数字电子钟--设计加详细说明(全)
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。
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。
(完整)数电课程设计数字电子钟的设计与制作
(完整)数电课程设计数字电子钟的设计与制作编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（(完整)数电课程设计数字电子钟的设计与制作）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为(完整)数电课程设计数字电子钟的设计与制作的全部内容。
一、设计目的数字电子技术是工科专业的一门专业基础课，该课程理论与实践联系密切，系统性强,课程设计是本课程教学中必不可少的环节，通过设计可以使学生初步掌握基本的数字电路设计方法和技能,进一步加深对数字电子技术课程的理解，掌握数字电子系统的组成和设计方法以及系统的调试方法,熟悉常用数字芯片的功能及使用方法,为后续课程的学习奠定坚实基础。
二、设计任务1、用给定的数字集成电路设计制作一个数字电子钟。
2、基本功能:具有时、分、秒计时功能，用六位数码管和LED显示“XX：XX：XX"（最大显示23：59：59），要求计时准确,能够调整时间。
除电源外其它部分均需自行设计制作。
3、扩展功能:有整点报时功能;时分秒之间的间隔符“：”按秒跳动。
三、设计要求基本要求：1、根据给定的器件设计电路,画出电路原理图，仿真实现所设计功能.2、制作实际电路并测试,用自己设计的秒脉冲源作计时脉冲，+5V电源由实验室提供。
要求制作工艺良好，电路能正常稳定工作。
3、写出设计总结报告，除报告封面和电路图可以打印外，其它内容均必须手写（复印、打印的一律不及格）。
扩展要求：完成扩展功能四、所需元器件及材料IC：CD4518三块、CD4040、CD4060、CD4081各一块、CD4543六块,DIP16IC插座12个；其他器件：共阴数码管(CL5011AH）6个，红色LED4个，石英晶振32768HZ一个，电阻220Ω44个，220K、10M各1个，51P瓷片电容2个,轻触开关4个，8针接插件3个，4针接插件1个，9cm＊15cm万能板两块、红、黑色导线各1卷，黄、蓝色导线各2卷、焊锡2卷。
数字电子钟--数电（带闹钟调节时间和整点报时）
物理与电子工程学院课程设计题目:数字电子钟专业电子信息工程班级12级电信三班学号********学生姓名李长炳指导教师张小英张艳完成日期：2013 年7月数字电子钟前言：数字钟是一个将“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，另外应有校时功能和报时闹铃等功能。
一、基本原理时显示器分显示器秒显示器时译码器分译码器秒译码器时计数器分计数器秒计数器振荡器分频器主体电路1.1 振荡电路晶体振荡器的作用是产生时间标准信号。
我采用由门电路或555定时器构成的多谐振荡器作为时间标准信号源。
本系统中的振荡电路选用555定时器构成的多谐振荡器，见图1。
多谐振荡器的振荡频率可由式估算。
图11.2 时、分、秒显示电路模块设计①秒的产生采用74LS160产生60进制的加法计数器，输出端Q0,Q1，Q2，Q3分别接到七段数码管的相应的各端，由上图的555产生的秒脉冲链接秒的两个160的cp，第一片的进位来控制第二片的EP,ET来构成秒。
如下图所示图2注意：两个CP都是连接到555的输出。
②分的产生采用74LS160产生60进制的加法计数器，输出端Q0,Q1，Q2，Q3分别接到七段数码管的相应的各端，由上图的秒产生的进位连接秒的两个160的cp，第一片的进位来控制第二片的EP,ET来构成秒。
如下图所示图3注意：两个CP都是连接的秒的进位的输出。
③小时的产生采用74LS160产生24进制的加法计数器，输出端Q0,Q1，Q2，Q3分别接到七段数码管的相应的各端，由上图的分产生的进位连接秒的两个160的cp，第一片的进位来控制第二片的EP,ET来构成秒。
如下图所示图4注意：两个CP都是连接的秒的进位的输出。
1.3闹钟我设置的闹钟是00:03响的。
会响一分钟，采用与非门和或门组成的电路。
可以得出以下的电路图当达到00:03时就开始响，当不是00:03是就停止了，喇叭一端节地。
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。
数字电子钟设计
数字电子钟设计数字电子钟是指一种通过数字显示时间的钟表。
它是现代化生活中不可或缺的一部分，随着时间的推移，数字电子钟也在不断地演变，设计出更加人性化的功能和操作方式。
下面介绍一下数字电子钟的设计。
一、需求分析在数字电子钟的设计之前，需要对市场需求进行分析。
