8数字电子钟
数字钟概述
数字钟概述一、数字钟的简介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，已得到广泛的使用。
数字钟的设计方法有许多种,例如,可用中小规模集成电路组成电子钟；也可以利用专用的电子钟芯片配以显示电路及其所需要的外围电路组成电子钟；还可以利用单片机来实现电子钟等等。
这些方法都各有其特点，其中利用单片机实现的电子钟具有编程灵活，并便于功能的扩展。
数字钟已成为人们日常生活中不可缺少的生活必需品，广泛地应用于人家庭以及车站、码头、剧场、办公室等家庭和公共场所，给人们的生活，学习，工作，娱乐带来极大的方便[1]。
数字钟一般由振荡器，分频器，译码器，显示器等部分组成，这些都是数字电路中最基本的，应用最广的电路。
当前市场上已有现成数字钟集成电路芯片出售，价格较便宜。
由于数字集成电路技术的发展，采用了先进稳定的石英振荡器技术，使数字钟具有走时准确，性能稳定，携带方便等特点，是目前人们生活和工作不可或缺的报时用品[2]。
二、数字钟的发展前景现在是一个知识爆炸的新时代。
新产品、新技术层出不穷，电子技术的发展更是日新月异。
可以毫不夸张的说，电子技术的应用无处不在，电子技术正在不断地改变我们的生活，改变着我们的世界。
在这快速发展的年代，时间对人们来说是越来越宝贵，在快节奏的生活时，人们往往忘记了时间，一旦遇到重要的事情而忘记了时间，这将会带来很大的损失。
因此我们需要一个定时系统来提醒这些忙碌的人。
数字化的钟表给人们带来了极大的方便。
近些年，随着科技的发展和社会的进步，人们对数字钟的要求也越来越高，传统的时钟已不能满足人们的需求。
多功能数字钟不管在性能还是在样式上都发生了质的变化，有电子闹钟、数字闹钟等等。
单片机在多功能数字钟中的应用已是非常普遍的，人们对数字钟的功能及工作顺序都非常熟悉。
但是却很少知道它的内部结构以及工作原理。
由单片机作为数字钟的核心控制器，可以通过它的时钟信号进行计时实现计时功能，将其时间数据经单片机输出，利用显示器显示出来。
8位数码管显示电子时钟c51单片机程序
8位数码管显示电子时钟c51单片机程序 /*8位数码管显示时间格式 055000 标示05点50分00秒S1 用于小时加1操作S2 用于小时减1操作S3 用于分钟加1操作S4 用于分钟减1操作*/#includereg52.hsbit KEY1=P3^0; //定义端口参数sbit KEY2=P3^1;sbit KEY3=P3^2;sbit KEY4=P3^3;sbit LED=P1^2; //定义指示灯参数code unsigned chartab[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; //共阴极数码管09unsigned char StrTab[8]; //定义缓冲区unsigned char minute=19,hour=23,second; //定义并初始化为12:30:00void delay(unsigned int cnt){while(cnt);}/********************************************************** ********//* 显示处理函数 *//********************************************************** ********/void Displaypro(void){StrTab[0]=tab[hour/10]; //显示小时StrTab[1]=tab[hour%10];StrTab[2]=0x40; //显示StrTab[3]=tab[minute/10]; //显示分钟StrTab[4]=tab[minute%10];StrTab[5]=0x40; //显示StrTab[6]=tab[second/10]; //显示秒StrTab[7]=tab[second%10];}main(){TMOD |=0x01; //定时器0 10ms inM crystal 用于计时TH0=0xd8; //初值TL0=0xf0;ET0=1;TR0=1;TMOD |=0x10; //定时器1用于动态扫描 TH1=0xF8; //初值TL1=0xf0;ET1=1;TR1=1;EA =1;Displaypro(); //调用显示处理函数while(1){if(!KEY1) //按键1去抖以及动作{delay(10000);if(!KEY1){hour++;if(hour==24)hour=0; //正常时间小时加1Displaypro();}if(!KEY2) //按键2去抖以及动作 {delay(10000);if(!KEY2){hour;if(hour==255)hour=23; //正常时间小时减1 Displaypro();}}if(!KEY3) //按键去抖以及动作{delay(10000);if(!KEY3){minute++;if(minute==60)minute=0; //分加1Displaypro();}if(!KEY4) //按键去抖以及动作{delay(10000);if(!KEY4){minute;if(minute==255)minute=59; //分减1Displaypro();}}}}/********************************************************** ********//* 定时器1中断 *//********************************************************** ********/void time1_isr(void) interrupt 3 using 0 //定时器1用来动态扫描static unsigned char num;TH1=0xF8; //重入初值TL1=0xf0;switch (num){case 0:P2=0;P0=StrTab[num];break; //分别调用缓冲区的值进行扫描case 1:P2=1;P0=StrTab[num];break;case 2:P2=2;P0=StrTab[num];break;case 3:P2=3;P0=StrTab[num];break;case 4:P2=4;P0=StrTab[num];break;case 5:P2=5;P0=StrTab[num];break;case 6:P2=6;P0=StrTab[num];break;case 7:P2=7;P0=StrTab[num];break;default:break;}num++; //扫描8次，使用8个数码管if(num==8)num=0;}/******************************************************************//* 定时器0中断 *//********************************************************** ********/void tim(void) interrupt 1 using 1{static unsigned char count; //定义内部局部变量TH0=0xd8; //重新赋值TL0=0xf0;count++;switch (count){case 0:case 20:case 40:case 60:case 80:Displaypro();break; //隔一定时间调用显示处理case 50:P1=~P1;break; //半秒 LED 闪烁default:break;}if (count==100){count=0;second++; //秒加1 if(second==60){second=0;minute++; //分加1 if(minute==60){minute=0;hour++; //时加1 if(hour==24)hour=0;}}}}。
数字时钟知识讲解
数字时钟目录一、引言1.1研究背景与意义1.2设计原理二、理论基础与分析2.1 石英晶体振荡器2.2 分频器2.3 时、分、秒计数器的设计2.4 译码显示电路的设计2.5 时间校正电路2.6 工作原理三、结论四、参考文献五、附录一、引言1.1研究背景与意义随着科学技术的不断发展, 人们对时间计量的精度要求越来越高。
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、石晶表、石英钟都采用了石英技术, 因此走时精确度高, 稳定性好, 使用方便, 不需要经常调校. 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、分、秒的校对。
片选的灵活性好。
1.2设计原理图1 数字电子钟逻辑框图二、理论基础与分析主体电路由功能部件和单元电路组成。
各功能部件的设计介绍分别为：2.1 石英晶体振荡器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.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。
如下图图2所示为电子手表集成电路中的晶体振荡器电路。
图2 石英晶体振荡电路该电路由F0=32768Hz的石英晶体和一个反向器构成稳定性好、精确度高的时间标准信号源。
利用石英晶体来控制振荡频率, 电阻为反馈元件, 电容C 防止寄生振荡，调节可变电容C1可以对振荡器的频率进行微调，再通过反向器输出频率为32768Hz的方波脉冲信号。
2.2 分频器：石英晶体振荡器产生较高的32768Hz 的频率, 而电子钟需要秒脉冲, 故可采用分频电路实现,分频器的功能主要有两个：（1）产生标准秒脉冲信号。
（2）提供功能扩展电路所需要的信号。
如仿电台报时用的1KHz的高音频信号和500Hz的低音频信号，它可由74LS393（其引脚及功能表见附录）所组成，其电路图为图3所示：图3 分频电路对于单个二进制计数器而言，周期信号从CP端输入，则可以从Q0、Q1、Q2和Q3端分别得到2分频、4分频、8分频和16分频的信号。
八位数显示时钟的设计方案与制作
