件；2、了解收音机的工作原理；3、熟练焊接的具体操作；4、学习并掌握收音机的调试方法；5、初步掌握电子线路故障的排除方法。
三、元件的焊接
（1）焊接方法：
焊接时先将电烙铁在线路板上加热，大约两秒钟后，送焊锡丝，观察焊锡量的多少，不能太多，造成堆焊；也不能太少，造成虚焊。当焊锡熔化，发出光泽时焊接温度最佳，应立即将焊锡丝移开，再将电烙铁移开。为了再加热中使加热面积最大，要将烙铁头的斜面靠在元件引脚上，烙铁头的顶尖抵在线路板的焊盘上。焊点高度一般在2毫米左右，直径应与焊盘相一致，引脚应高出焊点大约0.5mm。
（2）注意点：
1.烙铁通电前应将烙铁的电线拉直并检查电线的绝缘层是否有损坏，不能使电线缠在手上。
2.通电后应将电烙铁插在烙铁架中，并检查烙铁头是否会碰到电线、书包或其他易燃物品。
3.烙铁加热过程中及加热后都不能用手触摸烙铁的发热金属部分，以免烫伤或触电。
（3）焊接步骤：
1、电阻，二极管
2、元片电容
3、晶体三极管
4、中周，输入输出变压器
5、电位器，电解电容
6、双联，天线线圈
7、电池夹引线，喇叭引线
对整机电路进行分析，熟悉元件在印刷板上安装位置。选择焊接方式（立式或卧式），对照原理图及印制电路板上的元件图式，分别依次安装电阻、电容、三极管、中周、可调电阻、双联拨盘、变压器及线圈，最后安装发光二极管。
焊接电容时应注意电容正负极，长端为正极，短端为负极，对于陶瓷电容可不考虑正负极，对于三极管要注意型号对应以及三个针脚的对应位置，安装中周时应注意颜色要对应，变压器针脚也须注意，在焊接前用欧姆表确定通端，线圈的安装与变压器相同，并且焊接时动作要轻防止断线，安装二极管后，要按照图示将二极管用镊子弯成所示样式，以便使发光管对准壳体电源显示口。
整个焊接过程，烙铁不能长时间停留在焊盘上，防止焊盘损坏脱落，焊点要成半圆状，多余针脚用剪线钳剪去，焊接时要常用助焊剂（松香）。
四、调试
安装焊接结束后，安装扬声器及电池后，使用电流表对原理图所示的a、b、c、d点测量，四个电流缺口，若测量的数值A点位1mv左右，B点大于A点，大约为1.5mA，C点大于B点，为4.8mV左右，D点位2mV左右即可用烙铁将四个缺口依次连通，当测量电流不在规定电流值左右要仔细检查三极管极性有没有装错，中周是否装错位置以及虚假错焊
等，若测量哪一级电流不正常则说明那一级有问题。将电位器调至最大，调节红色中周（中频），至声音最大时，再调节黑色中周（低频），最后调节双联拨盘并记下对应台的频率。在此过程中一般不调节白色中周（高频），中周调节不要使用带磁性的螺丝刀，最好使用塑料或木质材料调节。
五、故障处理
调试中如果出现扬声器不出声音，则应检查电路的完整性，打开开关使用电流表的黑笔从最后一个开始触碰每一个三极管的e极，若扬声器出现杂声则三极管电路畅通，若出现无声现象，则用欧姆表检查电路情况是否存在虚焊现象，如果无虚焊或电路损坏则表明三极管损坏。在中周调试过程中如果，调试红色中周并无反应，应尝试黑色中周，若黑色中周有反应则红中周损坏。
六、实习材料：
1、HX118-2型六管超外差收音机散装套件：1套/人（见元件明细表）；
2、组装工具：1套/人；
3、万用表、稳压电源、高频信号发生器、音频信号发生器、晶体管毫伏表每条流水
线1套；
色环电阻色标数
该电阻为10X10 Ω±5%
主要性能指标：
频率范围：535～1065kHz 中频频率：465kHz
灵敏度：<1mV/m （能收到本省、本市以外较远的电台及信号较弱的电台） 选择性：20lg
21(1)
(110)E MHz E MHz MHz >14dB
输出功率：最大不失真功率≥100mW 电源消耗：静态时，≤12mA ，额定时约80Ma
10
1 0
误差±5%
表示：
心得体会
每次课程设计是一次难得的锻炼机会。为期两周的电子实习，让我们能够充分利用所学过的理论知识还有自己的想象的能力，另外还让我们学习查找资料的方法，以及自己处理分析电路，设计电路的能力。我相信是对我的一个很好的提高。平时在学习理论知识的时候，我们应该更注重实践，应付考试有考试的方法。这次的课程设计让我懂得了它们在实际中的用途，还有我们身边的很多数字钟电路，这些都是我们自己可以实现的，以前那些神秘的东西在不断的学习过程中变得不再那么神秘，我相信，以后还有更多的谜底被揭开。通过这次课程设计，我还更加深了理论知识的学习。
这次的设计电路我用到了计数器、译码器等，通过自己分析和设计更好地运用了它们，而且还学会了它们更多的功能，发现它们的功能远比书上说的多很多，可以利用不同的接法设计出各种各样不同的电路出来。其次磨练了我们的意志力。我们花了很多心血来做这个课程设计，但凡事不是一帆风顺的，我们遇到了许多困难。有些困难甚至看进来难于解决，确实也是打击了我们的信心。但我们毫不气馁，认真地检查电路，检查焊接的好坏。例如在做电源这一部分时，我们不断地修正方案，示波器也显示出了很完美的波形，但还是无法让电路正常运行。在我们无比失望之际，我们没有放弃，最后找出问题的根本，换了两个大电容，达到了消除电压谐波，终于解决这大问题。
提高了我们使用电脑对电路进行仿真的能力。在这之前，我们学习了protel99。同样地，我们又要学会新的软件protues来画电路图，并用它进行仿真。这又让我们的知识增多了。
