数字电路课程设计——多功能数字钟
数字电子技术课程设计--多功能数字钟
目录第一章设计任务 (4)1.1 设计题目及要求 (4)1.1.1 题目 (4)1.1.2 设计要求 (4)第二章方案设计 (5)2.1 总体方案说明 (5)2.2 模块结构以及总体方框图 (5)第三章单元电路设计与原理说明 (6)3.1 按键消抖电路的设计 (6)3.1.1 RS触发器消抖 (6)3.2 分频器的设计 (7)3.2.2 1000分频器 (7)3.3基础电子钟及其显示设计 (8)3.3.1 时钟计数器 (8)3.3.2 功能选择及校准 (9)3.4整点报时器的设计 (10)3.5数码管显示切换电路的设计 (11)3.6 闹钟及其显示的设计 (12)第四章整机电路图及说明 .............................................................. 错误!未定义书签。
4.1整体电路图及说明................................................................................ 错误!未定义书签。
第五章电路仿真 (15)5.1基本时钟电路及其时间设置功能仿真 ................................................ 错误!未定义书签。
5.1.1基本计时功能的仿真............................................................. 错误!未定义书签。
5.1.2时间设置功能的仿真............................................................. 错误!未定义书签。
5.2整点报时功能的仿真............................................................................ 错误!未定义书签。
多功能数字钟课程设计
多功能数字钟课程设计
1 多功能数字钟课程设计
多功能数字钟课程设计是一个实验探索类的课程，它在激发学生
学习热情和强化学生的发明能力的同时，兼顾他们在电子信息技术领
域的技能训练。
2 课程背景
该课程的背景主要来自近几年电子信息技术的飞快发展和日新月
异的变化，在21世纪，科技的发展发展不断推动着社会的发展。
因此，人们对信息技术人才的要求越来越多，技术和工程人才岗位也在变得
越来越多，而这背后便是科技发展需要更多深入的研究和精深的工程
技术。
3 课程介绍
本课程的主要内容包括：数字信号与系统、单片机编程、数字电
路设计、数字技术应用研究等。
主要让学生掌握多功能数字钟的基本
原理，能够设计制作出各种功能现代化的多功能数字钟。
学生可以在
课堂上讨论各种电子信息工程技术，并根据自己的喜好来实现功能，
比如加入计算温度、日期显示、天气消息显示等功能，同时还可以学
习一些单片机编程语言，拿实际的案例来研究各种电子元器件的组装
和工程设计的流程，从而加深自身的科技能力和创新思维。
4 课程目标
该课程目标旨在培养学生具有独立创新思维、独立完成科技领域及其他领域复杂问题研究解决过程的能力，培养跨学科合作精神，在学习电子信息工程技术的基础上，增强学生在团队合作和沟通能力上的综合素质，提高学生的科技竞技能力，增强学生的社会责任感。
多功能数字时钟课程设计
多功能数字时钟课程设计多功能数字时钟是一种十分常见且使用广泛的计时工具，随着数字化的推进，数字时钟在人们的日常生活中扮演着越来越重要的角色。
针对数字时钟的课程设计就显得尤为重要。
在下面的文章中，我们将针对多功能数字时钟的课程设计分步骤地进行阐述。
第一步：课程目标的制定在开展数字时钟课程的设计之前，需要明确该课程的教学目标。
数字时钟涉及到的知识点比较多，目标制定的准确性和明确性可以使得教学更加高效。
该课程目标的一些重要的方面包括：1. 了解数字时钟的组成和工作原理。
2. 掌握数字时钟的常用功能和操作方式。
3. 能够利用数字时钟进行实际生活中的计时操作。
4. 学会数字时钟的基本维护和保养。
第二步：课程内容的选择数字时钟涉及到的内容很多，但是每个人的知识背景在一个不同的水平，一些学生可能只知道数字时钟的基本概念。
在选择课程内容时，要根据学生的背景进行选择，使得课程设计具有一定的针对性。
一些重要的课程内容有：1. 数字时钟的结构。
2. 常见数字时钟的类型。
3. 如何使用数字时钟进行计时操作。
4. 数字时钟的维护和保养。
第三步：课程教学方法的选择在数字时钟的课程教学中，教学方法是非常重要的。
如果教学方法不当，即使内容选择恰当，也可能使得学生无法真正理解和掌握数字时钟的重要性和使用方法。
一些教学方法有：1. 讲解式教学方法：教师直接讲解数字时钟的相关知识和技能。
2. 实验式教学方法：由学生亲自操作数字时钟，从而掌握使用方法。
3. 讨论式教学方法：教师引导学生进行交流和探讨。
第四步：课程评价方法的选择在数字时钟课程结束后，教学评价是必不可少的一件事。
这对于学生学习的效果检验和课程的改进都具有重要意义。
一些评价方法有：1. 笔试方式：通过让学生考试，检查学生对数字时钟的理解程度。
2. 实际操作方式：让学生在数字时钟的操作过程中检查他们是否真正理解。
3. 交流方式：从学生的角度出发，从而更好地了解数字时钟课程的情况。
多功能数字时钟课程设计
