数字电子钟设计说明书概论
数字电子钟的设计说明
目录摘要与关键字·2ABSTRACT·2一.设计要求·2二.总体方案设计·3三.各子模块设计原理·· 31.计秒模块··32.计分模块··53.计时模块··64.校准模块··75.显示模块··96.报时模块··127.分频模块··138.去抖动模块··15四. 硬件下载与测试··161.硬件下载··162.测试··173.功能扩展··17五.结论·17参考文献··18数字电子钟的设计摘要与关键字：数字电子钟是生活中最常用的电子设备之一，其主要功能是能够显示时、分、秒实时信息，并能够方便地进行时、分、秒的初始值设置，以便时间校准。
实现数字电子钟有很多方法，本课程是采用VHDL硬件语言的强大描述能力和EDA 工具的结合在电子设计领域来设计一个具有多功能的数字电子钟。
关键字：数字电子钟VHDL硬件语言EDA工具ABSTRACT:Digital electric clock in life are the most commonly used one of the electronic equipment. Its main function is to display, minutes and seconds real-time information and can be easily when carried out, minutes and seconds, so that the initial value is set time calibration.There are many methods of designdigital electric clock.This course is a powerful by VHDL hardware language describe ability and EDA tools in electronic design field with versatile to design a digital electric clock .Key work:Digital electric clockVHDL hardware language EDA tools一．设计要求:1.设计一个电子钟能够显示时，分，秒；24小时循环显示。
数字电子钟设计说明..
数字电子钟课程设计一、设计任务与要求(1)设计一个能显示时、分、秒的数字电子钟，显示时间从00: 00: 00到23: 59: 59;(2)设计的电路包括产生时钟信号，时、分、秒的计时电路和显示电路(3)电路能实现校正(5)整点报时二、单元电路设计与参数计算1. 振荡器石英晶体振荡器的特点是振荡频率准确、电路结构简单、频率易调整。
它还具有压电效应，在晶体某一方向加一电场，则在与此垂直的方向产生机械振动，有了机械振动，就会在相应的垂直面上产生电场，从而机械振动和电场互为因果，这种循环过程一直持续到晶体的机械强度限止时，才达到最后稳定。
这用压电谐振的频率即为晶体振荡器的固有频率。
2. 分频器由于振荡器产生的频率很高，要得到秒脉冲需要分频，本实验采用一片74LS90 和两片74LS160实现，得到需要的秒脉冲信号。
3. 计数器秒脉冲信号经过计数器，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”计数器为六十进制，小时为二十四进制。
（1）六十进制计数由分频器来的秒脉冲信号，首先送到“秒”计数器进行累加计数，秒计数器应完 成一分钟之内秒数目的累加，并达到 60秒时产生一个进位信号。
本作品选用一 片74LS161和一片74LS160采取同步置数的方式组成六十进制的计数器。
（2）二十四进制计数“24翻1”小时计数器按照“ 00— 01—02,, 22—23— 00—01”规律计数。
与生 活中计数规律相同。
二十四进制计数同样选用74LS161和74LS160计数芯片。
但 清零方式采用的是异步清零方式。
MMgM加EHagij qZ1进位信号脉冲4 •译码器译码是指把给定的代码进行翻译的过程。
计数器采用的码制不同，译码电路也不同。
74LS48驱动器是与8421BCD编码计数器配合用的七段译码驱动器。
74LS48配有灯测试LT、动态灭灯输入RBI,灭灯输入/动态灭灯输出BI/RBO,当LT=O时，74LS48出去全1。
数字电子钟--设计加详细说明(全)
中国………..电子技术课程设计总结报告题目：数字电子钟学生姓名：系别：专业年级：指导教师：年月日一、设计任务与要求1、用单片机设计一个数字电子钟，采用LED数码管来显示时间。
2、显示格式为：XX：XX：XX，即：时：分：秒。
3、时间采用24小时制显示，4、设置一个按键用于时间显示方式的切换,能进行时间的调整，可暂停时间的变动。
..二、方案设计与论证图1 系统整体框图1、单片机芯片选择方案方案一：AT89S52是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器。
主要性能有：与MCS-51单片机产品兼容、全静态操作：0Hz～33Hz、三级加密程序存储器、32个可编程I/O口线、三个16位定时器/计数器、八个中断源、全双工UART串行通道、掉电后中断可唤醒、看门狗定时器、双数据指针、掉电标识符、易编程。
方案二：AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes 的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM）。