加强我们对电子器件的了解。一直以来，我们都对电路板感到神奇，对电子应用感到好奇。这次我们亲自制作一个电子器件，虽然原理并不太复杂，但我们在这一个过程，了解电子应用的奇妙之处。
通过安装收音机和多功能数字钟的设计，加强了我们对电子学科的认识，提高了我们对这门科学的兴趣，同时也有助提高我们的动手操作及解决问题的能力。
参考文献
1.童本敏等. 标准集成电路数据手册.TTL集成电路. 北京:电子工业出版社,1989
2.吕广平,徐笑貌.集成电路应用500例. 北京:人民邮电出版社,1983
3.许振江, 张立新.集成电路型号速查手册. 北京:人民邮电出版社,2008
4.《数字电子技术基础》康华光主编高等教育出版社。
5.《电子线路设计·实验·测试》第三版，谢自美主编，华中科技大学出版社。
6.《电子线路综合设计实验教程》刘鸣主编天津
数字电子技术基础课程设计任务书南京师范大学
19
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。
数字钟设计报告——数字电路实验报告
. 数字钟设计实验报告 专业:通信工程 :王婧 班级:111041B 学号:111041226 .
数字钟的设计 目录 一、前言 (3) 二、设计目的 (3) 三、设计任务 (3) 四、设计方案 (3) 五、数字钟电路设计原理 (4) （一）设计步骤 (4) （二）数字钟的构成 (4) （三）数字钟的工作原理 (5) 六、总结 (9) １
一、前言 此次实验是第一次做EDA实验，在学习使用软硬件的过程中，自然遇到很多不懂的问题，在老师的指导和同学们的相互帮助下，我终于解决了实验过程遇到的很多难题，成功的完成了实验，实验结果和预期的结果也是一致的，在这次实验中，我学会了如何使用Quartus II软件，如何分层设计点路，如何对实验程序进行编译和仿真和对程序进行硬件测试。明白了一定要学会看开发板资料以清楚如何给程序的输入输出信号配置管脚。这次实验为我今后对 EDA的进一步学习奠定了更好的理论基础和应用基础。 通过本次实验对数电知识有了更深入的了解，将其运用到了实际中来，明白了学习电子技术基础的意义，也达到了其培养的目的。也明白了一个道理：成功就是在不断摸索中前进实现的，遇到问题我们不能灰心、烦躁，甚至放弃，而要静下心来仔细思考，分部检查，找出最终的原因进行改正，这样才会有进步，才会一步步向自己的目标靠近，才会取得自己所要追求的成功。 ２
二、设计目的 1.掌握数字钟的设计方法。 2熟悉集成电路的使用方法。 3通过实训学会数字系统的设计方法； 4通过实训学习元器件的选择及集成电路手册查询方法； 5通过实训掌握电子电路调试及故障排除方法； 6熟悉数字实验箱的使用方法。 三、设计任务 设计一个可以显示星期、时、分、秒的数字钟。 要求： 1、24小时为一个计数周期； 2、具有整点报时功能； 3、定时闹铃（未完成） 四、设计方案 一个基本的数字钟电路主要由译码显示器、“时”，“分”，“秒”计数器和定时器组成。干电路系统由秒信号发生器、“时、 ３
数字逻辑课程设计数字时钟课程设计数电课程设计数字电子技术
数字逻辑课程设计 自从它被发明的那天起，就成为人们生活中必不可少的一种工具，尤其是在现在这个讲 究效率的年代，时钟更是在人类生产、生活、学习等多个领域得到广泛的应用。然而随着时 间的推移，人们不仅对于时钟精度的要求越来越高，而且对于时钟功能的要求也越来越多，时钟已不仅仅是一种用来显示时间的工具，在很多实际应用中它还需要能够实现更多其它的
功能。诸如闹钟功能、日历显示功能、温度测量功能、湿度测量功能、电压测量功能、频率测量功能、过欠压报警功能等。钟表的数字化给人们的生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。可以说，设计多功能数字时钟的意义已不只在于数字时钟本身，更大的意义在于多功能数字时钟在许多实时控制系统中的应用。在很多实际应 用中，只要对数字时钟的程序和硬件电路加以一定的修改，便可以得到实时控制的实用系统， 从而应用到实际工作与生产中去。因此，研究数字时钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。 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? 前言 (2) 目录 (2) 题目 (2) 摘要 (2) 关键字 (3) 设计要求 (3) 正文 (3) 1电路结构与原理图 (3) 2数码显示器 (3) 60进制计数和24进制计数 (4) 校时 (7) 振荡器 (8) 3.计算、仿真的过程和结果 (9) 鸣谢 (11) 元器件清单 (11) 参考文献 (11) 总结与体会 (11) 教师评语 (12) 数字时钟的课程设计 摘要： 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。本设计采用74LS290. 74LS47.BCD七段数码管和适当的门电路构成，可实现对时、分、秒等时间信息的采集和较时 功能地实现?