多功能数字时钟课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握多功能数字时钟的基本知识，包括时分秒显示、闹钟设定、计时器等功能；2. 使学生了解数字时钟的工作原理，如晶振振荡、计数器等基本组成部分；3. 引导学生了解数字时钟在生活中的应用，提高对时间管理的认识。
技能目标：1. 培养学生动手操作、团队协作的能力，通过组装多功能数字时钟，提高实践操作技能；2. 培养学生运用已学知识分析问题、解决问题的能力，如调试数字时钟程序；3. 培养学生运用信息技术手段，如编程软件、仿真工具等，进行项目实践。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对数字时钟的兴趣，激发学习电子技术的热情；2. 培养学生珍惜时间、合理规划生活的意识，增强时间观念；3. 培养学生勇于尝试、不断创新的精神，提高自信心。
分析课程性质、学生特点和教学要求：1. 课程性质：本课程属于信息技术与电子技术的跨学科综合实践活动，注重理论与实践相结合；2. 学生特点：六年级学生对新鲜事物充满好奇，动手能力强，具备一定的信息技术素养，但需加强团队协作和问题解决能力的培养；3. 教学要求：结合学生特点，设计具有趣味性、实践性和挑战性的教学活动，注重引导学生主动探究、合作交流，提高综合素养。
1. 知识方面：掌握多功能数字时钟的基本知识和工作原理；2. 技能方面：具备组装、调试多功能数字时钟的能力；3. 情感态度价值观方面：增强时间观念，培养创新精神和团队协作意识。
二、教学内容1. 数字时钟基础知识：- 时分秒显示原理- 数字时钟的基本结构及功能- 晶振振荡器的原理与应用2. 数字时钟组装与调试：- 介绍所需材料、工具及使用方法- 按照步骤组装多功能数字时钟- 调试数字时钟程序，确保正常运行3. 数字时钟项目实践：- 设计并实现闹钟功能- 设计并实现计时器功能- 优化数字时钟功能，提高用户体验4. 教学内容的安排与进度：- 第一课时：数字时钟基础知识学习- 第二课时：数字时钟组装与调试- 第三课时：闹钟功能设计与实现- 第四课时：计时器功能设计与实现- 第五课时：项目优化与总结5. 教材章节及内容列举：- 第四章 电子技术应用：数字时钟的原理与制作- 4.1 数字时钟基础知识- 4.2 数字时钟的组装与调试- 4.3 数字时钟功能拓展6. 教学内容科学性与系统性：- 确保所选教学内容符合学生认知水平，注重知识点的衔接；- 教学内容注重实践操作，培养学生动手能力和创新能力；- 教学内容具有系统性，从基础知识到项目实践，逐步提高学生综合素养。
数字电路课程设计数字时钟报告
数字电路课程设计数字时钟报告数字电路课程设计数字时钟介绍•数字电路课程设计是一门重要的电子工程课程，旨在培养学生在数字电路设计领域的能力和技巧。
•数字时钟是数字电路设计项目中一个典型的案例，可以通过该项目加深对数字电路原理和实践的理解。
设计目标•开发一个功能完备、性能稳定的数字时钟电路。
•通过数字时钟项目，培养学生的数字电路设计能力、团队合作能力和解决问题的能力。
设计步骤1.分析需求：确定数字时钟的功能和性能要求，例如显示精度、时钟模式、闹钟功能等。
2.确定器件：根据设计需求，选择适合的数字电路和组件，如时钟发生器、计数器、显示器等。
3.设计电路原理图：根据需求和选择的器件，绘制数字时钟的电路原理图。
4.进行逻辑设计：使用数字逻辑门和触发器等器件，实现数字时钟的各个功能模块。
5.进行测试：将电路搭建并连接，对数字时钟进行功能和性能测试。
6.优化和修改：根据测试结果，优化和修改电路设计，确保数字时钟的稳定性和可靠性。
7.编写报告：总结设计过程，记录问题和解决方案，描述数字时钟的设计和实现。
设计要点•确保数字时钟的显示精度和稳定性，避免数字闪烁或误差较大。
•采用合适的计数器和时钟发生器，确保数字时钟能准确计时和显示时间。
•考虑数字时钟的功耗和可靠性，选择适合的电源和元器件。
•在设计中考虑数字时钟的扩展性和功能性，如增加闹钟、温湿度显示等功能。
结论•数字时钟设计是数字电路课程中有趣而实用的项目，能够培养学生的实践能力和创造力。
•通过数字时钟项目，学生可以通过实践掌握数字电路设计的方法和技巧，提高解决问题的能力和团队协作能力。
•数字时钟设计也是一个不断优化和改进的过程，通过反复测试和修改，可以得到一个性能稳定、功能完备的数字时钟电路。
电子综合课程设计多功能数字电子时钟
电子综合课程设计多功能数字电子时钟一、简介本项目为电子综合课程设计，设计一款多功能数字电子时钟。
该时钟具有显示时间、日期、温度、闹钟等多种功能，配备有定时开关机、夜光和音量调节等功能。
此外，该时钟外观简约且美观，设计师充分考虑到用户的使用需求，实现了人性化设计，易于操作，成为一款功能强大、实用性高、适用范围广的电子产品。
二、设计思路1.硬件设计时钟采用STM32F0308T6单片机作为主控芯片，用DS1302实时时钟芯片作为时钟源。
为了实现多种功能，我们在主控出增加了一个9612音频电路芯片，用作时钟的音量控制，以及闹钟的提示铃声。
此外，为了使时钟更好地适应使用场景，设计师还添加了光敏电阻实现夜光功能，铺上黄色的背光板后又实现了多种颜色的配合，能够适应不同场合的需求。
2.软件设计在软件方面，使用了C语言编程。
主要功能包括时间、日期、温度显示、闹钟、夜光和音量控制等。
其中，时间及日期的显示为主界面，在时钟界面下按下“menu”可以进入温度、夜光、音量调节、闹钟设置等模式，按下确定键可进入对设置的编辑，方便用户按照自己需求进行调整。