主要性能有：兼容MCS51指令系统、32个双向I/O口、256x8bit内部RAM、3个16位可编程定时/计数器中断、时钟频率0-24MHz、2个串行中断、可编程UART串行通道、2个外部中断源、6个中断源、2个读写中断口线、3级加密位、低功耗空闲和掉电模式、软件设置睡眠和唤醒功能。
从单片机芯片主要性能角度出发，本数字电子钟单片机芯片选择设计采用方案一。
2、数码管显示选择方案方案一：静态显示。
静态显示，即当显示器显示某一字符时，相应的发光二极管恒定导通或截止。
该方式每一位都需要一个8 位输出口控制。
静态显示时较小电流能获得较高的亮度，且字符不闪烁。
但因当所需显示的位数较多时，静态显示所需的I/O口数较大，造成资源的浪费。
课程设计之电子钟(完整版)
数字电子技术课程设计一、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.二、方案设计与论证数字钟以成为人们常生活中数字电子钟一般由振荡器，分频器，显示器，定时器等部分组成。
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，携带方便等特点，它还用于计时，自动报时及自动控制等各个领域。
尽管目前市场上以有现成数字钟集成电路芯片，价格便宜这些都是数字电路中最基本的，应用最广的电路。
数字电子钟的基本逻辑功能框图如下：它是一个将“时”，“分”，“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。
他的计时装置的周期为24小时，显示满刻度为23时59分59秒，另外应有校时功能。
因此，一个基本数字钟主要由六部分组成。
（1）设计指标1)由晶振电路产生1HZ标准秒信号；2)分、秒为00~59六十进制计数器；3)时为00~23二十四进制计数器；4)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；5)整点具有报时功能，当时间到达整点前鸣叫五次低音（500HZ），整点时再鸣叫一次高音（1000HZ）。
（2）设计要求1)画出电路原理图（或仿真电路图）；2)元器件及参数选择；3)电路仿真与调试。
4)制作要求自行装配和调试，并能发现问题和解决问题。
5）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。
四、实验器材试验箱1台导线若干74LS00 5片74LS04 1片74LS08 1片74LS20 2片74LS32 1片74LS161 6片万用表镊子各一个。
电子行业数字电子钟设计说明书
电子行业数字电子钟设计说明书1. 引言本文档旨在提供对数字电子钟的设计说明，为电子行业相关从业人员提供详细的设计方案和操作指南。
2. 设计目标数字电子钟的设计目标是提供准确、可靠且易于使用的时间显示功能。
具体需求如下：•数字显示：要求使用7段数码管显示小时和分钟。
•时间设置：用户能够通过按钮设置当前时间。
•时钟功能：能够准确地显示当前时间，并根据实时时钟模块同步时间。
•日期功能：可选功能，能够显示当前日期。
3. 硬件设计3.1 时钟模块选择在数字电子钟中，时钟模块是关键组件之一，它负责获取和维护时间信息。
常用的时钟模块有DS1302和DS3231等，我们可以根据实际需求选择适合的模块。
3.2 数码管显示数字电子钟需要使用7段数码管进行时间的显示。
这里可以选择常用的共阴极数码管或共阳极数码管，根据实际需求选择合适的型号和数量。
3.3 按钮输入为了方便用户设置时间，我们需要使用按钮来接收用户的输入。
通常使用矩阵按键或者触摸开关作为输入设备，以提供更好的用户体验。
3.4 控制电路数字电子钟的控制电路主要负责控制数码管显示、时钟模块的读取和按钮输入的响应。
可以选择单片机或者专用集成电路来实现控制功能。
4. 软件设计4.1 主控程序结构数字电子钟的软件设计主要包括主控程序的编写和时钟模块的驱动程序。
主控程序的结构如下：int mn(){// 初始化时钟模块InitClock();// 初始化按钮输入InitButton();while(1){// 读取当前时间ReadTime();// 检测按钮输入，根据用户的设置对时间进行调整CheckButton();// 更新数码管显示UpdateDisplay();}}4.2 时钟模块驱动程序时钟模块驱动程序负责与时钟模块进行通信，读取和更新时间信息。
根据所选择的时钟模块，编写相应的驱动程序，确保正确读取和设置时间。
4.3 按钮输入处理按钮输入处理程序负责检测按钮输入，并根据用户的操作进行相应的时间调整。
数字电子钟设计(电子集成专业类课程设计)
电子线路课程设计——数字时钟的设计与制作一、设计目标1.通过这次课程设计，进一步熟悉和掌握数电和模电知识，掌握multisim仿真软件的使用。
2.学习数字时钟的硬件设计原理，熟练各种电路应用。
3.培养独立分析问题和解决问题的能力和创新思维。
二、设计功能要求（1）时的技术要求为“24翻1”，分和秒的要求为60进制进位（2）准确计时，以数字形式显示时，分，秒的时间（3）具有校时功能，可以分别对时及分进行单独校对，能校正到标准时间（4）拓展功能：整点报时三、数字钟电路系统工作原理1.数字钟的构成石英晶振为主要部件的振荡器、分频器、计数器、校时电路、数码显示、整点报时电路。
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。