以AT89C51单片机为核心,制作一个LCD显示的智能电子钟
第6章智能电子钟的设计 6.1 功能要求 1. 设计要求 以AT89C51单片机为核心，制作一个LCD显示的智能电子钟： (1) 计时：秒、分、时、天、周、月、年。 (2) 闰年自动判别。 (3) 五路定时输出，可任意关断（最大可到16路）。 (4) 时间、月、日交替显示。 (5) 自定任意时刻自动开/关屏。 (6) 计时精度：误差≤1秒/月（具有微调设置）。 (7) 键盘采用动态扫描方式查询。所有的查询、设置功能均由功能键K1、K2完成。 2. 工作原理 本设计采用市场上流行的时钟芯片DS1302进行制作。DS1302是DALLAS公司推出的涓流充电时钟芯片，内含一个实时时钟/日历和31字节静态RAM，可以通过串行接口与计算机进行通信，使得管脚数量减少。实时时钟/日历电路能够计算2100年之前的秒、分、时、日、星期、月、年的，具有闰年调整的能力。 DS1302时钟芯片的主要功能特性： (1) 能计算2100年之前的年、月、日、星期、时、分、秒的信息；每月的天数和闰年的天数可自动调整；时钟可设置为24或12小时格式。 (2) 31B的8位暂存数据存储RAM。 (3) 串行I/O口方式使得引脚数量最少。 (4) DS1302与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行 通信，仅需3根线。 (5) 宽范围工作电压2.0-5.5V。 (6) 工作电流为2.0A时，小于300nA。 (7) 功耗很低，保持数据和时钟信息时功率小于1mW。 6.2 方案论证 6.3 系统硬件电路的设计 ……
6.4 系统程序的设计 #include
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
数字钟实训报告
广州职业技术学院GUANGZHOU POLYTECHNIC 实训报告 主题：数字钟的设计与制作 系部：机电学院 专业：自动化 班级：自动化4 组员： 日期：2011年11月3日
一、设计目标 1.数字钟工作电压为5伏. 2.用4位的7段显示器显示小时、分、秒和月日，时间以24小时循环。 3. 用其中的一个开关可以调节显示器的时间及日期之间的切换。 4.另一个开关可以校对时间和日期。 二、设计方框图 显示时间，如果有中断，调节时间和闹钟 三、元器件介绍 1.AT89C2051：AT89C2051是一种带2K字节闪速可编程可擦除的8位只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造
技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL 的AT89C51是一种高效微控制器，而AT89C2051是它的一种精简版本。 四、设计原理 设计程序分为主程序，中断程序和各种功能程序。 主程序要完成系统的初始化，接受键值并根据键号实现不同的功
能，以及判断闹铃时间是否到，如果时间到，则启动响铃。 中断服务程序包括定时计数器0和定时计数器1的中断服务程序，定时计数器0的中断程序实现50ms定时，并每中断20次就修改当前的，分，秒值。外部中断0实现日期，时间的转化，当单片机复位之后显示的时间的时和分钟，按一下外部中断0按钮，转化显示的秒钟，在按一下显示的是日期的月份和日，在按一下的话显示的就是闹钟的当前的设定时间。而外部中断1实现的是调整时间，日期，秒钟，如果当前显示的是小时和分钟的话，那么现在外部中断1可以调整分钟；如果是月份的话那么就是可以调整日期的显示，如果当前显示的是秒的话，那么外部中断1就可以调整秒得变化。 五、电路安装与调试过程 因为是用protues进行仿真，所以并没有实际的电路图，仿真的电路如下所示。 按开始按钮开始仿真，显示时间，调节开关可以控制时间。但刚开始时调节时钟时经常出错，还不能熟练掌握，多调试几次才能每次都准确的调节。 电子表仿真图如下：
数字时钟实验报告
单片机 数字时钟设计 实训报告 系别 专业 姓名 学号
摘要 单片机是把中央处理器CPU,随即存取存储器RAM,只读存储器ROM,定时器/计数器以及输入/输出即I/O接口电路等主要计算机部件，集成在一块集成电路上的微机。虽然只是一个芯片，但从组成和功能上来看，已具备微型系统的属性。单片机的发展经历了4个阶段，其向着低功耗CMOS化，微型单片化，主流与多品种共存的方向发展。单片机在工业自动化，仪器仪表，家用电器，信息和通讯产品及军事方面得到了广泛应用。另外，其发展前景不错。 本次实训以设计制作数字时钟为例，来加深我们对单片机特性和功能的了解，加强我们的编程思想。为今后从事单片机程序产品的开发，打下了良好的理论与实践基础。理论服务于实践，将知识转化为能力，也是本次试训的另一个重要目的。