三、功能介绍1.时间、日期显示时钟在主界面下，可显示当前时间和日期，使用户随时了解到时间和日期的变化。
2.温度显示在“menu”界面下，可显示当前的温度，方便用户了解室内温度的变化。
3.闹钟设置在“menu”模式下，用户可通过设置闹钟时间来实现定时提醒的功能。
4.夜光当环境光线较暗时，时钟的背光板将亮起，以便用户观看时间。
5.音量调整可通过音量调节的按键对音量进行调整，以方便用户按照自己的需要进行调节。
6.定时开关机在控制位置，实现了产品的定时开关机功能，可自动开机，实现了对环境的节约。
四、总结该多功能数字电子时钟的设计工艺精良，功能强大、易于操作、实用性高、适用性广泛。
整个设计过程、选材及工艺都体现了电子产品的优越性。
在真正的市场环境下，这款多功能电子时钟具备广泛的市场适应性，在现代家居、办公室等各个场合都具有很好的应用前景。
课程设计-多功能数字钟
多功能数字钟电路设计一、设计目的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。
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。
因此，我们此次设计与制做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序电路.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.二、具体目的任务●熟悉集成电路的引脚安排。
●掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。
●了解面包板结构及其接线方法。
●了解数字钟的组成及工作原理。
●熟悉数字钟的设计与制作。
三、基本设计指标⏹时间以12或24小时为一个周期；⏹显示时、分、秒；⏹有校时功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到标准时间。
四、扩展功能（可自选）1、定时控制2、仿广播电台正点报时3、报整点时数4、触摸报整点时数ⅰ（7时59分闹时1分钟）ⅱ（59分51秒、53秒、55秒、57秒、59秒）ⅲ（1点钟报一声、2点钟报两声、…）ⅳ（触摸数字钟的某端，能够报当时的整点时数）五、设计要求⏹画出设计电路原理图和实际硬件接线图。
⏹电路元器件及参数选择。
⏹自行装配和调试，并能发现问题和解决问题。
⏹编写课程设计报告，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。
数字钟电路系统的组成框图主体电路原理图（参考图）24小时数字钟所用芯片管脚74LS9274LS92V4B4A4Y3B3A3Y1211109814133456712&&VCC2D3C2BNC2A2Y1B1ANC1D1C1YGND(a)(b)74LS20V4B4A4Y3B3A3Y87V2D3C2BNC2A2Y(a)(b)数字钟硬件连线图。
数字电路课程设计-多功能数字时钟设计报告
多功能数字时钟设计报告目录一、设计任务和要求 (2)二、设计的方案的选择与论证 (2)(1) 总体电路分析 (2)(2) 仿真分析 (3)(3) 仿真说明 (3)三、电路设计计算与分析 (4)（1）小时计时电路 (4)（2）分钟计时电路 (5)（3）秒钟计时电路 (7)（4）校时选择电路 (8)（5）整点译码电路 (9)（6）定时比较电路 (11)（7）脉冲产生电路 (12)四、总结及心得 (13)五、附录 (15)（1）元器件明细表 (15)（2）附图 (17)六、参考文献 (17)一、设计任务和要求实现24小时的时钟显示、校准、整点报时、闹铃等功能。
具体要求：（1）显示功能：具有“时”、“分”、“秒”的数字显示（“时”从0~23，分0~59，秒0~59）。
（2）校时功能：当刚接通电源或数字时钟有偏差时，可以通过手动的方式去校时。
（3）整点报时：当时钟计时到整点时，能进行整点报时。
（4）闹铃功能：在24小时之内，可以设定定时时间，当数字时钟到定时时间时能进行报时提醒。
二、设计的方案的选择与论证（1）总体电路分析总体电路设计是将单元电路模块小时计时电路、分钟计时电路、秒计时电路、校时选择电路、整点译码电路、闹钟电路等模块连接在一起，外接输入开关和输出显示数码管构成。
总体结构图如下：（2）仿真分析单击运行按钮，可观测仿真结果。
电路能完成显示计时、校时、整点报时以及闹铃等功能。
○1计时功能。
当开关S1、S2都处于左边触点时，数字时钟工作于计时状态。
此时，电路中的秒计时电路、分计时电路以及小时计时电路分别对秒脉冲、分脉冲和小时脉冲进行计数。
计数结果经数码管显示计时时间值。
○2校时功能。
当开关S1、S2都处于右边触点时，数字时钟工作于校时状态。
按瞬态按钮B键，可以选择对“小时”、“分钟”和“秒钟”进行校时。
校时时通过开关S3（按C键）手动输入校时时间。
○3整点报时功能。
整点译码电路通过识别整点时间，产生整点报时信号。
数字电路课程设计——数字闹钟
当计数至1010时，LD=0， 异步置数，0000，计数0~9； 此时LD出现上升沿，D 触发器接收信号，置1；
U/D=0，加法计数；
继续计数：10、11、12； （十位由D触发器输出， 个位由191输出）
当计数到13，即191刚出现0011时，U/D=1，RD=0, 191开始减计数2变1，D触发器清零，即从12翻至1.