2.电路设计框图如下由图可见：本数字钟电路主要由振荡器，分频器，校时电路，时分秒计数器，译码显示器及整点报时电路构成。
３、工作原理①振荡电路：由石英振荡器产生的32768HZ高频脉冲信号作为数字钟的时间基准。
石英晶体振荡器的特点是振荡频率准确、电路结构简单，易调整。
用反相器和石英晶体构成振荡电路如下图。
利用两非门Ｇ１和Ｇ２自我反馈，使他们工作在现行状态，然后利用石英晶体ＪＵ来控制震荡频率，同时用电容Ｃ１来作为两个非门之间的耦合。
两个非门输入和输出之间并联的电阻Ｒ１和Ｒ２作为负反馈元件，由于反馈作用很小，可以近似认为非门的输出输入压降相等，电容Ｃ２是为了防止寄生振荡。
电路图如下：仿真图如下：②分频电路：分频器的功能主要有产生标准秒脉冲信号和提供功能扩展电路所需的信号。
（共经过１５级２分频集成电路）我们实验用的是CD4060、74LS74,其中CD4060是14级分频器，将石英晶振的高频变为二分频，74LS74是D触发器，可以用作二分频。
数字钟设计说明书
数字钟设计说明书一、数字钟的设计（一）数字钟简介本作品采用Atmel公司的AT89C51单片机，以汇编语言为程序设计的基础，设计一个用四位数码管显示时、分的时钟。
现代的电子时钟是基于单片机的一种计时工具，采用延时程序产生一定的时间中断，用于一秒的定义，通过计数方式进行满六十秒分钟进一，满六十分小时进一，满二十四小时小时清零。
从而达到计时的功能，是人民日常生活补课缺少的工具。
（二）数字钟的特点现在高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器，由于电子钟、石英钟、石英表都采用了石英技术，因此走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要经常调试，数字式电子钟用集成电路计时时，译码代替机械式传动，用LED显示器代替指针显示进而显示时间，减小了计时误差，这种表具有时、分、秒显示时间的功能，还可以进行时和分的校对，片选的灵活性好。
（三）电子时钟的原理该电子时钟由AT89C51，七段数码管等构成，采用晶振电路作为驱动电路，由延时程序和循环程序产生的一秒定时，达到时分秒的计时，六十秒为一分钟，六十分钟为一小时，满二十四小时为一天。
而电路中唯一的一个控制键却拥有多种不同的功能，按下又松开，可以实现屏蔽数码管显示的功能，达到省电的目的；直接按下不松开，则可以通过按键实现分钟的累加，每按一次分钟加一；而连续两次按下按键不放松，则可实现小时的调节，同样每按一次小时加一。
二、单片机简介单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。
尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。
同时集成诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围设备。
而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。
（一）单片机型号的选择通过对多种单片机性能的分析，最终认为AT89C51是最理想的电子时钟开发芯片。
AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器，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。
电子钟的设计说明书及电路图
设计报告是电子技术综合训练课程的重要内容，是在设计完成后提交的技术报告，是对完成的设计系统性的总结和说明。通过设计报告的撰写，培养和锻炼学生科技文档写作的能力，培养和提高学生的计算机应用能力。
第二章
一、
按照基本要求设计的数字钟，数字形式显示时、分、秒，在分和秒之间显示“：”，并按1次/秒的速度闪烁；每日以24小时为一个记时周期；并且有校正功能，能够在任何时刻对电子钟进行方便的校正；要求在在电源方面是220V/50HZ的工频交流电供电。
5）、按照以上技术要求设计电路，绘制电路图，对设计的电路用Multisim或OrCAD/PspiceAD9.2进行仿真，用万用板焊接元器件，制作电路，完成调试、测试，撰写设计报告。
2、发挥部分：
1）、有定时闹叫功能，能够按照任意预先设置的时间闹叫，驱动小型扬声器工作，并要求在闹叫状态能够手动消除闹叫；
计时电路用以实现分、秒的分别计时，其中需要设计进制的转换，置数或者清零操作，芯片级联进位，显示信号输出，报时信号输出，校正电路的接入等。
如下图是秒、分计数器电路图和电路仿真结果图3.5分、秒计数器的设计，图3.6分、秒计数器的波形仿真
图3.6分、秒计数器的设计
图3.7分、秒计数器的波形仿真
3.4
时计数器同样和秒、分的计数器所用芯片和具备条件都是一样，只是把同样的两篇74LS160N计数器接成二十四进制的计数器，使得输出为~这二十四个数即可，在低位片的c端的输出于高位片的b端经过与非门74LS00N送给两片的清零信号端CLR,低位片的进位RCO端与高位片的使能端ENT和ENR相连构成进位信号。时计数器功能及接线图如下图3.7，时计数器的波形仿真图如下图3.8
摘要