目录 一、整体设计方案 (3) 1. 方案设计要求 (3) 2. 方案设计与论证 (3) 3. 整体设计框图 (4) 二、数字时钟的硬件设计 (4) 1. 最小系统设计 (4) 2. LED显示电路 (8) 3. 键盘控制电路 (9) 4. 数字时钟的原理图 (10) 三、数字时钟的软件设计 (11) 1. 系统软件设计流程图 (11) 2. 数字时钟主程序 (14) 四、调试与仿真 (18) 1. 数字时钟系统PROTUES仿真 (18) 2. 软件与硬件调试 (19) 3. 系统性能测试与功能说明 (19) 4. 出现问题及解决 (19) 五、实验结论 (20) 六、心得体会 (21) 附录：1.原器件清单 (22) 2.参考文献 (22)
一、整体方案设计 1. 方案设计要求 设计制作一个数字时钟，要求能实现基本走时，并以数字形式显示时、分、秒；采用24小时制；能校时、校分、校秒；也可以添加其他功能. 2. 方案设计与论证 方案一： 采用各种纯数字芯片实现数字时钟的设计。优点：各个模块功能清晰，电路易于理解实现。缺点：各个模块功能已定不能进行智能化调整，整体电路太庞大。 方案二： 采用 FPGA模块用硬件语言实现功能。优点：运算速度快，走时精度高，算法简单。缺点：成本高，大材小用。 方案三： 采用单片机最小系统实现功能。优点：电路简单，能通过程序进行随机调整并扩展功能，成本低，易于实现。缺点：走时有一定的误差。 经过综合考虑成本问题以及他人接受程度，选择第三种方案实现设计要求。
数电课程设计报告数字钟的设计
数电课程设计报告数字钟的设计
数电课程设计报告 第一章设计背景与要求 设计要求 第二章系统概述 2.1设计思想与方案选择 2.2各功能块的组成 2.3工作原理 第三章单元电路设计与分析 3.1各单元电路的选择 3.2设计及工作原理分析 第四章电路的组构与调试 4.1遇到的主要问题 4.2现象记录及原因分析 4.3解决措施及效果 4.4功能的测试方法，步骤，记录的数据 第五章结束语 5.1对设计题目的结论性意见及进一步改进的意向说明5.2总结设计的收获与体会 附图（电路总图及各个模块详图） 参考文献
第一章设计背景与要求 一．设计背景与要求 在公共场所，例如车站、码头，准确的时间显得特别重要，否则很有可能给外出办事即旅行袋来麻烦。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度和直观性，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。数字钟是一种典型的数字电路，包括了组合逻辑电路和时序电路。 设计一个简易数字钟，具有整点报时和校时功能。 （1）以四位LED数码管显示时、分，时为二十四进制。 （2）时、分显示数字之间以小数点间隔，小数点以1Hz频率、50%占空比的亮、灭规律表示秒计时。 （3）整点报时采用蜂鸣器实现。每当整点前控制蜂鸣器以低频鸣响4次，响1s、停1s，直到整点前一秒以高频响1s，整点时结束。 （4）才用两个按键分别控制“校时”或“校分”。按下校时键时，是显示值以0~23循环变化；按下“校分”键时，分显示值以0~59循环变化，但时显示值不能变化。 二．设计要求 电子技术是一门实践性很强的课程，加强工程训练，特别是技能的培养，对于培养学生的素质和能力具有十分重要的作用。在电子信息类本科教学中，课程设计是一个重要的实践环节，它包括选
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。
数字时钟设计实验报告
电子课程设计 题目:数字时钟
数字时钟设计实验报告 一、设计要求: 设计一个24小时制的数字时钟。 要求:计时、显示精度到秒;有校时功能。采用中小规模集成电路设计。 发挥:增加闹钟功能。 二、设计方案: 由秒时钟信号发生器、计时电路与校时电路构成电路。 秒时钟信号发生器可由振荡器与分频器构成。 计时电路中采用两个60进制计数器分别完成秒计时与分计时;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。 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。 三、电路框图: 图一 数字时钟电路框图 四、电路原理图: (一)秒脉冲信号发生器 秒脉冲信号发生器就是数字电子钟的核心部分,它的精度与稳定度决定了数字钟的质量。由振荡器与分频器组合产生秒脉冲信号。 ? 振荡器: 通常用555定时器与RC 构成的多谐振荡器,经过调整输出1000Hz 脉冲。 ? 分频器: 分频器功能主要有两个,一就是产生标准秒脉冲信号,一就是提供功能 扩展电路所需要的信号,选用三片74LS290进行级联,因为每片为1/10分频器,三片级联好获得1Hz 标准秒脉冲。其电路图如下: 译码器 译码器 译码器 时计数器 (24进制) 分计数器 (60进制) 秒计数器 (60进制) 校 时 电 路 秒信号发生器
图二秒脉冲信号发生器 (二)秒、分、时计时器电路设计 秒、分计数器为60进制计数器,小时计数器为24进制计数器。 ?60进制——秒计数器 秒的个位部分为逢十进一,十位部分为逢六进一,从而共同完成60进制计数器。当计数到59时清零并重新开始计数。秒的个位部分的设计:利用十进制计数器CD40110设计10进制计数器显示秒的个位。个位计数器由0增加到9时产生进位,连在十位部计数器脉冲输入端CP,从而实现10进制计数与进位功能。利用74LS161与74LS11设计6进制计数器显示秒的十位 ,当十位计数器由0增加到5时利用74LS11与门产生一个高电平接到个位、十位的CD40110的清零端,同时产生一个脉冲给分的个位。其电路图如下: 图三60进制--秒计数电路 ?60进制——分计数电路 分的个位部分为逢十进一,十位部分为逢六进一,从而共同完成60进制计数器。当计数到59时清零并重新开始计数。秒的个位部分的设计:来自秒计数电路的进位脉冲使分的个位加1,利用十进制计数器CD40110设计10进制计数器显示秒的个位。个位计数器由0