CD4060
1 11 10 1 14级计数器
12脚应接地
3脚Q14： 输出2Hz
石英晶体
C2
VDD C1 16 1
Q10 15 2
Q8 14 3
Q9 13 4
CLR CP1 CP0 12 5 11 6 10 7
CP0 9 8
22
32768Hz
CD4060
15分频电路构成的秒脉冲电路
23
三、单元电路的设计
35
三、单元电路的设计
振荡器的设计 分频器的设计
时、分、秒计数器的设计
译码显示电路设计
校时电路的设计
定时控制电路的设计
正点报时电路的设计
报整点时数电路的设计
触摸报时电路的设计
36
4．译码显示电路设计
74LS47、74LS48为BCD—7段译码/驱动器。 74LS47可用来驱动共阳极的发光二极管显示器示器； 74LS48则用来驱动共阴极的发光二极管显示器。
“快校时”是，通过开关控制，使计数器对1Hz 的校时脉冲计数。
“慢校时”是用手动产生单脉冲作校时脉冲。
40
5．校时电路的设计
至时个位计数器 至分个位计数器 需要注意的是，校时电路是由与非门构 成的组合逻辑电路，开关S1或S2为“0” & & 或“1”时，可能会产生抖动，接电容C1 、C2可以缓解抖动。必要时还应将其改 如果校时脉冲由 & & & & 为去抖动开关电路 单次脉冲产生器 分十位 S2为校“时 S1秒十位 为校“分 提供，则可以进 1 1 进位脉冲 进位脉冲 ”用的控 ”用的控 行“慢校时” 当S1或S2分别 校时脉冲 制开关 制开关 为“0”时可 S S C C 进行“快校时 3.3k 3.3k ” 0.01F 0.01F
多功能数字钟电路设计
多功能数字钟电路设计
1.使用4个74LS47或者74LS247芯片来驱动4个7段数码管。
2.将4个74LS47或74LS247芯片的BCD输入引脚连接到一个4位
BCD计数器芯片（例如74LS90）的输出引脚，以实现时间的计数功能。
3.使用一个555定时器芯片作为时钟源，通过调整电阻和电容值来实
现所需的时间间隔。
4.将555定时器芯片的输出连接到74LS90计数器芯片的时钟输入引脚，以驱动时间的累加。
5.通过连接开关和辅助电路来实现设置时间、闹钟和其他功能。
例如，可以使用一个74LS148编码器芯片和开关来设置钟表的时间。
7.使用逻辑门芯片（例如74LS32）来实现闹钟功能，可以通过设置
的开关来触发警报。
8.连接驱动电路和7段数码管，以实现显示功能。
这是一个基本的多功能数字钟电路设计，可以根据具体需求进行进一
步修改和扩展。
数电课程设计-多功能数字钟解析
课题名称：多功能数字钟所在院系：机械电子工程学院班级：*自动化 * 班学号：2011*******姓名：* 宜杰指导老师：***时间：景德镇陶瓷学院数字电子技术课程设计任务书班级： 11 自动化 1 班姓名： *** 指导老师： *** 2013 年12月17 日设计题目：设计制作多功能数字钟。
设设计任务和要求①时钟显示功能，能够十进制显示“时”、“分”、“秒” ;计②小时高位拥有零熄灭功能;任③拥有整点报时功能;务④拥有迅速校准时间的功能。
1.调研、查找并采集资料。
2.整体设计。
设 3.撰写设计说明书（字数约3000 字左右）。
计4. 参照资料目录要求1、《电子技术基础》（第五版），康华光主编，高等教育第一版社（2006）参考2、《电子线路设计、实验、测试》（第二版），谢自美主编，华中理工大学第一版社（2000）资3、《电子线路设计应用手册》，张友汉主编，福建科学技术第一版社（2000）料4、《 555 集成电路适用大全》，郝鸿安等主编，上海科学普及第一版社5、《电子技术基础实验研究与设计》，陈兆仁主编，电子工业第一版社（2000）6、《毕满清主编，电子技术实验与课程设计》，机械工业第一版社。
7、《数字与逻辑电路》谢芳森电子工业第一版社教研室主任署名：年月日目录前言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 4 第一章方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 5 第二章元路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 第三章体路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13 第四章程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯15附表元件清⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 16 附参照文件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 17引言跟着社会的发展，科学技术的不停进步，对电子产品的性能要求也更高。
我们做为 21 世纪的一名学电子的大学生，不单要将理论知识学会，更应当将其应用与我们的平时生活中去，使理论与实践很好的联合起来。