数字电子钟实际上是一个对标准频率（1HZ）进行计数的计数电路。它将“时”，“分”，“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。它的计时周期为24小时，显示满刻度为23时59分59秒，另外应有校时功能和报时等附加功能。因此，一个基本的数字钟电路主要由译码显示器、“时”，“分”，“秒”计数器，校时电路、报时电路和振荡器组成。主电路系统由秒信号发生器、“时、分、秒”计数器、译码器及显示器、校时电路、整点报时电路组成。秒信号产生器是整个系统的时基信号，它直接决定计时系统的精度，一般用振荡器加分频器来实现。将标准秒信号送入“秒计数器”，“秒计数器”采用60进制计数器，译码显示电路将“时”、“分”、“秒”计数器的输出状态送到七段显示译码器译码，通过七位LED七段显示器显示出来。
【通用】数字电子钟说明书.doc
《单片机技术》课程设计说明书数字电子钟院、部：电气与信息工程学院学生姓名：******指导教师：王韧职称副教授专业：通信工程班级：***********完成时间：2013年12月20日湖南工学院课程设计任务书课程：单片机技术课程设计题目：数字电子钟数字频率计数字电压表交通灯抢答器密码锁波形发生器数字温度计计算器数字式秒表适用班级：电子1101～2、通信1102～3通信1101～电子1103 时间： 2013～2014学年第一学期指导教师：王韧《单片机技术》课程设计任务书一、设计题目：数字电子钟、数字频率计、数字电压表、交通灯、抢答器、密码锁、波形发生器、数字温度计、计算器、数字式秒表。
二、适用班级：电子1101～2、通信1102～3、通信1101～电子1103三、指导教师：王韧四、设计目的与任务：学生通过理论设计和实物制作解决相应的实际问题，巩固和运用在《单片机技术》中所学的理论知识和实验技能，掌握单片机应用系统的一般设计方法，提高设计能力和实践动手能力，为以后从事电子电路设计、研发电子产品打下良好的基础。
五、设计内容与要求设计内容1、数字电子钟设计一个具有特定功能的电子钟。
该电子钟上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”，进入时钟准备状态；第一次按电子钟启动/调整键，电子钟从0时0分0秒开始运行，进入时钟运行状态；再次按电子钟启动/调整键，则电子钟进入时钟调整状态，此时可利用各调整键调整时间，调整结束后可按启动/调整键再次进入时钟运行状态。
2、数字频率计设计一个能够测量周期性矩形波信号的频率、周期、脉宽、占空比的频率计。
该频率计上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”，进入测量准备状态。
按频率测量键则测量频率；按周期测量键则测量周期；按脉宽测量键则测量脉宽；按占空比测量键则测量占空比。
3、数字电压表设计一个能够测量直流电压的数字电压表。
测量电压范围0～5V，测量精度小数点后两位。
该电压表上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”，进入测量准备状态，按测量开始键则开始测量，并将测量值显示在显示器上，按测量结束键则自动返回“P.”状态。
数字钟设计说明书
电子课程设计说明书题目：数字钟学生姓名专业学号指导教师日期摘要本说明书介绍了带有校时和整点报时功能的数字钟的实现方案。
包括制作数字钟所需要的各种芯片及具体连接思路和方法，设计过程出现的一些问题和解决方法以及心得体会。
关键词：计数器，触发器分频，555脉冲产生电路，数据选择mul tisim一、完成课题的工作基础和实验条件1．工作基础（1）了解同步十进制计数器CC4518二输入与非门CC4011 四输入与非门CC4012 D触发器CC1013 和非门CC4049的功能和引脚图。
（2）设计电路图，并在进行仿真（采用Multisim进行仿真）。
（3）熟悉面包板、示波器的使用2．实验条件（1）同步时进制计数器CC4518 3个（2）四输入与非门CC4012 1个（3）二输入与非门CC4011 5个（4）非门CC4049 2个（5）D触发器CC4013 1个（6）555定时器2个（7）10kΩ电阻2个（8）100kΩ电阻2个（9）47μF电容1个（11）0.01μF电容4个（12）示波器1台（13）面包板实验台（14）导线若干二、设计任务和要求数字钟设计指标：1、基本指标：（1）时间计数电路采用24进制，从00开始到23后再回到00；各用2位数码管显示时、分、秒；（2）具有校时、校分功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到标准时间；（3）计时过程具有报时功能，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，前四次蜂鸣器声响频率为500Hz，最后一次，即59分59秒时，蜂鸣器声响频率为1000Hz；（4）为了保证计时的稳定及准确，须由555定时器提供时间基准信号。
2、提高指标：（1）星期计数。
因为只有六个数码显示器，分别显示时、分、秒的个十位，故在基本指达到后，拆除一个数码显示器来显示星期。
星期计数从1~6表示星期一到星期六，星期天由8表示。
（2）暂停功能。
暂停秒钟可辅助校时。
三、电路基本原理1、总体设计框架图2、各部分详细电路图（1）脉冲产生电路由555定时器产生脉冲，具体电路如下(a)1Hz 脉冲产生（b）1kHz脉冲产生其中5nF电容由两个0.01μF电容串联而成（2）分频电路采用CC4013 D触发器进行分频，1kHz脉冲从端口3(CP)中输入，在端口2（~Q）即输出500Hz脉冲。
数字电子钟设计说明书