毕业设计<论文）题目：八位数显示时钟的设计与制作2018年8月28日毕业设计任务书1.毕业设计题目：八位数显时钟题目类型实验研究题目来源教师科研题毕业设计内容要求：<一）设计任务：1、用单片机设计8位数显电子时钟；2、走时，误差精度控制在1s/天；3、调时，小时、分钟加减调整及闪烁显示；4、闹铃，可以设置三组闹铃，默认闹铃时间为1分钟，可按任意键推出闹铃。
<二）涉及要求：1、总体方案设计及框图；2、设计原理电路图及分析；3、独立编写程序；4、完成protues仿真设计；5、使用protel设计pcb并制作、调试电路。
2.主要参考资料[1]电子工业出版社[51单片机典型系统开发实例精讲]白延敏；[2]复旦大学出版社[单片微型机原理、应用和实验] 张友德；[3]海纳电子资讯网[IC中文资料]；摘要时间是现代社会中不可缺少的一项参数,无论是平时生活还是社会生产都需要对时间进行控制,有的场合对其精确性还有很高的要求.采用单片机进行计时，对于社会生产有着十分重要的作用。
本文首先介绍了电子时钟的特点和功能，然后对单片机和LCD 显示做了详细的介绍，提出了系统总体设计方案，并设计了各部分硬件模块和软件流程，再用Protues软件进行了仿真和调试,结果证明了该设计系统的可行性。
由于AT89S52系列单片机的控制器运算能力强，处理速度快，可以精确计时，很好地解决了实际生产生活中对计时高精确度的要求，因此该设计在现代社会中具有广泛的适用性。
关键字：单片机；LCD1602液晶显示器；C程序设计目录第一章系统设计要求及功能51.1设计本电子定时闹钟的目的和意义51.2本LCD电子闹钟的特点和功能介绍51.2.1本电子钟设计特点51.2.2本电子钟的主要功能5第二章方案设计与比较62.1数字时钟方案62.2显示方案7第三章系统硬件的设计83.1单片机的选择及管脚介绍83.1.1单片机的选择及主要性能83.1.2单片机管脚介绍93.2LCD1602的管脚及功能介绍113.2.1引脚说明113.2.2控制器接口说明123.3总体设计133.3.1系统说明133.3.2整体系统框图133.4各部分功能实现143.5元件清单143.6电子钟电路原理图153.7时钟仿真各功能分析及图解16第四章软件总体设计方案204.1主程序流程图：204.2、闹钟的实现22第五章课程设计结果分析23致谢24参考文献25附录26<1）控制电路的C语言源程序26<2）8位数显时钟成品展示图35第一章系统设计要求及功能1.1 设计本电子定时闹钟的目的和意义1、复习和巩固所学过的知识，利用此毕业设计正好可以对所学过的知识进行系统的回顾和总结。
数字电子时钟设计原理
毕业设计论文论文题目：数字电子时钟设计原理某职业技术学院电气工程系毕业设计任务书1.能够利用软件设计数字电子钟电路原理图。
2.要求熟悉集成芯片功能。
3.具有时、分、秒显示功能。
三、毕业设计进程表毕业设计进程表起止日期设计内容备注第1周资料准备，查阅相关文献第2周设计电路第3-4周编写说明书，交指导老师审阅第5周整理资料，准备答辩前言目前市场上提供的无论是机械钟还是石英钟在晚上无照明的情况下都是不可见的。
要知道当前的时间，必须先开灯，故较为不便。
现在市场上出现了这样一类的电子钟，它以六只LED数码管来显示时分秒，与传统的以指针显示秒的方式不同，超越了人们传统的习惯与理念。
数字电子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，具有走时准确、显示直观、无机械传动装置等优点，因而得到广泛的应用。
如，日常生活中的电子手表，车站、码头、机场等公共场所的大型数显电子钟。
要实现数字电子钟的设计可以由单片机控制或者由数字IC构成。
这里我们要做的是一个由数字IC构成的数字电子钟设计。
目录1 设计功能要求 (1)2 设计方案 (1)3设计中所用到的元器件 (2)3.1译码器 (2)3.2计数器 (4)3.3显示器 (4)3.4振荡器 (5)4 电路设计 (6)4.1时分秒计数器 (6)4.1.1秒计数器的设计 (6)4.1.2分计数器的设计 (8)4.1.3时计数器的设计 (8)4.2校时电路 (8)4.3译码显示电路 (10)4.4总体电路 (11)5器件清单 (13)结束语 (14)致谢 (15)参考文献 (16)附录A 数字电子钟整体体电路图 (17)1 设计功能要求设计一数字钟，该数字钟能够准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间和校时功能。
在电路中，振荡电路提供的1Hz脉冲信号。
在计时出现误差时电路还可以进行校时、校分和校秒的功能。
并且要用数码管显示时、分、秒，各位均为两位显示。
具体要求如下：1.时的计时要求为“23置0”，分和秒的计时要求为60进制。
厦门数字电子钟调试步骤
厦门数字电子钟调试步骤厦门数字电子钟调试：1、在正常模式下，显示小时、分钟、秒和星期；按“D”显示日期；按“S”显示闹钟时间。
2、调整闹钟时间：按“M”两次进入闹钟模式，按“S”选中小时或者分钟，按“D”调整合适的时间，最后按“M”返回。
3、实时调整：连续按“M”三次进入调整时间模式，按“S”选择秒、分、小时、日、周和月；按“D”对应数为右声道音量调整；最后，按下“M”返回到正常模式。
4、计时器功能：按下“M”一次进入计时器功能模式，刚开始状态显示为0：00：00，按“D”开始计算时间，再次按“D”停止；按“S“返回到开始模式0:00:005、打开或关闭闹钟模式：在正常状态下，按下“S”和“D”，你可以选择打开闹钟或者关闭闹钟，当闹钟打开时，将显示闹钟符号是什么。
“S”“M”“D”分别为电子钟面板的SET键，MODE键、DATE键。
厦门数字电子钟工作原理：电子挂钟是一个将“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，具有校时功能和报时功能。
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，一般用石英晶体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，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。
译码显示电路将“时”、“分”、“秒”计数器的输出状态用七段显示译码器译码，通过七段显示器显示出来。
整点报时电路时根据计时系统的输出状态产生一脉冲信号，然后去触发一音频发生器实现报时。
八位数码管显示原理
八位数码管显示原理八位数码管是一种常用的数字显示器件，它由8个LED（发光二极管）组成，可以显示0-9的数字。
在很多电子设备中，我们经常会见到它的身影，比如计算器、电子钟、电子秤等。
那么，八位数码管是如何实现数字显示的呢？接下来，我们就来详细了解一下八位数码管的显示原理。
首先，我们要了解八位数码管的结构。
八位数码管由8个LED组成，每个LED代表一个数字，从左到右依次为a、b、c、d、e、f、g、dp。
其中，a-g分别代表数字的7段显示，dp代表小数点。
通过控制这些LED的亮灭，就可以显示出不同的数字。
接下来，我们来介绍八位数码管的工作原理。
八位数码管的显示原理是通过控制每个LED的亮灭来显示数字。
通过外部的控制电路，可以控制每个LED的通断，从而显示出不同的数字。
比如，要显示数字0，就需要同时点亮a、b、c、d、e、f这6个LED，而要显示数字1，就只需要点亮b、c这两个LED，其余的LED则熄灭。
通过这种方式，就可以实现数字的显示。
在实际应用中，八位数码管通常会与译码器、计数器等电子元件配合使用。
译码器可以将输入的二进制信号转换为对应的LED控制信号，而计数器可以提供递增的信号，从而实现数字的循环显示。
通过这些电子元件的配合，八位数码管可以实现更加丰富的数字显示功能。
除了显示数字外，八位数码管还可以显示一些字母和符号。
通过合理的控制LED的亮灭，可以显示出A-F这几个字母，以及一些特殊符号，比如减号、加号等。
这样，八位数码管就可以满足更多的显示需求。
总的来说，八位数码管是一种常用的数字显示器件，它通过控制LED的亮灭来显示数字、字母和符号。
在实际应用中，它通常与译码器、计数器等电子元件配合使用，以实现更加丰富的显示功能。
希望通过本文的介绍，能够让大家更加深入地了解八位数码管的显示原理。
数字电子钟设计实训报告
数字电子钟的设计【摘要】本系统由晶体振荡器、分频器、计数器、译码器、七段译码显示器和校准、报时电路组成，采用了CMOS或TTL系列(双列直插式)中小规模集成芯片。
总体方案设计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，进行了各单元电路设计，总体安装、制作及调试。
数字钟是一种计时装置，不仅能替代指针式钟表，还可以运用到定时控制、自动计时及时间程序控制等方面，应用广泛。
【关键词】石英晶振、分频器、计数器、译码器、七段译码显示器、校准、整点报时。
第一章数字电子钟总体方案1.1数字电子钟总体方案的确定数字电子钟组成一般由振荡器、分频器、计数器、译码器及显示器等几部分组成。
石英振荡器产生的时标信号送到分频器，分频电路将时标信号分成秒脉冲，秒脉冲送入计数器进行计数，并把累计结果以“时”、“分”、“秒”的数字显示出来。
“秒”的显示由两级计数器和译码器组成的六十进制计数器电路实现，“分“的显示电路与“秒”相同。
“时”的显示由两极计数器和译码器组成的二十四进制计数器电路实现。
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，一般用石英晶体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，每累计60秒发一个“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。
译码显示电路将“时”、“分”、“秒”计数器的输出状态0进行七段显示译码器译码，通过六位七段译码显示器显示出来。
整点报时电路根据计时系统的输出状态产生一脉冲信号，然后去触发一音频发生器实现报时。
校时电路时用来对“时”、“分”显示数字进行校对调整的。
数字电子钟总体方案框图图1.1.1 数字电子钟组成框图1.2数字电子钟电路组成数字电子钟组成一般由振荡器、分频器、计数器、译码器及七段译码显示器等几部分组成（如图1.2.1所示）。
基于C51单片机的数字时钟课程设计(C语言,带闹钟).