数电课程设计多功能数字钟的电路设计
课程设计任务书学生：XXX 专业班级：指导教师：题目: 多功能数字钟电路设计要求完成的主要任务:用中、小规模集成电路设计一台能显示日、时、分秒的数字电子钟，要求如下：1.由晶振电路产生1HZ标准秒信号。
2.秒、分为00-59六十进制计数器。
3.时为00-23二十四进制计数器。
4.可手动校正：能分别进行秒、分、时的校正。
只要将开关置于手动位置。
可分别对秒、分、时进行连续脉冲输入调整。
5.整点报时。
整点报时电路要求在每个整点前鸣叫五次低音（500HZ），整点时再鸣叫一次高音（1000HZ）。
指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日多功能数字钟电路设计摘要 (1)Abstract (2)1系统原理框图 (3)2方案设计与论证 (4)2.1时间脉冲产生电路 (4)2.2分频器电路 (6)2.3时间计数器电路 (7)2.4译码驱动及显示单元电路 (8)2.5校时电路 (8)2.6报时电路 (10)3单元电路的设计 (12)3.1时间脉冲产生电路的设计 (12)3.2计数电路的设计 (12)3.2.1 60进制计数器的设计 (12)3.2.2 24进制计数器的设计 (13)3.3 译码及驱动显示电路 (14)3.4 校时电路的设计 (14)3.5 报时电路 (16)3.6电路总图 (17)4仿真结果及分析 (18)4.1时钟结果仿真 (18)4.2 秒钟个位时序图 (18)4.3报时电路时序图 (19)4.4测试结果分析 (19)5心得与体会 (20)6参考文献 (21)附录1原件清单 (22)附录2部分芯片引脚图与功能表 (23)74HC390引脚图与功能表 (23)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。
数电课程设计多功能数字钟
课程设计课程名称___数字电子技术课程设计 __ 题目名称___多功能数字钟的电路设计_ 学生学院___物理与光电工程学院___专业班级___08光信息与科学技术2班_ 学号___3108009486_________学生姓名___伍国章_____________指导教师___黄老师___________2010 年06 月9 日一、设计题目多功能数字钟的电路设计数字钟是采用数字电路实现“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置。
钟表的数字化在提高报时精度的同时，也大大扩展了它的功能，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、定时启闭路灯等。
因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。
1）掌握数字钟的设计、组装与调试方法。
2）熟悉集成电路的使用方法。
二、设计任务与要求1）时钟显示功能，能够以十进制显示“时”、“分”、“秒”。
2）具有校准时、分的功能。
3）整点自动报时，在整点时，便自动发出鸣叫声，时长1s。
选做：1）闹钟功能，可按设定的时间闹时。
2）日历显示功能。
将时间的显示增加“年”、“月”、“日”。
三、原理电路一个具有计时、校时、报时、显示等基本功能的数字钟主要由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器、校时电路、报时电路等七部分组成。
石英晶体振荡器产生的信号经过分频器得到秒脉冲，秒脉冲送入计数器计数，计数结果通过“时”、“分”、“秒”译码器译码，并通过显示器显示时间。
1、振荡器单元电路设计方案一：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。
图1.2 CMOS晶体振荡器(仿真电路)图1.2所示电路中，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。
多功能数字钟课程设计报告整理版
《数电》课程设计多功能数字钟作者班级学号老师日期多功能数字钟课程设计一、设计目的1.掌握数字电路系统的设计方法、装调技术及数字钟的及功能扩展电路的设计。
2.熟练、合理的选用集成电路器件。
3.熟悉Multisim10.0软件的使用。
4.熟悉数字钟原理组成中的组合逻辑电路和时序电路。
二、设计要求1.以一昼夜24小时为一个计数周期准时报时，以数字形式显示时、分、秒的时间。
2.校正时间。
3.具有整点报时功能，要求整点前鸣叫五次低音（500HZ左右），整点时再鸣叫一次高音（1000HZ左右），共鸣叫6响，两次鸣叫的间隔为1秒。
4.电路组要采用TTL集成电路，尽可能简化电路，选用同类型的器件，在Multisim10.0电子工作平台上进行电路的设计和仿真。
三、设计原理1.系统工作原理：振荡器产生的稳定的高频脉冲信号，作为数字钟的时间基准，再经分频器输出标准秒脉冲。
秒计数器计满60后向分计数器进位，分计数器计满60后向小时计数器进位，小时计数器按照“12翻1”规律计数。