数电课程设计
一、数字电子钟 1.设计目得 (1)培养数字电路得设计能力。 (2)掌握数字电子钟得设计、组装与调试方法。 2.设计内容及要求 (1)设计一个数字电子钟电路。要求: ①按24小时制直接显示“时”、“分”、“秒”。 ②当电路发生走时误差时具有校时功能。 ③具有整点报时功能,报时音响为4低1高,即在59分51秒、53秒、55秒、57秒输出500Hz信号,在59分59秒时输出1000 Hz信号,音响持续时间为1秒,最后一响结束时刻正好为整点。 (2)用中小规模集成电路组成电子钟,并在实验仪上进行组装、调试。 (3)画出各单元电路图、整机逻辑框图与逻辑电路图,写出设计、实验总结报告。 (4)选作部分:①闹钟系统。②日历系统。 3.数字电子钟基本原理及设计方法 数字电子钟得逻辑框图如图1411所示。它由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器、校时电路与整点报时电路组成。振荡器产生得脉冲信号经过分频器作为秒脉冲,秒脉冲送入计数器计数,计数结果通过“时”、“分”、“秒”译码器显示时间。有得数字电子钟还加有定时响铃、日历显示等其它功能,需增加相应得辅助电路。 图1411 数字电子钟得基本逻辑框图 (1)振荡分频电路 振荡器就是数字电子钟内部用来产生时间标准“秒”信号得电路。构成振荡器得电路很多,图1412(a)就是RC环形多谐振荡器,其振荡周期T≈2、2RC。作为时钟,最主要得就是走时准确,这就要求振荡器得频率稳定。要得到频率稳定得信号,需要采用石英晶体振荡器。石英晶体振荡器电路如图1412(b)所示,这种电路得振荡频率只取决于石英晶体本身得固有频率。 图1412 振荡器
(a)RC环形多谐振荡器 (b)石英晶体多谐振荡器 由于石英晶体振荡器产生得频率很高,要得到秒信号,需采用分频电路。例如,振荡器输出4 MHz信号,先经过4分频变成1 MHz,再经过6次10分频计数器,便可得到1Hz得方波信号作为秒脉冲。 (2)计数器 把秒脉冲信号送入秒计数器个位得CP输入端,经过6级计数器,分别得到“秒”个位、十位,“分”个位、十位,以及“时”个位、十位得计时。“秒”、“分”计数器为60进制,“时”计数器为24进制。 24进制计数器如图1413所示。当“时”个位计数器输入端CP来到第10个触发脉冲时,该计数器归零,进位端Q D5向“时”十位计数器输出进位信号。当第24个“时”脉冲(来自“分”计数器输出得进位信号)到来时,十位计数器得状态为0010,个位计数器得状态位0100,此时“时”十位计数器得Q B6与“时”个位计数器得Q C5输出为1。两者相与后送到两计数器得清零端R0A与R0B,通过74LS90内部得R0A与R0B与非后清零,完成24进制计数。同理可构成60进制计数器。 CP 来自分计数器 的进位信号 图1413 24进制计数器 (3)译码显示电路 译码驱动器采用8421 BCD码七段译码驱动器74LS48,显示器采用共阴极数七段数码显示器,有关74LS48与七段显示器得使用方法前面已经作了介绍,这里不再赘述。 (4)校时电路 当数字电子钟出现走时误差时,需要对时间进行校准。实现校时电路得方法很多,如图1414所示电路即可作为时计数器或分计数器得校时电路。 图1414 校时电路 现设用该电路作为分计数器得校时电路,图中采用RS触发器作为无抖动开关。通过开关K得接入位置,可以选择就是将“1 Hz信号”还就是将“来自秒计数器得进位信号”送至分计数器得CP端。当开关K置于B端时,RS触发器得输出、,“来自秒计数器得进位信号”被送至分计数器得CP端,分计数器正常工作;需要校正分计数器时,将开关K置于A端,这时RS触发器得输出、,“1 Hz信号”被送至分计数器得CP端,分计数器在“1Hz信号”得作用下快速计数,直至正确得时间,再将开关K置于B端,达到了校准时间得目得。 (5)整点报时电路 电路得设计要求在差10 s为整点时开始每隔1 s鸣叫一次,每次持续时间为1 s,共鸣叫5次,前4次为低音500 Hz,最后一次为高音1 kHz。因为分计数器与秒计数器从59分51秒计数到59分59秒得过程中,只有秒个位计数器计数,分十位、分个位、秒十位计数器得状态不变,分别为Q D4Q C4Q B4Q A4＝0101,Q D3Q C3Q B3Q A3＝1001,Q D2Q C2Q B2Q A2＝0101,所以Q C4＝Q A4＝Q D3＝Q A3＝Q C2＝Q A2＝1不变。设Y1＝Q C4Q A4Q D3Q A3Q C2Q A2,又因为在51、53、55、57秒时Q A1＝1,Q D1＝0,输出500Hz信号f2;59秒时Q A1＝1,Q D1＝1,输出1kHz信号f1,由此可写出整点报时电路得逻辑表达式为:
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。
数字时钟设计实验报告
电子课程设计题目：数字时钟
数字时钟设计实验报告 设计要求： 设计一个24小时制的数字时钟。 要求：计时、显示精度到秒；有校时功能。采用中小规模集成电路设计。 发挥：增加闹钟功能。 设计方案： 由秒时钟信号发生器、计时电路和校时电路构成电路。 秒时钟信号发生器可由振荡器和分频器构成。 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。 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。 电路框图： 图一 数字时钟电路框图 电路原理图： （一）秒脉冲信号发生器 秒脉冲信号发生器是数字电子钟的核心部分，它的精度和稳定度决定了数字钟的质量。由振荡器与分频器组合产生秒脉冲信号。 振荡器: 通常用555定时器与RC 构成的多谐振荡器，经过调整输出1000Hz 脉冲。 分频器: 分频器功能主要有两个，一是产生标准秒脉冲信号，一是提供功能 扩展电路所需要的信号，选用三片74LS290进行级联，因为每片为1/10分频器，三片级联好获得1Hz 标准秒脉冲。其电路图如下： 译码器 译码器 译码器 时计数器 (24进制) 分计数器 (60进制) 秒计数器 (60进制) 校 时 电 路 秒信号发生器
图二秒脉冲信号发生器 （二）秒、分、时计时器电路设计 秒、分计数器为60进制计数器，小时计数器为24进制计数器。 60进制——秒计数器 秒的个位部分为逢十进一，十位部分为逢六进一，从而共同完成60进制计数器。当计数到59时清零并重新开始计数。秒的个位部分的设计：利用十进制计数器CD40110设计10进制计数器显示秒的个位。个位计数器由0增加到9时产生进位，连在十位部计数器脉冲输入端CP，从而实现10进制计数和进位功能。利用74LS161和74LS11设计6进制计数器显示秒的十位，当十位计数器由0增加到5时利用74LS11与门产生一个高电平接到个位、十位的CD40110的清零端，同时产生一个脉冲给分的个位。其电路图如下： 图三60进制--秒计数电路 60进制——分计数电路 分的个位部分为逢十进一，十位部分为逢六进一，从而共同完成60进制计数器。当计数到59时清零并重新开始计数。秒的个位部分的设计：来自秒计数电路的进位脉冲使分的个位加1，利用十进制计数器CD40110设计10进制计数器显示秒的个位。个位计数器由0增加到9时产生进位，连在十位部计数器脉冲输入端CP，从而实现10进制计数和进位
数字电子钟课程设计报告-数电
华东交通大学理工学院课程设计报告书所属课程名称数字电子技术课程设计题目数字电子钟课程设计分院电信分院 专业班级10电信2班 学号20100210410201 学生姓名陈晓娟 指导教师徐涢基 20 12 年12 月18 日
目录 第1章课程设计内容及要求 (3) 第2章元器件清单及主要器件介绍 (5) 第3章原理设计和功能描述 (10) 第4章数字电子钟的实现 (15) 第5章实验心得 (17) 第6章参考文献 (18)
第1章课程设计内容及要求 1.1 数字钟简介 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。数字钟已成为人们日常生活中必不可少的生活日用品。广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧场、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使数字钟具有走时准确、性能稳定、集成电路有体积小、功耗小、功能多、携带方便等优点。 因此本次设计就用数字集成电路和一些简单的逻辑门电路来设计一个数字式电子钟，使其完成时间及星期的显示功能。多功能数字钟采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置。具有时间显示、走时准确、显示直观、精度、稳定等优点，电路装置十分小巧,安装使用也方便而受广大消费的喜爱。 1.2 设计目的 1. 掌握组合逻辑电路、时序逻辑电路及数字逻辑电路系统的设计、安装、测试方法；
2. 进一步巩固所学的理论知识，提高运用所学知识分析和解决实际问题的能力； 3. 提高电路布局，布线及检查和排除故障的能力。 1.3 设计要求 1. 设计一个有“时”、“分”、“秒”（23小时59分59秒）显示，且有校时功能的电子钟。 2. 用中小规模集成电路组成电子钟，并在实验箱上进行组 装、调试。 3. 画出框图和逻辑电路图、写出设计、实验总结报告。 4. 整点报时。在59分59秒时输出信号，音频持续1s，在结束时刻为整点。
单片机实训报告_数字时钟
单片机实训报告 ——数字时钟 成员： 金龙：2 王利伟：6 许林鹏: 9 春波：0 袁增莘：1 指导老师：翡 12电气自动化一班 2013.12.23—12.29