就在课程设计的前几天学院的老师给我们买好了数字电路常用的元器件，这为设计物理实现提供了条件。
这次我的课程设计的题目为：数字电子钟的设计。我所设计的数字电子钟的功能有：能显示星期、时、分、秒；能校时；能整点报时
总体来讲，这次设计的实现包括两个过程：设计及Proteus仿真；实物焊接。设计及Proteus仿真可以说是整个设计的最最核心的过程，能否完成好这个过程直接关系到设计的成败。在设计与Proteus仿真这个过程设是对所学理论知识的运用而Proteus仿真是对设计的正确与否的检验以及完成对设计的优化。实物焊接是设计的物理实现。
在本次课程设计中我顺利的完成了两种方法的设计与仿真，但在实物焊接的过程却出现了一点问题。具体内容将在正文部分论述。
。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。此次设计与制作数字电子钟的目的是让学生在了解数字钟的原理的前提下，运用刚刚学过的数电知识设计并制作数字钟，而且通过数字钟的制作进一步了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及其使用方法。由于数字电子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，从而实现理论与实践相结合。
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《现代电子技术》是一门实用性较强的课程。通过对这门课程的学习我掌握了数字逻辑门电路、组合逻辑器件、组合逻辑电路的分析与设计、时序逻辑器件、时序逻辑电路的分析与设计等相关知识。Proteus是一种实用的数字电路仿真软件。虽然我并没有系统的去学习过这种软件。但通过每次实验课的探索性使用，我掌握了Proteus的基本操作。
总的来说，此次课程设计，有助于学生对电子线路知识的整合和电子线路设计能力的训练，并为后继课程的学习和毕业设计打下一定的基础。
数字电子时钟设计说明
一、设计任务数字电子时钟设计二、设计要求1、以数字形式显示时、分、秒的时间；2、时钟显示周期为24小时；3、具有校时功能；4、清零、或计时停止功能。
5、定时控制，其时间自定；6、正点报时功能，触摸报整点时数或自动报整点数。
三、元件清单1.七段显示器（共阴极） 10个2.门电路（74LS00 74LS04 74LS08 74LS21 74LS32）若干3.译码器（74LS48） 10个4.十进制计数器（74LS160） 10个5.数值比较器（74LS85） 4个6.石英晶体 1个7.555定时器 1个8.蜂鸣器、按钮、开关若干9.电阻、电容、导线等若干四、设计1.主要思路数字钟主要分为秒信号发生部分，计数部分，定时部分，校时部分，蜂鸣器部分五个主要部分组成，用石英晶体振荡构成秒信号发生，将信号输入计数部分。
计数部分秒计数器，秒，分，时，计数器分别为60进制，60进制，24进制。
计数器输出通过译码器接到显像管，实现时钟的显示。
校时部分为按钮开关与门电路的组合，将时钟信号断开，用按钮开关输入脉冲，调整时间。
定时部分也为计数器，译码器，显像管的结构，不同的是没有时钟输入信号，取而代之的是按钮开关按钮，通过按钮输入脉冲，实现计数功能。
蜂鸣器部分为555定时器与蜂鸣器的结构，在输入高电平时蜂鸣器会发出声音通过比较器比较定时部分与计时部分的时间，弱时间相同，则有高电平输出至蜂鸣器部分。
在整点时输出一个高电平信号，连接到蜂鸣器，实现整点报时功能。
电路原理方框图2.信号发生部分石英晶体振荡器的特点是振荡频率准确、电路结构简单、频率易调整，它是电子钟的核心，用它产生标准频率信号，再由分频器分成秒时间脉冲。
图为用反相器与石英晶体构成的振荡电路石英晶体振荡器选用32768kHz的石英晶体，发生的信号不符合始终的要求，但通过分频，可产生1Hz的秒信号。
由于32768÷16÷16÷16÷8=1，所以用3个16分频和1个8分频便可解决问题用4个16进制计数器74LS161组成分频电路，与晶振部分共同组成信号发生部分，如下图。
数字电子钟设计说明
华南农业大学电子线路综合设计数字电子钟班级： 14电气类8班组别：4指导教师：2016年月摘要电子数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，比机械式时钟具有更高的精确性。
本次课程设计的电子数字钟，具有以下功能：用24进制，从00开始到23后再回到00，各用2位数码管显示时、分、秒（如23：52：45）；可实现手动或自动的对时、分进行校正；计时过程具有报时功能，当时间到达整点前10秒进行报时，蜂鸣器响1秒停1秒地响5次。
整个电路设计主要包括秒信号产生电路、时分秒计数电路、译码显示电路、时分的校正电路以及整点报时电路。
秒信号产生电路由石英晶体振荡器和分频器实现，将此信号接到秒计数器的信号输入端，在秒信号的驱动下，秒计数器向分计数器进位，分计数器向时计数器进位，最后通过译码器将计数器中的状态以时间的形式显示在数码管。
整点报时电路由计时电路的输出状态产生脉冲信号送至蜂鸣器实现报时。
校时电路加上一个脉冲送到时分计时器电路从而实现时和分的校整。
为了更好的完成本次课程设计，我们对题目进行了分析讨论，参考了很多相关的资料，同时考虑到实验室能提供的设备仪器及元件，确定了初步的设计方案；经过多次软件仿真，确定并完善了最终的设计方案。
根据设计方案进行焊接、电子仪表检查、调试并测量电路的工作状态，排除电路故障，调整元件参数，改进电路性能，使之达到设计的指标和要求，做出成品。