计数器的输出经译码器送数码管显示器。
计时出现误差时可以用校时电路进行校时、较分、较秒。
数字钟电路系统的组成框图：四、数字钟单元电路设计1.振荡器的设计振荡器是数字钟核心，振荡器的稳定度及频率的精度决定了数字钟计时的准确程度，通常选用石英晶体构成振荡器电路。
一般来说，振荡器的频率越高，计时精度越高。
此次实验我用的是由集成电路定时器NE555和RC组成的多谐振荡器。
图2 振荡器电路2.分频器的设计分频器的功能主要有两个：一是产生标准秒脉冲信号；而是提供功能拓展电路所需要的信号。
此次实验用的是二—五—十进制异步计数器74LS90，每片为10分频，3片级联则获得所需要的频率信号：第1片的Q0端输出频率为500HZ，第2片的Q3输出频率为10HZ,第3片的Q3端输出频率为1HZ.。
多功能数字钟
一、课程设计题目：多功能数字钟二、课程设计的设计任务和基本要求1、设计一个24小时数字钟。
2、能手动校正时、分。
3、整天报时：在59分51、53、55、57秒时输出750Hz音频信号，在59分59秒时输出1KHz信号，结束时刻为整点。
4、闹钟系统。
三、设计总体思路和原理如图1所示，数字钟电路系统由主体电路和扩展电路两大部分组成。
其中主体电路完成数字钟的基本功能，扩展电路完成数字钟的扩展功能：报时和定时功能。
该数字钟系统的工作原理是：振荡器产生稳定的高频脉冲信号,作为数字钟的时间基准,然后经过分频器输出标准秒脉冲。
秒计数器满60后向分计数器进位,分计数器满60后向小时计数器进位,小时计数器按照“24翻1”规律计数。
计数器的输出分别经译码器送显示器显示。
计时出现误差时,可以用校时电路校时、校分。
各扩展电路必须在主体电路正常运行的情况下才能进行功能扩展。
时时时时时时时时时时时时时时时时时时时时时时时时时时时时时时时时时时时时时时时时时时时时时时时时时时时时时时时1s时时时时时时时时时1 时时时时时时时时时时时时四、单元电路设计1、计数器脉冲信号经过6级计数器，分别得到“秒”个位、十位，“分”个位、十位以及“时”个位、十位的计时。
“秒”、“分”计数器为60进制，小时为24进制。
（1）60进制计数器数字钟的“分”和“秒”计数器均为模60的计数器（图2），它们的个位都是十进制计数器，而十位则是六进制计数器，其计数规律为00->01->…->58->59->00…。
可选用74160作为“分”和“秒”的个位和十位计数器，其中，十位计数器将74160连接成模6计数器。
（2）24进制计数器数字钟的“时”计数器为模24的计数器，其计数规律为00->01->…->22->23->00…，即当数字钟运行到23时59分59秒时，在下一个秒脉冲作用下，数字钟显示00时00分00秒。
数字钟多功能课程设计
数字钟多功能课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解数字钟的基本原理和组成，掌握电子元器件的功能和连接方式。
2. 学生能够运用所学知识设计具有多种功能的数字钟，如闹钟、计时器等。
3. 学生了解数字钟在日常生活和科技领域的应用，拓展知识视野。
技能目标：1. 学生能够运用编程软件进行数字钟程序的编写和调试，提高编程能力。
2. 学生通过动手实践，培养电路搭建和排错能力，提高实践操作技能。
3. 学生能够运用团队协作和沟通技巧，共同完成数字钟的设计和制作。
情感态度价值观目标：1. 学生对电子技术和编程产生兴趣，激发探索精神和创新意识。
2. 学生在课程学习中，培养耐心、细心和责任心，养成良好的学习习惯。
3. 学生通过团队协作，学会分享和互助，培养合作精神和集体荣誉感。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论知识与动手操作，注重培养学生的实际操作能力和团队协作能力。
学生特点：六年级学生具备一定的电子知识和编程基础，好奇心强，喜欢动手实践，但注意力集中时间较短，需要激发兴趣和引导。
教学要求：教师应注重理论与实践相结合，以学生为主体，引导他们自主探究和解决问题。
同时，关注学生的个体差异，给予个性化指导，确保课程目标的达成。
通过课程学习，使学生将所学知识内化为具体的学习成果，提高综合素质。
二、教学内容1. 数字钟原理：介绍数字钟的基本工作原理，包括晶振、计数器、显示器件等组成部分。
- 教材章节：第二章《数字电路基础》- 内容列举：晶振振荡原理、计数器工作原理、显示器件原理。
2. 电子元器件：讲解常用电子元器件的类型、功能及使用方法。
- 教材章节：第三章《常用电子元器件》- 内容列举：电阻、电容、二极管、三极管、集成电路等。
3. 程序设计：学习数字钟程序设计方法，包括编程语言、编程软件的使用。
- 教材章节：第五章《编程语言与程序设计》- 内容列举：C语言基础、编程软件操作、程序调试方法。
4. 电路搭建与排错：实践数字钟电路的搭建和调试，培养动手能力。
多功能数字钟电路设计
多功能数字钟电路设计
多功能数字钟电路可以用来显示时间、日期、闹钟和定时器等功能。