单片机技术课程设计数字电子钟学院：班级：姓名：学号：教师：摘要电子钟在生活中应用非常广泛，而一种简单方便的数字电子钟则更能受到人们的欢迎。
所以设计一个简易数字电子钟很有必要。
本电子钟采用AT89C52单片机为核心，使用12MHz 晶振与单片机AT89C52 相连接,通过软件编程的方法实现以24小时为一个周期，同时8位7段LED数码管(两个四位一体数码管)显示小时、分钟和秒的要求,并在计时过程中具有定时功能，当时间到达提前定好的时间进行蜂鸣报时。
该电子钟设有四个按键KEY1、KEY2、KEY3、KEY4和KEY5键,进行相应的操作就可实现校时、定时、复位功能。
具有时间显示、整点报时、校正等功能。
走时准确、显示直观、运行稳定等优点。
具有极高的推广应用价值。
关键词：电子钟 AT89C52 硬件设计软件设计目录一、数字电子钟设计任务、功能要求说明及方案介绍 (4)1.1 设计课题设计任务 (4)1.2 设计课题的功能要求说明 (4)1.3 设计课的设计总体方案介绍及工作原理说明 (4)二、设计课题的硬件系统的设计 (5)2.1硬件系统各模块功能简要介绍 (5)2.1.1 AT89C52简介 (5)2.1.2 按键电路 (6)三、设计课题的软件系统的设计 (6)3.1 使用单片机资源的情况 (6)3.2 软件系统个模块功能简要介绍 (7)3.3 软件系统程序流程框图 (7)3.4 软件系统程序清单 (7)四、设计课题的设计结论、仿真结果、误差分析 (9)4.1 设计结论及使用说明 (9)4.2 仿真结果 (10)结束语 (12)参考文献 (12)附录 (13)附录A:程序清单 (13)一、数字电子钟设计任务、功能要求说明及方案介绍1.1 设计课题设计任务设计一个具有特定功能的电子钟。
具有时间显示，并有时间设定，时间调整功能。
1.2 设计课题的功能要求说明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“d.1004-22”，进入时钟准备状态；第一次按电子钟启动/调整键，电子钟从12时59分0秒开始运行，进入时钟运行状态；按电子钟S5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S5键再次进入时钟运行状态。
数字电子钟逻辑电路设计
译码为编码的逆过程。它将编码时赋予代码的含义“翻译”过来。实现译码的逻辑电路成为译码器。译码器输出与输入代码有唯一的对应关系。74LS48是输出低电平有效的七段字形译码器，它在这里与数码管配合使用，表2列出了74LS48的真值表，表示出了它与数码管之间的关系。
6.74LS48的功能介绍
表274LS48显示译码器真值表
原理是当由晶振产生32768HZ的脉冲经过CD4060的14次分频后，输出一2HZ的脉冲，在经过一个由D触发器构的T’触发器后输出所需的1HZ秒脉冲。
2
关于0—59的六十进制、0-23的二十四进制及1-7的七进制可用计数器来实现，我们用的是二进制计数器74LS161，由于我们对于此电路的实现非常熟悉，因此我就不在此多做赘述。
RC震荡电路产生的频率稳定度不够高。第一，转换电平受温度变化和电源波动的影响；第二，电路的工作方式易受干扰，从而使电路状态转换提前或滞后；第三，电路转换时，电容充、放电的过程已经比较缓慢，转换电平的微小变化或者干扰对震荡周期影响都比较大。因此，在震荡电路中加以晶体，其作用是对振荡电路中频率的稳定，使构成石英多谐振荡器。具体电路图如图电路图7所示，图10是它的等效图。
5
Q1
同相位输出
用数码管(8位)显示的数字时钟程序
用数码管(8位)显示的数字时钟程序
一、程序概述
本程序使用单片机AT89S52，通过数码管(8位)显示当前时间，支持12小时制和24小时制切换，精度为秒。
二、程序实现
程序首先定义了数码管的连接方式和每个数字的位图数据，然后定义了时间变量和函数，包括：
1.初始化函数：设置数码管端口和时钟计数器的计数方式。
2.读时钟函数：读取时钟计数器及寄存器，返回当前时间的小时、分钟和秒数。
3.显示函数：将当前时间转化为8个数码管显示的位图数据，用数字和符号映射表将数字和符号的位图数据与数码管连接方式对应起来，输出到数码管上。
在主函数中，程序初始化后循环执行读时钟函数和显示函数，实现时钟的实时显示。
三、程序特点
1.采用8位数码管显示，时间更加直观。
2.支持12小时制和24小时制切换，适用于不同场景。
3.实现精度为秒的实时显示，更加准确。
四、程序优化
1.增加闹钟功能，提醒用户打卡或者起床。
2.加入温度传感器模块，实现显示温度的功能。
3.优化显示效果，增加字体和颜色等选项。
五、程序应用
本程序可应用于家庭、办公室、学校等场合，用于显示时间，提醒用户合理安排时间和时间管理，也可作为DIY电子制作的教学和实验材料，提高学生的动手实践能力和电子信息技术水平。
AT89C2051做的数字电子时钟
AT89C2051做的数字钟采用AT89C2051的6位电子钟原理如下图所示，只要硬件连接无误，保证成功。
另外图中的SET按纽用于校准时间。
按住2秒以上进入校准时间状态及换档和退出，快速点触用于调节时间数值。
三极管采用9015即可。
数码管最好采用红色的共阳型LED数码管，亮度高些，因为是扫描的显示方式，所以各个数码管的abcdefg各脚采用了总线并联,改动510欧姆的电阻可以改变显示亮度。
电子钟原理图电子钟源程序;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; AT89C2051时钟程序;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 定时器T0、T1溢出周期为50MS，T0为秒计数用，T1为调整时闪烁用，; P3.7为调整按钮，P1口为字符输出口，采用共阳显示管。
; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 中断入口程序;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;ORG 0000H ;程序执行开始地址LJMP START ;跳到标号START执行ORG 0003H ;外中断0中断程序入口RETI ;外中断0中断返回ORG 000BH ;定时器T0中断程序入口LJMP INTT0 ;跳至INTTO执行ORG 0013H ;外中断1中断程序入口RETI ;外中断1中断返回ORG 001BH ;定时器T1中断程序入口LJMP INTT1 ;跳至INTT1执行ORG 0023H ;串行中断程序入口地址RETI ;串行中断程序返回; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 主程序;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;START: MOV R0,#70H ;清70H-7AH共11个内存单元MOV R7,#0BH ;CLEARDISP: MOV @R0,#00H ;INC R0 ;DJNZ R7,CLEARDISP ;MOV 20H,#00H ;清20H（标志用）MOV 7AH,#0AH ;放入"熄灭符"数据MOV TMOD,#11H ;设T0、T1为16位定时器MOV TL0,#0B0H ;50MS定时初值（T0计时用）MOV TH0,#3CH ;50MS定时初值MOV TL1,#0B0H ;50MS定时初值（T1闪烁定时用）MOV TH1,#3CH ;50MS定时初值SETB EA ;总中断开放SETB ET0 ;允许T0中断SETB TR0 ;开启T0定时器MOV R4,#14H ;1秒定时用初值（50MS×20）START1: LCALL DISPLAY ;调用显示子程序JNB P3.7,SETMM1 ;P3.7口为0时转时间调整程序SJMP START1 ;P3.7口为1时跳回START1SETMM1: LJMP SETMM ;转到时间调整程序SETMM ; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 1秒计时程序;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;T0中断服务程序INTT0: PUSH ACC ;累加器入栈保护PUSH PSW ;状态字入栈保护CLR ET0 ;关T0中断允许CLR TR0 ;关闭定时器T0MOV A,#0B7H ;中断响应时间同步修正ADD A,TL0 ;低8位初值修正MOV TL0,A ;重装初值（低8位修正值）MOV A,#3CH ;高8位初值修正ADDC A,TH0 ;MOV TH0,A ;重装初值（高8位修正值）SETB TR0 ;开启定时器T0DJNZ R4, OUTT0 ;20次中断未到中断退出ADDSS: MOV R4,#14H ;20次中断到（1秒）重赋初值MOV R0,#71H ;指向秒计时单元（71H-72H）ACALL ADD1 ;调用加1程序（加1秒操作）MOV A,R3 ;秒数据放入A（R3为2位十进制数组合）CLR C ;清进位标志CJNE A,#60H,ADDMM ;ADDMM: JC OUTT0 ;小于60秒时中断退出ACALL CLR0 ;大于或等于60秒时对秒计时单元清0MOV R0,#77H ;指向分计时单元（76H-77H）ACALL ADD1 ;分计时单元加1分钟MOV A,R3 ;分数据放入ACLR C ;清进位标志CJNE A,#60H,ADDHH ;ADDHH: JC OUTT0 ;小于60分时中断退出ACALL CLR0 ;大于或等于60分时分计时单元清0MOV R0,#79H ;指向小时计时单元（78H-79H）ACALL ADD1 ;小时计时单元加1小时MOV A,R3 ;时数据放入ACLR C ;清进位标志CJNE A,#24H,HOUR ;HOUR: JC OUTT0 ;小于24小时中断退出ACALL CLR0 ;大于或等于24小时小时计时单元清0OUTT0: MOV 72H,76H ;中断退出时将分、时计时单元数据移MOV 73H,77H ;入对应显示单元MOV 74H,78H ;MOV 75H,79H ;POP PSW ;恢复状态字（出栈）POP ACC ;恢复累加器SETB ET0 ;开放T0中断RETI ;中断返回;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 闪动调时程序;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;T1中断服务程序，用作时间调整时调整单元闪烁指示INTT1: PUSH ACC ;中断现场保护PUSH PSW ;MOV TL1, #0B0H ;装定时器T1定时初值MOV TH1, #3CH ;DJNZ R2,INTT1OUT ;0.3秒未到退出中断（50MS中断6次）MOV R2,#06H ;重装0.3秒定时用初值CPL 02H ;0.3秒定时到对闪烁标志取反JB 02H,FLASH1 ;02H位为1时显示单元"熄灭"MOV 72H,76H ;02H位为0时正常显示MOV 73H,77H ;MOV 74H,78H ;MOV 75H,79H ;INTT1OUT: POP PSW ;恢复现场POP ACC ;RETI ;中断退出FLASH1: JB 01H,FLASH2 ;01H位为1时，转小时熄灭控制MOV 72H,7AH ;01H位为0时，"熄灭符"数据放入分MOV 73H,7AH ;显示单元（72H-73H），将不显示分数据MOV 74H,78H ;MOV 75H,79H ;AJMP INTT1OUT ;转中断退出FLASH2: MOV 72H,76H ;01H位为1时，"熄灭符"数据放入小时MOV 73H,77H ;显示单元（74H-75H），小时数据将不显示MOV 74H,7AH ;MOV 75H,7AH ;AJMP INTT1OUT ;转中断退出; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 加1子序;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;ADD1: MOV A,@R0 ;取当前计时单元数据到A DEC R0 ;指向前一地址SWAP A ;A中数据高四位与低四位交换ORL A,@R0 ;前一地址中数据放入A中低四位ADD A,#01H ;A加1操作DA A ;十进制调整MOV R3,A ;移入R3寄存器ANL A,#0FH ;高四位变0MOV @R0,A ;放回前一地址单元MOV A,R3 ;取回R3中暂存数据INC R0 ;指向当前地址单元SWAP A ;A中数据高四位与低四位交换ANL A,#0FH ;高四位变0MOV @R0,A ;数据放入当削地址单元中RET ;子程序返回; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;; 清零程序;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;对计时单元复零用CLR0: CLR A ;清累加器MOV @R0,A ;清当前地址单元DEC R0 ;指向前一地址MOV @R0,A ;前一地址单元清0RET ;子程序返回; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;; 时钟调整程序;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;当调时按键按下时进入此程序SETMM: cLR ET0 ;关定时器T0中断CLR TR0 ;关闭定时器T0LCALL DL1S ;调用1秒延时程序JB P3.7,CLOSEDIS ;键按下时间小于1秒，关闭显示（省电）MOV R2,#06H ;进入调时状态，赋闪烁定时初值SETB ET1 ;允许T1中断SETB TR1 ;开启定时器T1SET2: JNB P3.7,SET1 ;P3.7口为0（键未释放），等待SETB 00H ;键释放，分调整闪烁标志置1SET4: JB P3.7,SET3 ;等待键按下LCALL DL05S ;有键按下，延时0.5秒JNB P3.7,SETHH ;按下时间大于0.5秒转调小时状态MOV R0,#77H ;按下时间小于0.5秒加1分钟操作LCALL ADD1 ;调用加1子程序MOV A,R3 ;取调整单元数据CLR C ;清进位标志CJNE A,#60H,HHH ;调整单元数据与60比较HHH: JC SET4 ;调整单元数据小于60转SET4循环LCALL CLR0 ;调整单元数据大于或等于60时清0CLR C ;清进位标志AJMP SET4 ;跳转到SET4循环CLOSEDIS: SETB ET0 ;省电（LED不显示）状态。
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)4.3仿真结果 (16)第5章安装调试 (17)5.1安装调试过程 (17)5.2故障分析 (17)第6章结论 (18)第7章使用仪器设备清单 (19)参考文献 (19)收获、体会和建议 (20)第1章概述数字集成电路的出现和飞速发展，以及石英晶体振荡器的广泛应用，使得数字钟的精度稳定度远远超过了老式的机械表，用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的数字钟在数字显示方面，目前已有集成的计数、译码电路，它可以直接驱动数码显示器件，也可以直接采用才COMS--LED光电组合器件，构成模块式石英晶体数字钟。
多功能数字钟课程设计
摘要之青柳念文创作多功能数字钟是采取数字电路实现对时，分，秒，数字显示的计时装置，广泛用于个人家庭，车站，船埠，办公室等公共场合，成为人们日常生活中不成少的必须品，由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用，使得数字钟的精度远超出老式钟表原先的报时功能.诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动节制、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.因此，研究数字钟及其广大应用，有着非常现实的意义.数字电子钟由信号发生器“时、分、秒”计数器、译码器及显示器、校时电路、整点报时电路等组成.秒信号发生器是整个系统的时基信号，它直接决议计时系统的精度，一般用555或晶振电路构成的振荡器加分频起来实现.将尺度秒脉冲信号送入“秒计数器”，该计数器采取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”采取24进制计数，可以实现一天24h的积累计.译码显示电路将“时、分、秒”计数器的输出状态经七段显示译码器译码，通过六位LED显示器显示出来.整点报时电路是根据计时系统的输出状态发生一个脉冲信号，然后去触发音频发生器实现报时.校时电路是来对“时、分、秒”显示数字停止校对，调整.关键词多功能数字钟计数器译码器显示器校时电路目次摘要 (I)1 绪论 (1)1.1 项目研究的布景及意义 (1)1.2 多功能数字钟的现状和发展趋势 (1)2 设计总体方案 (2)2.1 简要说明 (2)2.2 任务要求 (2)2.3 基来历根基理 (2)3 单元电路 (3)3.1 振荡器的设计 (3) (4) (4) (5) (5)3.4 译码器和显示电路的设计 (6)3.5 校时电路的设计 (6)4单元电路设计 (7) (7) (7)4.2.1 60进制计数器的设计 (7)4.2.2 24进制计数器的设计 (8)4.3 译码及驱动显示电路 (9)4.4 校时电路的设计 (9)4.5 报时电路 (10) (11)5仿真成果及分析 (12) (12) (12) (13) (13)总结分析 (14)致谢 (15)参考文献 (16)附录1 (17)附录2 (18)1 绪论1.1 项目研究的布景及意义20世纪末，电子技术得到了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个范畴，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，产品更新换代的节拍也越来越快.时间对人们来讲总是那末贵重，工作的繁忙性和复杂性容易使人忘记当前的时间.忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅.但是，一旦重要事情，一时的耽误能够变成大祸.多功能数字钟是采取数字电路实现对时，分，秒，数字显示的计时装置，广泛用于个人家庭，车站，船埠，办公室等公共场合，成为人们日常生活中不成少的必须品，由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用，使得数字钟的精度远超出老式钟表原先的报时功能.诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动节制、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.因此，研究数字钟及其广大应用，有着非常现实的意义.1.2 多功能数字钟的现状和发展趋势单片机模块中最罕见的是数字钟，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.今朝，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展.单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的节制系统设计思想和设计方法.从前必须由摹拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了.这种软件代替硬件的节制技术也称为微节制技术，是传统节制技术的一次革命.在单片机技术日趋成熟的明天，其矫捷的硬件电路设计和软件的设计，让单片机得到了广泛的应用，几乎是从小的电子产品，到大的工业节制，单片机都起到了无足轻重的作用.