用户对数字电子钟的需求一般集中在以下几个方面：显示数字清晰，时间准确，操作简单方便，样式美观大方，价格实惠，功能齐全等。
因此，在设计数字电子钟时，需要考虑这些方面的需求。
二、结构设计数字电子钟的结构设计包括：电路设计、显示屏设计和电源设计。
电路设计是数字电子钟的核心，主要指控制数字显示、计时和报时等功能的电路。
电路设计需要满足硬件和软件的要求，确保数字电子钟具有高速度、高精度和高可靠性的特点。
同时，为了方便用户操作，电路设计中需要设置一些指示灯指示模式、报警和定时等功能。
为了保证数字电子钟在长时间使用中不出现故障，电路板的制作需要采用高质量的材料，如陶瓷基板或玻璃纤维板。
显示屏设计是数字电子钟的外观设计，它直接关系到数字电子钟的美观度和实用度。
显示屏必须具备数字清晰、字体美观、对比度高的特点。
常用的显示屏有LED数字管和LCD液晶屏，LED数字管显示清晰、亮度高，但造型单调，适用性较小。
LCD液晶屏则能够呈现更加丰富多彩的界面，造型也更加美观，但价格相对较高。
电源设计是数字电子钟长时间稳定工作的保障。
数字电子钟一般采用市电插头和纽扣电池作为电源，设计制作时需要考虑化学电源和市电设备在使用中产生的漏电和电磁干扰。
为了避免出现电源波动等情况，电源设计中还需要加入节约能源的控制电路和电源滤波器等。
三、功能设计数字电子钟的功能设计是数字电子钟设计时的重要环节之一。
一般来说，数字电子钟的功能包括时间显示、闹钟功能、计时、秒表以及温度和湿度显示等。
这些功能在设计时需要充分考虑用户的需求，设置用户可以自由修改的选项和键盘快捷键等，方便用户掌握和操作。
时间显示是数字电子钟的基础功能。
数字电子钟设计方案
一、设计方案1、总体设计方案说明及系统框图:数字钟是计时周期为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功能.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。
干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秒发现胡一个“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”计数器的输出状态菁七段显示译码器译码，通过LED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，控制信号灯亮灭周期。
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。
校时电路时用来对“时”、“分”、“秒”显示数字进行校对调整的。
数字钟实际上是一个对标准频率（1HZ）进行计数的计数电路。
数字电子钟的总体框图如下图所示。
系统框图:2、单元电路设计方案：1）振荡器和分频器振荡器的作用是产生时间标准信号。
数字钟的精度就是主要取决于时间标准信的频率和稳定度。
所以，在实验中采用脉冲信号作为时间标准信号源。
2)计数器根据计数周期分别组成两个60进制（秒、分）和一个24进制(时）的计数器。
把它们适当连接构成秒、分、时的计数，(分计数器中分的个位和十位计数单元的状态转换和秒计数器中的是一样的，只是它要把进位信号传输给时的个位计数单元。
数电课程设计电子钟说明书
1 前言随着科学技术的发展和现代生产力的提高，各个行业都在追求精确和效率，而唯有精确的时钟才能反应出各行业技术的准度与精度。
无论什么行业都离不开钟表，而钟表的数字化给人们的生产和生活带来了极大的方便，它几乎取代了传统的机械时钟，使得其准确度更高、实用性更强。
因此时钟的数字化使其功能更加丰富，使用更佳便利。
数字钟电路是一个典型的数字电路系统，其由时、分、秒计数器以及校时和显示电路组成。
利用60进制和24进制递增计数器子电路构成的数字钟系统。
在数字钟电路中由两个60进制同步递增计数器完成秒、分计数，由一个24进制同步递增计数器实现小时计数。
本设计就是运用所学集成电路的工作原理和使用方法，在单元电路的基础上进行小型数字系统设计的一个数字电子时钟，可完成0时00分00秒～23时59分59秒的计时功能，并在控制电路的作用下具有快速调整时间、显示时分秒和整点报时功能。
秒、分、时计数器之间采用同步级联方式。
利用555多谐振荡器产生的秒脉冲，可以通过调节RP对时间进行校准，并可使用K1、K2、K3实现调整时间的功能。
通过74HC161完成计时功能，再通过数码管来实现显示时间功能，最后用74LS00八输入与非门和由555定时器组成的多谐振荡器连接实现时钟整点报时功能。
设计时采用中小规模集成电路实现，主要培养分析问题解决问题的能力，提高设计电路，调试电路的实验技能。