关键词：晶体振荡器 CD4060 CD4511 74LS90目录1系统概述 (1)1.1 设计任务和目的 (1)1.2系统设计思路与总体方案 (1)1.3设计方案选择 (1)1.4总体工作过程 (2)1.5各功能模块的划分和组成 (2)2电路系统设计与分析 (4)2.1秒信号的发生电路 (4)2.2时、分、秒计数电路 (5)2.3译码显示电路 (6)2.4时、分校正电路 (7)2.5整点报时电路 (8)3电路的安装与调试 (9)3.1安装调试的步骤…………………………………………………………………………3.2电路软件仿真调式 (9)3.3电路焊接及实物调式……………………………………………………………………103.4实验过程可能存在的问题………………………………………………………………104实验数据和误差分析 (11)5实验结论及分析 (11)6实验收获、体会和建议 (12)参考文献……………………………………………………………………………………13附录1元器件清单明细表 (14)附录2总原理接线图 (15)附录3 电路焊接实物图 (16)致谢……………………………………………………………………………………………171 系统概述1.1 设计任务和目的此次设计为一种多功能数字钟，该数字钟具有的基本功能包括能准确计时，以数字形式显示时、分、秒、可实现手动或自动的对时、分进行校正以及具有整点报时功能。
数字电子时钟说明书
湄洲湾职业技术学院数字电子时钟说明书系别：电子工程系2012年 6 月 11 日目录1 前言 (4)2 设计要求与方案论证 (5)2.1 设计要求 (5)2.2 系统基本方案选择和论证 (5)2.2.1 单片机芯片的选择方案和论证 (5)2.2.2 显示模块选择方案和论证 (5)2.2.3 时钟芯片的选择方案和论证 (6)2.3 电路设计最终方案决定 (6)3 主要元件介绍 (7)3.1 STC89C52介绍 (7)3.1.1 STC89C52最小系统 (7)3.2 DS1302时钟芯片介绍 (8)3.2.1 DS1302概述 (8)3.3 1602字符液晶介绍 (9)3.3.1 1602液晶概述 (9)4 系统硬件设计 (10)4.1 电路设计框图 (10)4.2 系统硬件概述 (10)5 系统的软件设计 (10)5.1程序概述 (10)5.2延时函数 (11)5.3 对DS1302读写操作函数 (12)5.3.1 向DS1302写数据 (12)5.3.2 从DS1302读数据 (13)5.4 显示函数 (13)5.4.1向1602液晶中写一个指令 (14)5.4.2向液晶写数据 (14)5.4.3初使化1602液晶 (14)5.4.4 如何在液晶上显示时间、日期及周 (15)5.5按键函数 (16)5.5.1 12/24小时显示模式切换键 (18)5.5.2 调整键函数 (18)5.5.3 确定键 (18)结束语 (19)参考文献 (20)致谢词 (21)附录 (22)1 前言时间，对人们来说是非常宝贵的，准确的掌握时间和分配时间对人们来说至关重要。
因此自从时钟发明的那刻起，就成为人类的好朋友。
随着时间的流逝，科学技术的不断发展和提高，人们对时间计量的精度要求越来越高，应用越来越广。
怎样让时钟更好、更方便、更精确的显示时间，这就要求人们不断设计研发出新型的时钟。
高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器，由于电子钟，石英表，石英钟都采用了石英技术，因此走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要经常调校。
数字电子钟课程设计说明书
目录一．摘要二．设计目的和意义课程设计方案1.设计内容2.设计任务3.设计要求4.设计目的三．电路工作原理1.结构框图及说明2.系统原理图及工作说明3.单元工作原理四．软件仿真设计1.仿真设计2.仿真过程3.分析仿真4.仿真结果五．总结1．缺点2．改进3．结论六．致谢参考文献一：摘要：数字电路具有精度高、稳定性好、抗干扰能力强、程序软件控制等一系列优点。
随着计算机科学与技术突飞猛进地发展，用数字电路进行信号处理的优势也更加突出。
为了充分发挥数字电路在信号处理上的强大功能，我们可以先将模拟信号按比例转换成数字信号，然后送到数字电路进行处理，最后再将处理结果根据需要转换为相应的模拟信号输出。
本次课程设计的主题是数字电子钟。
干电路系统由秒信号发生器、“时、分、秒”计数器、显示器、整点报时电路组成。
秒信号产生器是整个系统的时基信号，它直接决定计时系统的精度，这里用protues软件来实现。
将标准秒信号送入“秒计数器”，“秒计数器”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分钟，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24进制计时器，可实现对一天24小时的累计。
关键词：数字电子钟；设计；时分秒；十进制。
二．设计目的和意义（1）让学生掌握组合逻辑电路、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）初步掌握使用protues（电子设计自动化）工具设计数字逻辑电路的方法，包括设计输入、编译、软件仿真、下载和硬件仿真等全过程；（4）经过查资料、选方案、设计电路、撰写设计报告、使学生得到一次较全面的工程实践训练，通过理论联系实际，提高和培养创新能力（5）电子钟亦称数显钟（数字显示钟），是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，数字电子钟是用数字集成电路做成的现代计时器，与传统的机械钟相比，它具有走时准确（用高稳定度石英晶体振荡器作时钟源）、显示直观（用液晶或荧光七段数码管显示器）。