下面是一个简单的多功能数字钟电路设计，它基于CD4511七段译码器和CD4543 BCD-七段译码器。
1. 时间显示功能
为了显示时间，我们需要使用CD4543 BCD-七段译码器。
该译码器接收来自实时时钟（RTC）模块的BCD编码输出。
RTC模块可以用来跟踪时间和日期，它通常包括一个晶体振荡器、计数器和存储器。
BCD 编码输出通过CD4543译码器转换为七段LED显示。
2. 日期显示功能
类似于时间显示功能，日期显示也需要使用RTC模块。
RTC模块可以提供年份、月份和日期的BCD编码输出。
这些编码输出通过CD4543译码器转换为七段LED显示。
3. 闹钟功能
闹钟功能可以通过计时器和比较器实现。
我们可以使用555定时器作
为计时器，它可以生成一个固定的时间间隔。
然后，我们可以使用一个比较器来比较当前时间和闹钟时间。
如果它们匹配，闹钟就会响起。
4. 定时器功能
定时器功能可以通过555定时器来实现。
我们可以设置计时器的时间间隔，并使用CD4511七段译码器来显示剩余时间。
当定时器完成计时时，它可以触发一个报警器或执行其他操作。
总之，多功能数字钟电路可以实现时间、日期、闹钟和定时器等多种功能。
这些功能可以通过RTC模块、CD4511七段译码器、CD4543 BCD-七段译码器和555定时器等元件来实现。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目: 多功能数字钟的设计仿真与制作初始条件：利用集成译码器、计数器、定时器、数码管、脉冲发生器和必要的门电路等数字器件实现系统设计。
（也可以使用单片机系统设计实现）要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、课程设计工作量：1周内完成对多功能数字钟的设计、仿真、装配与调试。
2、技术要求：错误！未找到引用源。
设计一个数字钟。
要求用六位数码管显示时间，格式为00：00：00。
错误！未找到引用源。
具有60进制和24进制（或12进制）计数功能，秒、分为60进制计数，时为24进制（或12进制）计数。
③有译码、七段数码显示功能，能显示时、分、秒计时的结果。
④设计提供连续触发脉冲的脉冲信号发生器，⑤具有校时单元、闹钟单元和整点报时单元。
⑥确定设计方案，按功能模块的划分选择元、器件和中小规模集成电路，设计分电路，画出总体电路原理图，阐述基本原理。
3、查阅至少5篇参考文献。
按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。
全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规范。
时间安排：1、2009 年6 月20~22 日，查阅相关资料，学习设计原理。
2、2009 年6 月23~24 日，方案选择和电路设计仿真。
3、2009 年6 月25~27 日，电路调试和设计说明书撰写。
4、2009 年6 月28 日上交课程设计成果及报告，同时进行答辩。
指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录1.绪论 (3)2.Proteus软件介绍 (4)3.总体方案的设计与实现 (6)3.1 数字钟的原理框图 (6)3.2 各模块功能分析 (6)3.2.1晶体振荡器 (6)3.2.2分频器 (7)3.2.3时间计数单元 (8)3.2.4译码驱动及显示单元 (10)3.2.5校时电源电路 (10)3.2.6整点报时电路 (11)4.数字钟的安装与调试 (12)5.数字钟的工作状态分析 (13)5.1数字钟的工作过程及结果分析 (13)5.2数字钟工作过程中出现的问题及解决方法 (13)6.元件清单 (15)7.数字钟仿真图 (16)8.心得体会 (17)9.参考文献 (18)10.课程设计成绩评定表 (19)1. 绪论计算机尤其是以微细加工技术支持的微型计算机技术飞速发展，其应用渗透到了各行各业。
以单片机、嵌入式处理器、数字信号处理器（DSP）为核心的计算机系统，以其软硬件可裁剪、高度的实时性、高度的可靠性、功能齐全、低功耗、适应面广等诸多优点而得到极为广泛的应用。
目前计算机硬件技术向巨型化、微型化和单片机化三个方向告诉发展[1]。
自1975年美国德州仪器公司（Texas Instruments）第一块微型计算机芯片TMS-1000问世以来，在短短的20年间，单片机技术已发展成为计算机领域一个非常有前途的分之，它有自己的技术特征、规范和应用领域。
单片机是自动控制系统的核心部件，主要用于工业控制、智能化仪器仪表、家用电器中。
它具有体积小、性能突出可靠性高（某些方面的性能指标大大优于通用微机中央处理器）、价格低廉等一系列优点，应用领域不断扩大，除了工业控制、智能化仪表、通信、家用电器外，在智能化高档电子玩具产品中也大量采用单片机芯片作为核心控制部件，已经渗入到人们工作和生活的各个角落，有力地推动了各行业的技术改造和产品的更新换代，前景广阔。
数字钟具备单片机最小系统的基本组成，对于我们了解单片机有很大的帮助。