2 方案比较2.1 方案一此方案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555构成的振荡器加分频器来实现。
将标准秒脉冲信号送入“秒计数器”，该计数器采用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，发出一个“时脉冲”信号，该信号将被送到“时计数器”。
数电课程设计数字电子钟说明书
数字电子技术电路课程设计题目：数字钟课程设计学院：XXXXX专业：XXXXX班级：XXXX姓名：XXXX学号：XXXXX指导老师：XXXXX一、设计目的数字钟是一种用数字电子技术实现时，分，秒计时的装置，具有较高的准确性和直观性等各方面的优势，而得到广泛的应用。
此次设计数字电子钟是为了了解数字钟的原理，在设计数字电子钟的过程中，用数字电子技术的理论和制作实践相结合，进一步加深数字电子技术课程知识的理解和应用，同时学会使用Multisim电子设计软件。
二、设计要求1.显示时，分，秒，用24小时制2.能够进行校时，可以对数字钟进行调时间3.能够正点报时（用555产生断续音频信号）；三、设计方案比较方案一、采用中小规模集成电路实现采用集成逻辑电路设计具有能实现，时、分、秒计时功能和定点报时功能，计时模块采用时钟信号触发，不需要程序控制。
方案二：EDA技术实现采用EDA作为主控制器外围电路进行电压，时钟控制、键盘和LED控制。
但此方案逻辑电路复杂，外围设备多，灵活性较低，不利于扩展方案三、单片机编程实现此方案采用单片机编程来设计和控制。
综上，根据自身的知识和方案比较，采用方案一，因为方案一简便灵活，扩展性好，同时符合此次数子电子知识设计的要求。
四、设计过程和说明1.数字电子钟计时和显示功能的实现（1）采用两片十进制计数器74LS160N扩展连接，设计60进制的计数器，显示0到59，在59时采用置数的方法，将两片74LS160N同时置数至0，以循环显示0到59。
（图）（2）24进制亦采用两片十进制计数器74LS160N扩展连接，设计24进制的计数器，显示0到23，在23时采用置数的方法，将两片74LS160N同时置数至0，以循环显示0到23（图）（3）利用秒钟的置数信号（为低电平），取反后作为分钟各位的使能端（EP和ET）的控制信号，以实现分秒之间的进位功能。
同理可以实现分时之间的进位功能（4）显示功能采用Multisim里面的DCD_HEX显示管进行时分秒的显示。
24时制数字电子钟设计
实验八 综合设计实验——设计24时制数字电子钟一、实验方案数字钟是一个将“ 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，另外应有闹钟功能和报时功能.。
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.干电路系统由秒信号发生器、“时、分、秒”计数器、译码器及显示器、整点报时电路、闹钟电路组成。
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秒发现胡一个“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”计数器的输出状态菁七段显示译码器译码，通过LED 七段显示器显示出来.整点报时电路及闹钟电路是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.（由于EWB 元件中没有扬声器，故电路中一红色小灯泡代替）。
二、系统框图三、数字时钟的原理图：1、信号源及分频器信号源及分频器是数字电子中的核心，其作用是信号源产生一个频率标准，即时间标准信号，然后再由分频器生成秒脉冲。
由于实验室的信号源可提供10Hz 的信号，故要分频成1hz。
74290的引脚图74290的功能表分频电路的仿真图为：2、振荡器(如果要做成一个独立的电子时钟，则要一个能自动产生信号的电路，即振荡电路)振荡器是数字电子中的核心，其作用是产生一个频率标准，即时间标准信号，然后再由分频器生成秒脉冲。
我们有三种选择，即石英晶体振荡器、集成逻辑门与RC组成的时钟源振荡器和由集成电路定时器555和RC组成的多谐振荡器。
数字电子钟设计(原理图+pcb图+程序)--课程设计.docx
1设计课题任务、功能要求说明及方案介绍1.1设计课题任务与要求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学 生班级学号，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 键再次进入吋钟运行状态。
1.2设计课题总体方案介绍及工作原理说明本电子钟主要由单片机、4个独立键盘、显示接口电路和复位电路构成，设 计课题的系统框图如图1. 1所示：图1.1系统框图本电子钟的所有的程序、参数均存放在AT89S52的Flash ROM 和内部RAM 中。