单片机小的系统布局几乎是所有具有可编程硬件的一个缩影，可谓是“麻雀虽小，肝胆俱全”，单片机的学习和研究是对微机系统学习和研究的简捷途径.2 设计总体方案2.1 简要说明设计一个具有时分秒显示的数字钟.2.2 任务要求(1) 具有正常走时的基本功能；(2) 具有校时功能（只停止分、时的校时）；(3) 具有整点报时功能；(4) 信号发生电路采取石英晶体构成的振荡器；(5) 列出步调，画出设计的逻辑电路图.(6) 电路停止仿真、修改，使仿真成果达到设计要求；(7) 装并测试电路的逻辑功能.2.3基来历根基理数字钟的原理框图如图2-1所示，是由555多谐振荡器、分频器、秒、分、时计数器、译码器、显示器和校时电路组成.555多谐振荡器发生的信号颠末分频器作为秒脉冲，秒脉冲送入计数器计数，计数成果通过“时”、“分”、“秒”译码器显示时间.图2-1 数字钟的原理框图3 单元电路3.1 振荡器的设计数字钟应具有尺度的时钟源，用它发生频率稳定的1Hz脉冲信号，称为秒脉冲，因此振荡器是计时器的核心.通常采取集成电路555定时器与RC组成的多谐振荡器.晶体振荡器给数字钟提供一个频率稳定准确的方波信号，一般输出为方波数字式晶体振荡器通常有两类：一类是用TTL门电路构成；另外一类是通过CMOS非门构成电路.这里我们采取555多谐振荡器.图3-1 1000Hz NE555多谐振荡器分频器的设计由NE555组成的多谐振荡器发生1KHz稳定的脉冲信号，但是时钟电路需要1Hz的秒脉冲信号，所以我们采取由3个74HC161组成的1000分频电路.图3-2 74HC161分频器3.3计数器的设计获得秒脉冲信号后，可根据60秒为1分，60分为1小时，24小时为一天的规律计数.因此，计数器由“秒”、“分”、“时”计数器电路组成，“秒”，“分”计数器为六十进制加法计数器，时计数器为二十四进制加法计数器.采取两片中规模集成电路74LS160组成六十进制加法计数器，可操纵74LS160异步清零端通过反馈归零的方法来实现，也可操纵74LS160同步置数端用置数法来实现.图3-3-1 六十进制加法计数器由两个74LS160和74LS00四2输入与非门组成二十四进制“时”计数器，个位与十位计数器均采取同步级联方式.选择十位计数器的输出端和个位计数器的输出端通过与非门节制两片计数器的清零端，可实现二十四进制递增计数.图3-3-2 二十四进制加法计数器译码器和显示电路的设计译码是将给定的代码停止翻译.计数器采取的码制分歧，译码电路也分歧.译码和显示电路是将“秒”、“分”、“时”计数器中每块集成电路的输出状态翻译成七段数码管能显示十进制数所要求的电信号，然后经数码管，把相应的数字显示出来.译码管有多个型号可以选择，如74LS248、74LS247等.图3-4 译码器显示电路3.5 校时电路的设计校时电路的作用是当计时器刚接通电源或走时出现误差时，实现对“时”、“分”、“秒”的校准.在电路中设有正常计时和校准位置.校时电路可以采取手动校时或自动校时.3.5.1 时、分时间校准电路3.5.2 秒时间校准电路图3-5 校时电路4单元电路设计图4-1 发生1Hz时间脉冲的仿真电路图秒、分计数器为60进制计数器.小时计数器为24进制计数器.实现这两种模数的计数器采取中规模集成计数器74LS160.4.2.1 60进制计数器的设计“秒”74LS160构成的60进制计数器.首先将两片74LS160设置成十进制加法计数器，将两片计数器并行进位则最大可实现100进制的计数器.现要设计一个60进制的计数器，可操纵“反馈清零”的方法实现.当计数器输出“0110、0000”时，通过门电路形成一置数脉冲，使计数器归零.图 4-2-1 60进制计数器电路图4.2.2 24进制计数器的设计同理应个位计数状态为“0100”，十位计数器状态为“0010”时，要求计数器归零.图 4-2-2 24进制计数器图4.3 译码及驱动显示电路译码电路的功能是将“秒”、“分”、“时”计数器的输出代码停止翻译，变成相应的数字.用于驱动LED七段数码管的译码器常常使用的有CD4511，CD4511是BCD-7段译码器，其输出是OC门输出高电平有效，专用于驱动LED七段共阴极显示数码管.由CD4511和LED七段共阴极数码管组成的一位数码显示电路如图 16 所示.若将“秒”、“分”、“时”计数器的每位输出分别接到相应七段译码器的输入端，即可停止分歧数字的显示.图 1-3译码及驱动显示电路图4.4 校时电路的设计数字种启动后,每当数字钟显示与实际时间不符进,需要根据尺度时间停止校时.校“秒”时，采取等待校时.校“分”、“时”的原理比较简单，采取加速校时.对校时电路的要求是 :1．在小时校正时不影响分和秒的正常计数 .2．在分校正时不影响秒和小时的正常计数 .如图所示，当开关打向下时，因为校正信号和0相与的输出为0，而开关的另外一端接高电平，正常输入信号可以顺利通过与或门，故校时电路处于正常计时状态；当开关打向上时，情况正好与上述相反，这时校时电路处于校时状态.与非门可选74LS00，非门则可用与非门2个输入端并接来代替节俭芯片.因此实际使用时，须对开关的状态停止消除抖动处理，图17为加2个0.01uF的电容.图 4-4 校时电路图4.5 报时电路根据要求，电路应在整点准时报时，当时间到达一个整小时时，电路会发生一次蜂鸣提醒.图 4-5 报时电路图图4-6 总电路图5仿真成果及分析图 2-1时钟成果仿真图星期电路原理和时分秒的计时电路原理相同，选用74LS160做计数器，CD4511做译码显示功能，这里星期电路兼具调整功能，下方开关打至高电平，星期电路会自动跳动直至准确后再拨动开关.图5-2 星期电路仿真图图5-3 手电电路图5.4测试成果分析经测试之后，电路可以实现设计要求，可以实现数字钟的基本功能，比方计数，如图22，同时多功能模块校时功能和报时功能都可使用，如图24.基于仿真成果可以认定，此次多功能数字钟的设计是成功的.数电课设即将竣事，一星期的课程设计给我留下了很深的印象，电路的设计比想象的要复杂一点，而且会不时的出现一些小问题，而我们处理一个个小问题的过程就是我们收获的过程，大体电路设计完毕后我们开端寻求扩大功能，包含报时电路，星期电路和应急用的小手电电路，都会让我为之兴奋，而仿真软件的应用也的确让我们任性了一把，比方因为原件选择的错误一直不克不及仿真..而在总体电路设计完毕后还要分模块为焊接做准备，也让我对统筹规划有了进一步的懂得.而电路的焊接就是对耐烦细心动手的考验了，在一个月黑风高的夜晚，终于我么完成了电路的焊接，，，很高兴在这个充满创意的数电课设上收获颇丰~~~感谢高教师的全力帮忙，感谢所有教师的支持与厚爱！当然还要感谢我的组员和我一起奋战在第一线！我们一起履历过失败，挫折，但是我们都降服掉了所有的坚苦，最后终于见到了辛勤尽力后的彩虹！感谢大家！参考文献[1] [2] 何立平易近. 单片机系统设计. 北京航空航天大学出版社[M].1993.[3] 姚行中，关林风. 微型计算机及外部设备常常使用芯片手册[M].清华大学出版社.1999[4] 康华光，电子技术基础（数字部分）.高等教导出版社.[5] 杨旭雷，张浩. 基于RS-485总线的测控系统串行通信协议及软硬件实现[J].电气自动化. 2002(2).附录1 总电路图附录2 元件清单。
数字钟时钟电路图
3.2.1.2计数电路
计数器是一种计算输入脉冲的时序逻辑网络，被计数的输入信号就是时序网络的时钟脉冲，它不仅可以计数而且还可以用来完成其他特定的逻辑功能，如测量、定时控制、数字运算等等。
数字钟的计数电路是用两个六十进制计数电路和“12翻1”计数电路实现的。数字钟的计数电路的设计可以用反馈清零法。当计数器正常计数时，反馈门不起作用，只有当进位脉冲到来时，反馈信号将计数电路清零，实现相应模的循环计数。以六十进制为例，当计数器从00，01，02，……，59计数时，反馈门不起作用，只有当第60个秒脉冲到来时，反馈信号随即将计数电路清零，实现模为60的循环计数。
1.设计目的
设计一种多功能数字钟，该数字钟具有基本功能和扩展功能两部分。其中，基本功能部分的有准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间和校时功能。扩展功能部分则具有：定时控制、仿广播电台正点报时、自动报整点时数和触摸报正点的功能。数字钟的电路也是由主体电路和扩展电路两部分构成，在电路中，基本功能部分由主体电路实现，而扩展功能部电路实现。这两部分都有一个共同特点就是它们都要用到振荡电路提供的1Hz脉冲信号。在计时出现误差时电路还可以进行校时和校分，为了使电路简单所设计的电路不具备校秒的功能。并且要用数码管显示时、分、秒，各位均为两位显示，扩展部分要有相应的响应电路。分则由扩展
输入输出
输入输入输出
清零
图4图5
图6
输入
输出
CK
CR
EN
上升沿
L
H
加计数
L
L
上升沿
加计数
下降沿
L
X
保持
X
L
上升沿
上升沿
L
L
H
L
下降沿
数字电子钟课程设计报告
单片机原理与应用摘要本论文基于单片机原理技术介绍了一款于STC89C52芯片作为核心控制器的单片机数字电子钟的设计与制作，包括硬件电路原理的实现方案设计、软件程序编辑的实现、数字电子钟正常工作的流程、原理图仿真实现、硬件实物的安装制作与硬件实物的调试过程。
该单片机数字电子钟采用LED 数码管能够准确显示时间（显示格式为：时时，分分，秒秒），可随时进行时间调整，时间可采用12 小时制显示或24 小时制显示，采用12 小时显示时可在标志位数码管上显示A（表示上午）或B（表示下午），可暂停时间的变动,暂停时一位数码管上显示字母T，可按自己的要求设置扩展的小键盘个数。
关键词：单片机；数字电子钟；数码管；STC89C52目录1.设计任务与要求 (3)1.1设计任务 (3)1.2设计要求 (3)2.方案设计与论证 (4)2.1单片机芯片选择方案 (4)2.2数码管显示选择方案 (5)2.3数码管驱动选择方案 (5)3.硬件单元电路设计与参数计算 (6)3.1电源电路 (6)3.2按键电路 (6)3.3时钟电路 (6)3.4驱动电路 (7)3.5LED显示电路 (7)3.6单片机电路 (7)4.软件设计与流程图 (8)4.1数字电子时钟主程序流程图 (8)4.2中断服务程序流程图 (8)4.3显示子程序流程图 (11)5.总原电路及元器件清单 (12)5.1总原理图 (12)5.2PCB制板图 (13)5.3整体电路仿真图 (14)5.4元件清单 (15)心得体会 (16)参考文献 (17)致谢 (18)程序清单 (19)1.设计任务与要求1.1设计任务用单片机设计一个数字电子钟，采用LED 数码管来显示时间。