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目录1 数字电子钟设计任务、功能要求说明及总体方案介绍 (1)1.1设计任务 (1)1.2总体方案介绍及工作原理说明 (1)1.2.1 数字电子钟硬件与软件原理框图 (1)1.2.2 单片机的基本结构 (2)1.2.3 工作原理介绍 (3)2 数字电子钟的软件设计 (5)2.1KEIL软件介绍 (5)2.2单片机资源使用说明 (5)2.3软件系统各模块功能介绍 (6)2.4电子钟程序流程图 (6)2.5数字电子钟软件系统程序清单 (11)3 数字电子钟的仿真分析 (12)3.1系统的组成及使用说明 (12)3.2仿真结果 (12)3.3设计课题的仿真调试 (12)3.4误差分析 (12)4 数字电子钟硬件系统的设计 (13)4.1硬件原理框图 (13)4.2设计课题硬件系统各模块功能简要介绍 (13)4.2.1 AT89S52单片机原理简介 (13)4.2.2 9012 PNP三极管 (16)4.2.3 四位一体数码管 (16)4.3数字电子钟PCB图 (18)4.4电路的硬件调试 (18)4.5元器件清单 (18)5 设计总结 (20)5.1使用说明 (20)5.2设计结论 (20)5.3心得体会 (20)5.4教学建议 (21)结束语 (22)致谢 (23)参考文献 (24)附录A 电路原理图 (25)附录B 数字电子钟PCB图 (26)附录C PROTUES仿真原理图 (27)附录D 数字电子钟元器件布局图 (28)附录E 数字电子钟实物图 (29)附录F 程序清单 (30)1数字电子钟设计任务、功能要求说明及总体方案介绍1.1 设计任务设计一个具有特定功能的电子钟。
该电子钟上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”，进入时钟准备状态；第一次按电子钟启动/调整键，电子钟从0时0分0秒开始运行，进入时钟运行状态；再次按电子钟启动/调整键，则电子钟进入时钟调整状态，此时可利用各调整键调整时间，调整结束后可按启动/调整键再次进入时钟运行状态。
1.2 总体方案介绍及工作原理说明1.2.1 数字电子钟硬件与软件原理框图电子钟的总体功能原理是以AT89S52单片机为主要的控制核心，通过外接8个独立式键盘作为控制信号源，两个四位一体数码管作为显示器件，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察和调节各种数据。
本电子钟主要由单片机、4*1独立键盘、显示接口电路和复位电路构成，设计课题的总体方案如图1所示。
图1 数字电子钟硬件原理框图软件总设计框图如图2所示图2 软件总设计框图1.2.2 单片机的基本结构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：（1）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。
（2）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，它们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，所以，用户能使用的RAM只有128个，可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表。
图3 单片机8052的内部结构（3）程序存储器(ROM)：8052共有4096个8位掩膜ROM，用于存放用户程序，原始数据或表格。
（4）定时/计数器(ROM)：8052有两个16位的可编程定时/计数器，以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向。
（5）并行输入输出(I/O)口：8052共有4组8位I/O口(P0、P1、P2或P3)，用于对外部数据的传输。
（6）全双工串行口：8052内置一个全双工串行通信口，用于与其它设备间的串行数据传送，该串行口既可以用作异步通信收发器，也可以当同步移位器使用。
（7）中断系统：8052具备较完善的中断功能，有两个外中断、两个定时/计数器中断和一个串行中断，可满足不同的控制要求，并具有2级的优先级别选择。
（8）时钟电路：8052内置最高频率达12MHz的时钟电路，用于产生整个单片机运行的脉冲时序，但8052单片机需外置振荡电容。
1.2.3 工作原理介绍在本次设计里完成了电子钟功能。
数字电子钟主要是利用单片机定时/计数器的工作和中断服务的作用完成计时功能的，首先用定时计数器采用工作方式1，定时50ms，然后在累加20次实现1秒，单片机的定时时间一到，单片机会自动中断使程序转向中断服务程序执行，中断服务程序执行完就会返回原程序，等待下一次定时时间的到来再次产生中断。
在此基础上，单片机按照已设定的程序执行下去，使单片机能计算时间量完成计时功能。
在单片机并行I/O口扩展键盘和数码管，实现对时间的调整和显示。