目录 一、设计目的 (2) 二、设计要求 (2) 2.1显示要求 (2) 2.2校准要求 (2) 2.3选型要求 (2) 三、硬件设计 (3) 3.1L E D电路图 (3) 3.2电路图分析 (4) 3.3键盘功能 (4) 四、程序设计 (5) 4.1程序流程图 (5) 4.2程序 (6)
课题：数字时钟 一、设计目的： 通过实训周学会制作数码管显示时、分、秒的数字可调时钟，近一步熟练掌握编程语言的应用。 二、设计要求： 2．1显示要求： 时钟要求用8位数码管显示，以数字形式显示时、分、秒的时间。且从右端始八位数码管依次显示①秒个位②秒十位③横杠“—”④分个位⑤分十位⑥横杠“—”⑦时个位⑧时十位 2．2校准要求： 时钟要求计时准确，同时要求有校准时间的电路，且以按键校准。 2.3选型要求： 设计单片机选型以STC89C51RC-RD+系列为基础 三、硬件设计： 3.1、LED电路图
3.2电路图分析 本次课题是利用51单片机进行设计。 Led灯是由低电平点亮的，led位的选择是由单片机中的p2口控制的。 *键盘是采用独立式按键： K1是p3.0；K2是p3.1； K3是p3.2：K4是p3.3； 3.3键盘功能 K1, 是对时钟调整或调整后进行确定的选择键。 K2，是对选中位置后对其进行加。 K3，是对选中位置后对其进行减。 K4，是进行时分秒的选择位的操作。 四、程序设计 4.1程序流程图
基于单片机的智能电子钟系统设计毕业设计论文
基于单片机的智能电子钟系统设计 姓名：李永健、王海、吕军梅、巩珍珍 课题组的分工或贡献：每人完成的百分比或者每人负责的内容课程名称： MCS-51单片机应用设计 指导教师：李林 2014年12月
基于单片机的智能电子钟系统设计 李永健、王海、吕军梅、巩珍珍 （信息科学与工程学院） 摘要：电子钟是一种利用数字电路来显示时间的计时装置，与传统的机械钟相比，它具有走时准确、显示直观、无机械传动装置等优点，因而得到广泛应用。本设计通过以单片机芯片STC89C51为核心，通过软件编程完成时钟及定时的基本功能，温度芯片DS18B20完成温度测量功能。采用了六位数码管动态显示时、分、秒，两个LED灯分别指示上下午，同时还有两个LED灯每半秒分别闪烁一次。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。 通过4个外部按键可以控制小时和分钟的定时和定闹以及报警。此电子钟具有性能优越，操作简单等优点。 关键词：智能电子钟、STC89C51、LED数码管、DS18B20
目录 一、项目目的 二、项目要求 三、基本原理 四、设计方案 (一)系统整体设计思想 (二) 电子钟计时 (三) 数码管显示 (四) 调时 (五) 定闹、报警 (六) 温度采集 五、结论 六、参考文献 七、附录一 附录二
一、项目目的 1. 掌握单片机各个功能模块(并行I/O口、中断系统、定时器/计数器)的工作原理、性能和特点； 2、掌握单片机外围电路的设计方法和仿真方法； 3、掌握单片机外围电路的调试方法； 4、掌握单片机外围电路设计报告的撰写方法； 5、培养团队合作精神、项目组织与管理、交流表达能力； 6、培养责任感和职业道德。 二、项目要求 本课程三级项目要求学生使用MCS-51系列单片机设计并制作一个具有时间显示、按键调时、闹钟报警、温度测量、遥控和自动调时等功能的软硬件系统，可实现六项基本功能分别如下：聞創沟燴鐺險爱氇谴净。 1) 时间显示：采用六个数码管显示当前时间：小时、分钟、秒。 2) 温度显示：采用两个数码管显示当前环境温度。 3) 上下午指示：采用两个发光二极管来指示上下午。 4) 半秒提示：采用两个发光二极管，每隔半秒闪烁。 5) 调时功能：采用三个按键(K1-K3)来调整时间，步骤如下： a)按下K1键，开始调小时，同时2个小时数码管闪烁。 b)按下K2键，小时加；按下K3键，小时减。 c)小时调整好后，再按下K1键，开始调分钟，同时分钟数码管闪烁。 d)按下K2键，分钟加；按下K3键，分钟减。 e)调整好分钟后，再按下K1键，调时结束。 6) 闹钟功能：采用三个按键(K2-K4)来调整闹钟，步骤如下：
电子时钟课程设计_数电课程设计数字电子时钟的实现
电子时钟课程设计_数电课程设计数字电子 时钟的实现 课程设计报告设计题目：数字电子时钟的设计与实现班级： 学号： 姓名： 指导教师： 设计时间： 摘要钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，大大的扩展了原先钟表的报时。诸如，定时报警、按时自动打铃、时间程序自动控制等，这些，都是以钟表数字化为基础的。功能数字钟是一种用数字电路实现时、分、秒、计时的装置，与机械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。从原理上讲，数字钟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。 因此，此次设计与制作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使用方法。通过此次课程设计可以进一步学习与各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。通过仿真过程也进一步学会了Multisim 7的使用方法与注意事项。