1.2设计要求（1）显示格式为：XX：XX：XX，即：时：分：秒。
（2）时间可采用12 小时制显示或24 小时制显示，采用12 小时显示时必须在另外一个数码管上显示A（表示上午）或B（表示下午）。
（3）设置一个按键用于时间显示方式的切换。
数字电子时钟实验心得5篇
数字电子时钟实验心得5篇_数字电子时钟实验心得1_基于AVR单片机Mega_的电子时钟设计摘要】Mega_是一款采用先进RISC精简指令,内置A/D的8位单片机,可支持低电压联机Flash和EEPROM写入功能;同时还支持Basic和C等高级语言编程.用它设计电子时钟不仅成本低,硬件简单,.基于AVR单片机Mega_的电子时钟设计摘要】Mega_是一款采用先进RISC精简指令,内置A/D的8位单片机,可支持低电压联机Flash和EEPROM写入功能;同时还支持Basic和C等高级语言编程.用它设计电子时钟不仅成本低,硬件简单,而且很容易实现系统移植.介绍了如何利用AVR系列单片机Mega_及__字符液晶来设计电子时钟的方法,同时给出了相应的电路原理及部分语言程序.数字电路课程设计的心得体会为什么没人啊?都在忙本科教育评估去了.最核心的是时序逻辑电路的设计,要培养出良好的空间想象能力.高性能的数字信号处理芯片,不用标准单片机和标准嵌入系统,那速度慢,要缴纳知识产权许可费用,发达国家都是专门有针对性设计的时序逻辑电路的独立设计.例如上个世纪80年代的苹果牌个人计算机,就是用许多通用中小规模数字集成电路搭建的时序逻辑电路,国内以此仿照了中华学习机.现在的CPU设计复杂,时序逻辑电路都集成在芯片里面,集成度高,要靠高等院校的教材和实验课程,实在没法设计出低端的CPU.所以一般都是购买国外集成电路系统的构架,以此为基础设计,这就有知识产权的费用,到了流片的时候,人家要统计你的生产数量,要收费的.这就是基础教育关系的国家安全的一个例子.电子时钟课程设计报告我们刚刚做完的课程设计.给你啦__ 数字钟设计报告设计者: _2_3 _2_6 目录 1 设计目的 3 2 设计要求指标 3 2.1 基本功能 3 2.2 扩展功能 4 3.方案论证与比较 4 4 总体框图设计 4 5 电路原理分析 4 5.1数字钟的构成 4 5.1.1 分频器电路 5 5.1.2 时间计数器电路 5 5.1.3分频器电路 6 5.1.4振荡器电路 6 5.1.5数字时钟的计数显示电路 6 5.2 校时电路 7 5.3 整点报时电路 8 6系统仿真与调试 8 7.结论 8 参考文献 9 实验作品附图 10 数字钟摘要: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.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.经过了数字电路设计这门课程的系统学习,特别经过了关于组合逻辑电路与时序逻辑电路部分的学习,我们已经具备了设计小规模集成电路的能力,借由本次设计的机会,充分将所学的知识运用到实际中去.本次课程设计要求设计一个数字钟,基本要求为数字钟的时间周期为24小时,数字钟显示时.分.秒,数字钟的时间基准一秒对应现实生活中的时钟的一秒.供扩展的方面涉及到定时自动报警.按时自动打铃.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 设计目的 1.掌握数字钟的设计.组装与调试方法.2.熟悉集成元器件的选择和集成电路芯片的逻辑功能及使用方法.3.掌握面包板结构及其接线方法 4.熟悉仿真软件的使用.2 设计要求及指标 2.1基本功能 1)时钟显示功能,能够正确显示〝时〞.〝分〞.〝秒〞.2)具有快速校准时.分.秒的功能.3)用555定时器与RC组成的多谐振荡器产生一个标准频率(1Hz)的方波脉冲信号.2.2扩展功能 1)用晶体振荡器产生一个标准频率(1Hz)的脉冲信号.2)具有整点报时的功能.3)具有闹钟的功能.4)…… 3.方案论证与比较本设计方案使用555多谐振荡器来产生1HZ的信号.通过改变相应的电阻电容值可使频率微调,不必使用分频器来对高频信号进行分频使电路繁复.虽然此振荡器没有石英晶体稳定度和精确性高,由于设计方便,操作简单,成为了设计时的首选,但是由于与实验中使用的555芯片产生的脉冲相比较,利用晶振产生的脉冲信号更加的稳定,同过电压表的测量能很好的观察到这一点,同时在显示上能够更加接进预定的值,受外界环境的干扰较少,一定程度上优于使用555芯片产生信号方式.我们组依然同时设计了555和晶振两个信号产生电路.(本实验报告中着重按照原方案设计的555电路进行说明) 4. 系统设计框图数字式计时器一般由振荡器.分频器.计数器.译码器.显示器等几部分组成.在本设计中555振荡器及其相应外部电路组成标准秒信号发生器,由不同进制的计数器.译码器和显示器组成计时系统.秒信号送入计数器进行计数,把累计的结果以时 . 分 . 秒的数字显示出来.时显示由二十四进制计数器.译码器.显示器构成, 分 . 秒显示分别由六十进制计数器.译码器.显示器构成.其原理框图如图1.1所示.5.电路原理分析 5.1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.在此使用555振荡器组成1Hz的信号.数字钟原理框图(1.1) 5.1.1振荡器电路 555定时器组成的振荡器电路给数字钟提供一个频率为1Hz的方波信号.其中OUT为输出.5.1.2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.5.1.3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32768Hz的振荡信号分频为1HZ的分频倍数为32768( ),即实现该分频功能的计数器相当于15级2进制计数器.5.1.4振荡器电路利用555定时器组成的多谐振荡器接通电源后,电容C1被充电,当电压上升到一定数值时里面集成的三极管导通,然后通过电阻和三极管放电,不断的充放电从而产生一定周期的脉冲,通过改变电路上器件的值可以微调脉冲周期.5.1.5数字时钟的计数显示控制在设计中,我们使用的是74___0十进制计数器,来实现计数的功能,实验中主要用到了_0的置数清零功能(特点:消耗一个时钟脉冲),清零功能(特点:不耗时钟脉冲),在上级_0控制下级_0时候通过组合电路(主要利用与非门)实现,在连接电路的时候要注意并且强调使能端的连接,其将影响到.基于单片机的电子时钟的设计与制作(C语言) 要求:采用万年历芯片进行设计采用万年历芯片,其实可以用时钟芯片DS__.显示用什么,是数码管,还是LCD__?设计与制作,是要做出实物吗?要是仿真,给你一个仿真图,可以做参考._数字电子时钟实验心得2_数字电子钟的逻辑框图如图3-4所示.它由555集成芯片构成的振荡电路.分频器.计数器.显示器和校时电路组成.555集成芯片构成的振荡电路产生的信号经过分频器作为秒脉冲,秒脉冲送入计数器,计数结果通过〝时〞.〝分〞.〝秒〞译码器显示时间.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.一般来说,般来说,振荡器的频率越高,计时精度越高,但耗电量将增大.如果精度要求不高也可以采用由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器.如图3-4-1所示.设振荡频率f=1KHz,R为可调电阻,微调R1可以调出1KHz输出.2. 分频器由于振荡器产生的频率很高,要得到秒脉冲,需要分屏电路.本实验由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器,产生1KHz的脉冲信号.故采用3片中规模集成电路计数器74LS90来实现,得到需要的秒脉冲信号.3. 计数器秒脉冲信号经过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〞计数器为六十进制,小时为十二进制.(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,所以,选用一片74LS90和一片74LS92组成六十进制计数器,采用反馈归零的方法来实现六十进制计数.其中,〝秒〞十位是六进制,〝秒〞个位是十进制.如图3-4-3-1所示.(2)十二四进制计数〝_翻1〞小时计数器是按照〝_——_——_——……——_——_——_——_——……〞规律计数的,这与日常生活中的计时规律相同.在此实验中,小时的个位计数器由4位二进制同步可逆计数器74LS_1构成,十位计数器由D触发器74LS74构成,将它们级连组成〝_翻1〞小时计数器.计数器的状态要发生两次跳跃:一是计数器计到9,即个位计数器的状态为Q_Q_Q_Q00=10_,在下一脉冲作用下计数器进入暂态1_0,利用暂态的两个1即Q_Q_使个位异步置0,同时向十位计数器进位使Q10=1;二是计数器计到_后,在第_个脉冲作用下个位计数器的状态应为Q_Q_Q_Q00=00_,十位计数器的Q10=0.第二次跳跃的十位清0和个位置1信号可由暂态为1的输出端Q10,Q_,Q00来产生.图3-4-3-2 M_计数器功能表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84_BCD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=0时,74LS48出去全1.5. 显示器本系统用七段发光二极管来显示译码器输出的数字,显示器有两种:共阳极显示器或共阴极显示器.74LS48译码器对应的显示器是共阴极显示器.6. 校时电路当数字钟走时出现误差时,需要校正时间.校时电路实现对〝时〞〝分〞〝秒〞的校准.在电路中设有正常计时和校对位置.本实验实现〝时〞〝分〞的校对.对校时的要求是,在小时校正时不影响分和秒的正常计数;在分校正时不影响秒和小时的正常计数.需要注意的时,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,为防止这一情况的发生我们接入一个由RS触发器组成的防抖动电路来控制.