2数字电子钟的软件设计2.1 keil软件介绍Keil C51 µVision2集成开发环境是Keil Software，Inc/Keil Elektronik GmbH 开发的基于80C51内核的微处理器软件开发平台，内嵌多种符合当前工业标准的开发工具，可以完成从工程建立到管理、编译、链接、目标代码的生成、软件仿真、硬件仿真等完整的开发流程尤其是C编译工具在产生代码的准确性和效率方面达到了较高的水平，而且可以附加灵活的控制选项，在开发大型项目时非常理想。
Keil C51集成开发环境的主要功能有以下几点：µVision2 for Windows：是一个集成开发环境，它将项目管理、源代码编辑和程序调试等组合在一个功能强大的环境中；C51国际际准化C交叉编译器：从C源代码产生可重定位的目标模块；A51宏汇编器：从80C51汇编源代码产生可重定位的目标模块；BL51链接器/定位器：组合由C51和A51产生的可重定位的目标模块，生成绝对目标模块；LIB51库管理器：从目标模块生成连接器可以使用的库文件；OH51目标文件至HEX格式的转换器，从绝对目标模块生成Intel Hex文件；RTX-51实时操作系统：简化了复杂的实时应用软件项目的设计。
这个工具套件是为专业软件开发人员设计的，但任何层次的编程人员都可以使用，并获得80C51单片机的绝大部分应用。
2.2 单片机资源使用说明设计课题使用单片机资源的情况如下：P0口输出数码管段选信号，P2口输出数码管位选信号；晶振12M；调整选择键SET_KEY：P1.0；通过选择键选择调整位，选中位闪烁；增加键ADD_KEY：P1.1；按一次使选中位加1；减少键DEC_KEY：P1.2；按一次使选中位减1;P3.1为蜂鸣器发声报时；50H-5FH；16个寄存器单元作为显示单元；50H 用于控制秒基准时钟源的产生；51H 清零秒寄存器；52H 清零分寄存器；53H 清零时寄存器；5FH 用于秒个位；5EH 用于秒十位；5DH 用于分个位；5CH 用于分十位；5BH 用于时个位；5AH 用于时十位；54H 用于控制调时闪烁；堆栈栈底：70H。
2.3 软件系统各模块功能介绍主程序模块：程序的初始化及复位后显示P.，此时进入功能选择状态，按下K0选择电子钟并同时启动电子钟。
电子钟程序模块：当电子钟选择键按下时，先给缓冲区内清零，在通过查表给缓冲区一次送00-00-00并实现让00-00-00从左向右显示，一旦显示完则开启定时器开始计时，如果没有键按下则不断计时一直从00-00-00到23-59-59,然后重新从00-00-00开始。
这里采用定时器中断完成计时功能。
如果有键按下则启动2s定时，累计2s内K0按下的次数，按下1次则进入调秒状态，按下2次则进入调分状态，按下3次则进入调时，按下多次则无效，进入调整状态时，调整的改两位闪动显示并且蜂鸣器鸣叫以示提醒，次数按下K0键作为确认，按下K1就加1，按下K2就减1。
主要子程序模块：为了方便软件程序编写，编写了许多子程序，有键扫描程序，用来判是否有键按下；有显示子程序，用于数码管的显示；有加1、减1子程序，用于对电子钟显时分秒的调整；还有延时程序，用于数码管动态显示、键盘扫描去抖动、延时。
2.4 电子钟程序流程图系统软件采用汇编语言按模块化方式进行设计,然后通过Keil软件开发平台将程序转变成十六进制程序语言，接着使用Proteous 进行仿真，读出显示数据。
主程序流程框图如4所示；加1子程序如5所示；中断服务程序程序如6所示；键盘扫描子程序框图如7所示；显示子程序框图如8所示；图4 主程序流程框图图5 加1子程序流程框图图6 中断子程序流程框图图7 键盘扫描子程序流程框图图8 显示子程序流程框图2.5 数字电子钟软件系统程序清单软件系统的程序清单如附录F所示。
3数字电子钟的仿真分析3.1 系统的组成及使用说明系统的组成部分包括：数码管显示器，三个按键，其它为单片机的最小系统组成单元，包括电源，晶振，三极管驱动部分，S1为复位按键/调时键，S2为增加键，S3为减少键，当按下S2，加一。
当按下S3，减一。
3.2 仿真结果系统的仿真主要是针对硬件设计之前的软件与硬件设计的一个仿真验证，看是电路及软件是否正确可行，仿真结果如下图9：图9 仿真结果3.3 设计课题的仿真调试先用keil软件编好源程序，然后用keil软件进行调试，如果不符合，则对源程序在进行修改，然后再调试运行，直到运行的结果符合要求为此，程序编好之后，生成Hex文件，再将编好的程序添加到proteus仿真软件的单片机的单片机中，运行proteus ,看显示是否正确，按相应的按键，看时或分是否会增加，如果显示不正常，则去修改相应的显示子程序，如果按键不正常，则去查按键子程序。
3.4 误差分析该电子钟在运行中存在一定的误差，误差产生有三种可能，首先是采用的计时方案是软件计时的，计时优势利用中断来实现。
而当电子钟运行时间1秒时，又得去执行中断程序，这个过程是需要时间的，所以就产生了一定的误差，当然这个误差是避免不了的，其次还有硬件系统也有一定的影响。
第三，设计用到12MHz的晶振，计算是满20次为一秒钟，但实际会慢很多。
4数字电子钟硬件系统的设计4.1 硬件原理框图图10 电子钟硬件原理框图4.2 设计课题硬件系统各模块功能简要介绍4.2.1 AT89S52单片机原理简介图11 单片机的结构图单片机的最小系统是由电源、复位、晶振、/EA=1组成，下面介绍一下每一个组成部分。
（1）电源引脚VCC电源端GND接地端工作电压为5V，另有AT89LV51工作电压则是2.7-6V, 引脚功能一样。