本次所要设计的数字电子表可以满足使用者的一些特殊要求，输 出方式灵活，如可以随意设置时、分、秒的输出，定点报时。由于集 成电路技术的发展，，使数字电子钟具有体积小、耗电省、计时准确、 性能稳定、维护方便等优点。 关键词：数字钟，组合逻辑电路，时序电路，集成电路目 录摘要 (1) 第1章概述 (3) 第2章课程设计任务及要求 (4) 2.1设计任务 (4) 2.2设计要求 (4) 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 单元电路工作原理 (8) 3.3.2 元件参数选择···································14 第 4章软件仿真 (15) 4.1仿真电路图 (15) 4.2仿真过程 (16)
多功能智能电子钟的设计
文章编号：1006-1576（2005）04-0082-03 多功能智能电子钟的设计 何宏森 （西南科技大学信息工程学院，四川绵阳 621010） 摘要：多功能智能电子钟以AT89C2051芯片为核心，采用静态与动态相结合的扫描方式显示。系统软件包括主程序和中断模块，基本时间、总天数、星期、公历、阴历等日历算法模块。其显示模块采用单片机串行输出，以分时动态扫描方式点亮21块LED数码管和4个发光二极管。 关键词：电子钟；单片机；日历算法；动态显示 中图分类号：TP216.2 文献标识码：A Design of Intellectual Electronic-Clock of Multifunction HE Hong-sen (College of Information Engineering, Southwest University of Science & Technology, Mianyang 621010, China) Abstract: The chip of AT89C2051 is based on as the core of intellectual electronic-clock, and the scanning mode is applied to display by combining dynamic scan with static scan. The system software includes: main program, interrupt program and the programmed algorithm about calendar of basic time, total days, week, the Gregorian calendar and the lunar calendar. The displaying module is designed with serial output of one chip computer, 21 pieces of LED nixie light and 4 pieces of LBDs were lighted up by the way of dynamic time-sharing scan. Keywords: Electronic-clock; Chip computer; Calendar algorithm; Dynamic display 1 引言 万年历阴历算法以往都使用数据表。通过查询 实现，但所占空间较大。故从公农历间的关系入 手，设计电子万年历，时间长度是100年（即从 2000～2100年）。 2 硬件电路设计 图1 电子钟的硬件框图 采用AT89C2051芯片为核心，具有自动计算和显示公农历日历、星期、时间和气温。显示部分用分时动态扫描方式点亮LED数码管，单片机通过P1口发出位码并经PNP三极管驱动对需显示的LED供电，显示数据由单片机从串口发出经74LS164进行串并转换，采用静态与动态相结合的扫描方式显示。温度监测电路采用热敏电阻和555定时器及辅助电路构成多谐振荡器，根据热敏电阻阻值随温度变化的曲线，单片机可以根据 1s内555定时器输出的方波个数来计算气温值。 3 软件实现 3.1 主程序及中断模块 主程序对各单元初始化，计数器溢出后进入中断程序。调用子程序，中断返回后又继续计数，再次溢出后再进入中断程序，如此周而复始执行。进入中断程序（图2）后，先重新对T0赋初值，再调用各算法子程序，记数初值保证子程序执行完后不发生第二次中断。 3.2 日历算法 (1) 基本时间算法 设定4ms中断一次，即一秒要中断250次。通过判断预定数据缓冲单元的值，此值一到250，秒单元就加一，否则中断返回继续计数。判断秒单元，只要秒单元到60，分单元就加一，否则中断返回继续计数。再判断分单元，只要分单元到60，小时单元就加一，否则中断返回继续计数。然后再判断小时单元，小时单元一满24，那么天单元就加一，否则中断返回继续计数。如循环计算如图3。 (2) 总天数算法 为实现公历向农历的转换须进行总天数计算。公历 收稿日期：2005-02-19；修回日期：2005-03-25作者简介：何宏森，作者未提供。 ·82·