图3-4-6-1 校时开关的功能表3.5 实验主体电路的装调·由图3-4所示的数字中系统组成框图按照信号的流向分级安装,逐级级联.这里的每一级是指组成数字中的各个功能电路.·级联时如果出现时序配合不同步,或剑锋脉冲干扰,引起的逻辑混乱,可以增加多级逻辑门来延时.如果显示字符变化很快,模糊不清,可能是由于电源电流的跳变引起的,可在集成电路器件的电源端Vcc加退藕滤波电容.通常用几十微法的大电容与0._μF的小电容相并联.·画数字钟的主体逻辑电路图. 如图3-5图3-5 数字钟的主体电路逻辑图3.6 功能扩展电路(1)定时控制电路数字钟在指定的时刻发出信号,或驱动音响电路〝闹时〞,或对某装置的电源进行接通或断开〝控制〞.不管是闹时还是控制,都要求时间准确,即信号的开始时刻与持续时间必须满足规定的要求.例如要求上午7时59分发出闹时信号,持续时间为1分钟.本实验设计为7时59分时,音响电路的晶体管导通,则扬声器发出1KHz的声音.持续1分钟到8点整晶体管因输入端为〝0〞而截止,电路停闹.图3-6 闹时电路(2)仿广播电台整点报时电路仿广播电台整点报时电路的功能要求是,每当数字钟计时快要到整点时发出声响,通常按照4低音1高音的顺序发出间断声响,以最后一声高音结束的时刻为整点时刻.设4声低音(约500Hz)分别发生在59分51秒.53秒.55秒及57秒,最后一声高音(约1KHz)发生在59分59秒,它们的持续时间均为1秒.图3.7 整个电路的组装及调试和扩展电路检查均无连线错误并且显示正常后,将两个电路连为一个整体,接上+5V电源.观察时钟是否显示正常;是否在上午7时59分发出闹时信号,持续时间一分钟;是否有四声低音分别发生在59分51秒.53秒.55秒及57秒,最后一声高音法正在59分59秒,它们持续时间均为1秒.若不正常则检查电路各个部分,直到得到满意的结果.我们共经过两天的调试,圆满完成了这次为期两周的课程设计.四.实验总结短短的两周课程设计结束了.看着自己设计.连线.调试成功的数字电子钟,很有成就感.真的很有收获,体会到了什么是学以致用,理论与实践的差别到底有多大.以前上课都是上一些最基本的东西而现在却可以将以前学的东西做出有实际价值的东西.在这个过程中,我的确学得到很多在书本上学不到的东西,如:怎么设计一个六十.十二进制计数器,如何实现校时的防抖动等等.但也遇到了不少的挫折,有时遇到了一个错误怎么找也找不到原因所在,找了老半天结果却是接头的方向接错了,有时更是忘接地了.在学习中的小问题在课堂上不可能犯,在动手的过程中却很有可能犯.特别是在接电路时,一不小心就会犯错,而且很不容易检查出来.在调试主板电路时,十位不进位,检查电路,以为没有什么问题,后来一步一步的检查,发现总的地线没接,接上总的地线,一切正常.副版是我的同组刘玉龙连接的电路,在主板和副版连接起来后,新的问题又出现了.第一,计数太快了,正常一秒,我们设计的数字电子表却可以走两三秒,显然输入不是1Hz 的脉冲信号;第二,我们的校时电路连接正确,可是每次校时,开关S1或S2为〝0〞或〝1〞时,会产生抖动,无法正常校时.针对这两个问题,我们进行了分析,进而转化为实际的操作.我们在+5V电压和地线之间分别加了两个电容,通过滤波,选择我们需要的1Hz脉冲信号.对于无法正常校时的问题,在设计中接入一个由RS触发器组成的防抖动电路来控制校时.把时间调到上午7点58分,等7点59分准确闹钟响起,持续一分钟.再将时间跳到58分,等59分51秒.53秒.55秒及57秒都发出4声低音,最后一声高音发生在59分59秒.,持续时间都是一秒钟.数字电子钟已经成功完成了.我的动手能力又有了进一步的提高,我感到十分的高兴.同时学到了课本上没有的东西,也锻炼了自己独立解决问题的能力.这在以后的学习和生活中会有很大的用处.但是我还有不足,按照电路连接实物时,器件的摆放不够科学,最终导致了,只有自己能看懂电路的走向.不过我会在以后的学习中逐步提高,做一个动手能力强的大学生.十分感谢自动化系提供这么好的机会,让我们把学到的知识应用到实践中,同时谢谢老师的耐心指导._数字电子时钟实验心得3_数字电子钟的设计(由数字IC构成)一.设计目的1.熟悉集成电路的引脚安排.2.掌握各芯片的逻辑功能及使用方法.3.了解面包板结构及其接线方法.4.了解数字钟的组成及工作原理.5.熟悉数字钟的设计与制作.二.设计要求1.设计指标时.数字电子钟的设计(由数字IC构成)一.设计目的1.熟悉集成电路的引脚安排.2.掌握各芯片的逻辑功能及使用方法.3.了解面包板结构及其接线方法.4.了解数字钟的组成及工作原理.5.熟悉数字钟的设计与制作.二.设计要求1.设计指标时间以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;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;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.2.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;电路仿真与调试;PCB文件生成与打印输出.3.制作要求自行装配和调试,并能发现问题和解决问题.4.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.三.设计原理及其框图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 3-1所示为数字钟的一般构成框图.图3-1 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_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84_BCD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.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.图3-2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_0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_TAL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均为30pF.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10MΩ.较高的反馈电阻有利于提高振荡频率的稳定性.非门电路可选74HC00.图3-2 COMS晶体振荡器 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32768Hz的振荡信号分频为1HZ的分频倍数为32768(_5),即实现该分频功能的计数器相当于15极2进制计数器.常用的2进制计数器有74HC393等.本实验中采用CD4_0来构成分频电路.CD4_0在数字集成电路中可实现的分频次数最高,而且CD4_0还包含振荡电路所需的非门,使用更为方便.CD4_0计数为_级2进制计数器,可以将32768HZ的信号分频为2HZ,其内部框图如图3-3所示,从图中可以看出,CD4_0的时钟输入端两个串接的非门,因此可以直接实现振荡和分频的功能.图3-3 CD4_6内部框图 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_进制计数器计数器,其输出为两位84_BCD码形式;分计数和秒计数单元为60进制计数器,其输出也为84_BCD码.一般采用10进制计数器74HC390来实现时间计数单元的计数功能.为减少器件使用数量,可选74HC390,其内部逻辑框图如图 2.3所示.该器件为双2—5-10异步计数器,并且每一计数器均提供一个异步清零端(高电平有效).图3-4 74HC390(1/2)内部逻辑框图秒个位计数单元为10进制计数器,无需进制转换,只需将QA与CPB(下降沿有效)相连即可.CPA(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CPA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方法如图3-5所示,其中Q2可作为向上的进位信号与分个位._数字电子时钟实验心得4_随着单片机技术的飞速发展,在其推动下,现代的电子产品几乎渗透到了社会的各个领域,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.时间就是金钱.时间就是生命.时间就是胜利……,准确的掌握时间和分配时间对人们来说至关重要,时钟是我们生活中必不可少的工具.电子钟的设计方法有很多种,但是基于单片机并通过LCD显示的电子时钟具有编程灵活.精确度高.便于携带.显示直观等特点.利用STC单片机对DS__时钟芯片进行读写操作并通过_864中文液晶显示实时时钟信息,这样便构成了一个单片机电子时钟.关键词:单片机,电子时钟,LCD_864,DS__,闹钟.第一章引言_57年,Ventura发明了世界上第一个电子表,从而奠定了电子时钟的基础,电子时钟开始迅速发展起来.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.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.该电子时钟由STC89C52,按键,LCD_864中文液晶显示器,DS__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.。
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8.1 数字电子钟一、实训目的1.熟悉电子电路的设计过程；2.了解电路各部分的组成及工作原理；3.学会元器件的选取；4.熟悉电子电路的调试方法，学会分析调试中出现的问题。