2.Proteus软件介绍Proteus软件是一种低投资的电子设计自动化软件，提供可仿真数字和模拟、交流和直流等数千种元器件和多达30多个元件库。
Proteus软件提供多种现实存在的虚拟仪器仪表。
此外，Proteus还提供图形显示功能，可以将线路上变化的信号，以图形的方式实时地显示出来。
这些虚拟仪器仪表具有理想的参数指标，例如极高的输入阻抗、极低的输出阻抗，尽可能减少仪器对测量结果的影响，Proteus软件提供丰富的测试信号用于电路的测试。
这些测试信号包括模拟信号和数字信号。
提供Schematic Drawing、SPICE仿真与PCB设计功能，同时可以仿真单片机和周边设备，可以仿真51系列、A VR、PIC等常用的MCU，并提供周边设备的仿真，例如373、led、示波器等。
Proteus提供了大量的元件库，有RAM、ROM、键盘、马达、LED、LCD、AD/DA、部分SPI器件、部分IIC器件，编译方面支持Keil和MPLAB等编译器。
一台计算机、一套电子仿真软件，在加上一本虚拟实验教程，就可相当于一个设备先进的实验室。
以虚代实、以软代硬，就建立一个完善的虚拟实验室。
在计算机上学习电工基础，模拟电路、数字电路、单片机应用系统等课程，并进行电路设计、仿真、调试等。
(1)proteus 的工作过程运行proteus 的ISIS 程序后，进入该仿真软件的主界面。
在工作前，要设置view 菜单下的捕捉对齐和system下的颜色、图形界面大小等项目。
通过工具栏中的p(从库中选择元件命令)命令，在pick devices 窗口中选择电路所需的元件，放置元件并调整其相对位置，元件参数设置，元器件间连线，编写程序；在source 菜单的Definecode generation tools 菜单命令下，选择程序编译的工具、路径、扩展名等项目；在source 菜单的Add/removesource files 命令下，加入单片机硬件电路的对应程序；通过debug 菜单的相应命令仿真程序和电路的运行情况。
(2)Proteus 软件所提供的元件资源Proteus 软件所提供了30 多个元件库，数千种元件。
元件涉及到数字和模拟、交流和直流等。
(3)Proteus 软件所提供的仪表资源对于一个仿真软件或实验室，测试的仪器仪表的数量、类型和质量，是衡量实验室是否合格的一个关键因素。
在Proteus 软件包中，不存在同类仪表使用数量的问题。
Proteus 还提供了一个图形显示功能，可以将线路上变化的信号，以图形的方式实时地显示出来，其作用与示波器相似但功能更多。
(4)Proteus 软件所提供的调试手段Proteus 提供了比较丰富的测试信号用于电路的测试。
这些测试信号包括模拟信号和数字信号。
对于单片机硬件电路和软件的调试，Proteus 提供了两种方法：一种是系统总体执行效果，一种是对软件的分步调试以看具体的执行情况。
对于总体执行效果的调试方法，只需要执行debug 菜单下的execute 菜单项或F12 快捷键启动执行，用debug菜单下的pause animation 菜单项或pause 键暂停系统的运行；或用debug 菜单下的stop animation 菜单项或shift-break 组合键停止系统的运行。
其运行方式也可以选择工具栏中的相应工具进行。
对于软件的分步调试，应先执行debug 菜单下的start/restart debugging 菜单项命令，此时可以选择stepover 、step into 和 step out 命令执行程序(可以用快捷键F10、F11 和ctrl+F11)，执行的效果是单句执行、进入子程序执行和跳出子程序执行。
在执行了start / restart debuging 命令后，在debug 菜单的下面要出现仿真中所涉及到的软件列表和单片机的系统资源等，可供调试时分析和查看。
3.总体方案的设计与实现3.1数字钟的原理框图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。
数字钟的原理框图如图1.图1 数字钟的原理框图3.2各模块功能分析3.2.1 晶体振荡器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。
晶体振荡器电路如图2.图2 晶体振荡器电路图3.2.2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（2１５），即实现该分频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。
图3 CD4046和74LS90的分频电路图3.2.3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CP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CP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CP相连。