二、实训原理（一）设计任务及要求1.数字电子钟能直接显示“时”（0--23）、“分”（0--59）、“秒”（0--59）；2.精度要求每天误差小于1秒；3.能对数字电子钟进行校准（校准“时”和“分”）；4.可以进行整点报时，要求在每个整点前，先报5声低音，整点时报一声高音。
（二）基本原理数字电子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，具有走时准确、显示直观、无机械转动的优点，因而得到广泛应用。
数字电子钟一般由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器等几部分组成，这些都是数字电路中应用最广的基本电路。
其结构框图如图8-1所示。
图8-1 数字电子钟的结果框图1. 秒脉冲发生器数字电子钟的最低位是秒，是利用1Hz的脉冲信号进行计数，故需要产生1Hz的秒脉冲。
在设计要求中精度每天误差小于1秒，所以需要采用精度较高的脉冲信号发生器，可以选用石英晶体振荡器构成的秒脉冲信号发生器。
石英晶体振荡器可以产生一个频率稳定准确的方波信号，可保证数字钟的走时准确及稳定，然后经过分频产生1Hz的秒脉冲。
石英晶体振荡电路是由石英晶体、反相器、电容组成，如图8-2所示。
图8-2 秒脉冲发生器图8-2中石英晶体的频率选为3.2768MHz；其中C1是校正电容可以对温度进行补偿，以提高频率准确度和稳定度，C1的取值范围为20---50 pF (取30pF)；C2为频率微调电容，C2的取值范围为3---25pF。
由于电路的输入阻抗极高，因此反馈电阻R1可选为10MΩ。
较高的反馈电阻有利于提高振荡频率的稳定性。
石英晶体振荡器产生频率为3.2768MHz的方波信号，经过CD4060内部十四级分频后由3脚（Q14其分频系数为16384）输出脉冲频率为2Hz，再通过一个二分频电路就得到了1Hz的时钟信号。
74LS74为D触发器，二分频电路可以由D触发器，如图8-2所示。
因此，石英晶体振荡器(3.2768MHz)加十五级二分频构成了秒脉冲发生器。
2. 计数器有了时间标准“秒”信号后，就可以根据60秒为1分、60分为1小时、24小时为1天的计数周期，分别组成两个六十进制(秒、分)、一个二十四进制(时)的计数器。
将这些计数器适当连接，就可以构成秒、分、时的计数，实现计时功能。
(1) 74LS161构成秒、分的六十进制计数器数字电子钟的“秒”、“分”信号产生电路都是由六十进制计数器构成，“时”信号产生电路为二十四进制计数器。
它们都可以采用“反馈预置法”或“反馈清零法”，通过两片计数器74LS161来实现六十进制计数器（74LS161内含有一个四位二进制异步清零计数器，因此需用两片）。
集成电路74LS161芯片的功能表如表8-1所示。
表8-1 74LS161芯片的功能表秒、分的六十进制计数器用74LS161实现，可以将秒、分的个位接成十进制计数器；十位接成六进制，要求个位的状态变化在0000～1001间循环，十位的状态变化在0000～0101间循环，显示为0~59时，具体电路如图8-3所示。
图8-3 74LS161构成的秒、分六十进制计数器电路(2) 74LS161构成小时的二十四进制计数器原理与构成秒、分的六十进制计数器一样，将小时的个位接成十进制计数器；十位接成三进制，要求个位的状态变化在0000～1001间循环，十位的状态变化在0000～0010间循环，显示为0~23时，具体电路如图8-4所示。
图8-4 74LS161构成的小时二十四进制计数器电路3. 校时电路当时钟指示不准时，就需要校准时间。
校准的方法很多，常用的有“快速校时法”。
由与非门构成的双稳态触发器，可以将1Hz的“计数器的进位信号”送至“计数器的CP端”。
其工作过程为：当接通校时开关时，与非门输出一个低电平和一个高电平。
“计数器进位信号”通过“校时CP端”送至“计数器的CP端”，使“计数器”在“秒”信号的控制下“快速”计数，当校时电路打到A时，秒计数器经过与非门，发出一个分计数脉冲，进行一次计数。
当校时电路打到B的分计时器CP是，开始进行校时，以达到准确的时间。
当校时电路打到C时，开始进行准确的校时，将校时开关打到D，时计数器可以接收到，由分计数发出的脉冲信号。
当校时开关打到E时，星期计数器能接收到，由时计数器发出的星期脉冲信号，此时对星期进行计数。
若将校时开关打到F 时，也随即进行星期的校时，从而进行一次完整的校时，以达到了校时的目的。
其构成电路如图8-5所示。
图8-5 单次脉冲产生校时电路图4. 整点报时电路整点报时是数字电子钟的基本功能之一。
现在设计的电路基本都是在整点前十秒时，每隔一秒鸣叫一次，每次持续时间为一秒，前四次为低音512Hz，最后一次为高音1024Hz。
低音和高音的频率可以从石英晶体振荡器输出信号经分频实现，整点报时电路原理图如图8-6所示。
Y1Y2Y3Y4Y5图8-6 整点报时电路图整点报时电路主要由控制电路和音响输出电路构成。
如图8-8所示，控制门电路共有8个与非门（两个74LS20和一个74LS00），输入信号下标中的1、2、3、4分别代表“秒个位”、“秒十位”、“分个位”、“分十位”；A,B,C,D 分别代表组成各位的计数器的四个触发状态。
根据图8-6，可以得到：Y 1 = C4A4C3A3Q Q Q Q ∙∙∙ Y 2 = 1C2A2Y Q Q ∙∙Y 3 = (1024Hz)Y Q Q 2D1A1∙∙∙ Y 4 = (512Hz)Y Q Q 2D1A1∙∙∙Y 5 = )1024(Y Q Q 2D1A1Hz ∙∙∙+)512(Q Q 2D1A1Hz Y ∙∙∙当计时到59分50秒后，每隔一秒发出一声鸣叫（在51、53、55、57、59秒时鸣叫），因此，“秒十位”、“分个位”、“分十位”不发生变化，只有“秒个位”发生变化。
即：Q D4Q C4Q B4Q A4=0101(分十位) ，Q D3Q C3Q B3Q A3=1001(分个位)，Q D2Q C2Q B2Q A2=0101(秒十位)不变。
将各位的值代入可得：Y 2 =1，则当D1A1Q Q ∙=1时，Y 5的输出是1024Hz 的高频信号；当D1A1Q Q ∙=1时，Y 5的输出是512Hz 的低频信号。
音响电路采用射极输出器，推动8Ω的喇叭，三极管基极串接lkΩ限流电阻，是为了防止电流过大损坏喇叭，集电极串接51Ω限流电阻，三极管选用高频小功率NPN 管即可。
在51、53、55、57秒时，Y 5的输出是512Hz 的低频信号，经过射极输出器传送到喇叭；在59秒时，Y 5的输出是1024Hz 的高频信号经过射极输出器传送到喇叭。
5. 译码驱动及显示电路前面的计数结果，需要通过显示直观地表示目前的时间，所以要将计数结果通过译码驱动后再由显示器件（数码管）显示出来。
这段电路选用BCD-7段锁存译码／驱动器集成电路CD4511、共阴极LED 数码管组成。
计数器74LS161输出的为四位二进制数，经译码电路译码输出端控制LED 管显示十进制数0~9。
CD4511 是一个用于驱动共阴 LED 显示器的 BCD —七段码译码器，其引脚如图8-7所示。
其功能介绍如下：BI ：当BI=0 时，不管其它输入端状态如何，七段数码管均处于熄灭状态，不显示数字。
LT ：试灯信号，当BI=1，LT=0 时，不管输入 DCBA 状态如何，七段均发亮，显示“8”。
它主要用来检测数码管是否损坏。
LE ：使能控制端，当LE=0时，允许译码输出。
DCBA ：为8421BCD 码输入端。
abcdefg ：为译码输出，输出为高电平。
图8-7 CD4511引脚图七段显示数码管的引脚排列和内部结构，如图8-8所示：图8-8 七段显示数码管的外部引线排列图CD4511的EI、LI端接高电平，LE端接低电平，输入端D、C、B、A接74LS161的输出端Q A、Q B、Q C、Q D。
，其输出端a~f接数码管。
当数字钟的计数器在CP脉冲作用下，按60秒为1分、60分为1小时的计数规律计数时，就应将其状态显示成清晰的数字符号。
这就需要将计数器的状态进行译码并将其显示出来。
我们选用的计数器全部是二-十进制集成片，“秒”、“分”、“时”的个位和十位的状态分别由集成片中的四个触发器的输出状态来反映的。
每组(四个)．输出的计数状态都按BCD代码以高低电平来表现。
因此，需经译码电路将计数器输出的BCD代码变成能驱动七段数码显示器的工作信号。
原理如图8-9所示：图8-9 译码驱动及显示电路三、实训仪器及器材仪器设备：电工电子技术实验装置、数字万用表器材：相关元器件若干（四）实训步骤1.分析数字电子钟的功能，划分各功能块，绘制原理框图；2.设计各单元电路，整合成数字电子钟的原理图；3.计算元器件参数，选择元器件，列出元器件清单，得到完整电路原理图；4.单元电路调试，并组成数字电子钟的完整电路。
调试可以在数字电路实验箱上进行。
（1）石英晶体振荡器的调试：按照图8-4连接电路，在输出端接发光二极管，通电观察发光二极管的发光情况。
（2）计数器的调试：按照图8-5连接电路，输入端接石英晶体振荡器输出，在输出端接发光二极管，通电观察发光二极管的发光情况；或将输出接到实验箱的译码驱动显示电路，验证是否是六十进制的计数器。
按照图8-6连接电路，输入端接石英晶体振荡器输出，在输出端接发光二极管，通电观察发光二极管的发光情况；或将输出接到实验箱的译码驱动显示电路，验证是否是二十四进制的计数器。
（3）校时电路的调试：按照图8-7连接电路，在输出端接发光二极管，通电在1Hz时钟作用下，拨动开关观察发光二极管的发光情况，判断校时电路的效果。
（4）整点报时电路的调试：按照图8-8连接电路，输入时钟1024Hz和512Hz信号由石英晶体振荡器输出分频产生（如图8-4），Q C4Q A4Q C3Q A3Q C2Q A2接高电平，Q D1Q A1接实验箱中的十进制计数器对应输出端；通电观察Q D1Q A1随计数器变化时，输出端喇叭的发声情况是否符合设计要求。
（5）译码驱动显示电路的调试：按照图8-11连接电路，将CD4511的LT端和BI端置高电平，LE端接低电平，观察在CP作用下数码管的显示情况。
注意事项：电路连接后通电前，应先认真检查电路连线是否正确。
（五）实训报告1.写出设计要求，选择设计方案，画出原理框图2.写出各单元电路的原理分析，画出电路原理图3.列出各器件的引脚图和真值表4.记录调试过程，总结实训中遇到的问题及解决方法5.设计过程中的体会与设计建议。