键盘采用动态扫描方式。
利用单片机定时器及计数器产生定时效果通过编程 形成数字钟效果，再利用数码管动态扫描显示单片机内部处理的数据，同时通过 端口读入当前外部控制状态来改变程序的不同状态，实现不同功能。
晶振电路复位电路数码管驱动数码管LED2设计课题硬件系统的设计2.1设计课题硬件系统各模块功能简要介绍本设计的硬件系统主要采用以下基本模块来实现，单片机最小系统模块，输入模块、输出模块、电源模块(1 )单片机最小系统模块：AT89S52单片机芯片；复位电路；晶振电路。
本模块AT89S52系统控制核心，单片机系统复位由按键电平复位电路完成，通过按键S1来控制，单片机通过芯片引脚XTAL1、XTAL2,外并接石英晶体振荡器和两只电容。
这样就为能为单片机提供频率为12MHz的晶振。
(2)输入模块：本模块共用到了5个按键，1个电源开关，1个复位键，单片机运行期间，利用按键S1完成复位操作。
4个独立按键，S2键控制电子钟的启动/调整状态，S3键为小时调整键，S4键为分钟调整键，S5键位秒调整键，且 S2、S3、S4、S5 任一键都独自连一个I/O (Pl.O、P1. 1、P1. 2、P1. 3) 口线，说明它们可以独立实现相应的电子钟功能。
数字电子时钟设计说明
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书
8
蜂鸣器
1
9
共阴极七段数码管
7
10
74LS161
1
11
直流电源
74LS48为共阴型显示译码驱动器，74LS90有一个二进制计数器和一个异步五进制计数器构成，74LS161为具有异步清零同步置数的十六进制加法计数器，74LS00由4个二输入的与非门构成，74LS20由两个4输入的与非门构成。可参见附录，也可参见各个芯片的引脚所对应的功能可参见正文的设计方法和内容部分的截图（再截图中对于每个芯片的引脚都有相应的能表示引脚功能的字母对其进行标识）。
图3-12 星期部分的仿真图
到此计时部分的各个单元块均仿真完毕接下来要做的就是对整个计时部分进行仿真在进行仿真之前应将各个单元块的脉冲进位端连接起来脉冲进位端的具体连接情况是：秒个位计数器的11引脚接秒十位计数器的14引脚；秒十位计数器的8引脚接分个位计数器的14引脚；分个位计数器的11引脚接分十位计数器的14引脚；分十位计数器的8引脚接时个位计数器的14引脚；时十位计数器的8引脚通过一个与非门（因74LS161为上升沿触发）后接星期部分计数器的2引脚。整个计时部分的仿真如图3-13所示。
因若只在上述频率脉冲的作用下人的听觉将认为蜂鸣器是连续不间断的发声而要保证蜂鸣器在10秒内发声5次即发声周期为2秒即在2秒内有一秒发声有一秒不发声这里我们可以先设定一个逻辑变量a让其表示计时是否处于到达整点的前十秒50秒到59若否则a0基于此a将是分计数器和秒计数器各输态的逻辑函数然后我们再设定一个逻辑变量b用其来表示计时是否到达了第59保证的条件下高频脉冲作用于蜂鸣器若是则b1若否则b0显然b将是秒计数器个输出状态的逻辑函数并且在ab1的条件下让高频脉冲作用与蜂鸣器即在整点到达的前一秒让高频脉冲作用于蜂鸣器这时蜂鸣器发出的时高音因蜂鸣器的发声周期为开始时发声并在第0秒结束时结束发声反之若即计时处于整点到达前的第50秒至第58秒时是否就能让低频脉冲作用于蜂鸣器呢
数字电子钟设计报告(显示、调整、报时、万年历、闹钟、秒表)
目录一、引言 (2)二、方案论证选择 (3)2.1设计要求 (3)1.基本要求 (3)2.发挥部分 (3)2.2系统框图 (3)分钟+调整 (3)秒钟 (3)时钟+调整 (3)秒表 (3)闹钟功能 (3)定时报闹 (3)万年历功能 (3)三、电路仿真与设计 (4)3.1核心芯片及芯片管脚图 (4)3.2时、分计数电路模块设计 (4)3.3切换电路模块设计 (5)3.4调整电路模块设计 (6)（1）方案一：利用74125的三态。
(6)（2）方案二：利用74162的置数端（LOAD），置数调整。
(7)3.5整点报时电路模块设计 (8)3.6秒表电路模块设计 (9)3.6定时报闹电路模块设计 (11)3.7万年历电路模块设计 (12)四、遇到的问题.......................................................................... 错误！未定义书签。
五、心得体会.............................................................................. 错误！未定义书签。
一、引言电子钟亦称数显钟（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，与机械时钟相比，直观性为其主要显著特点，且因非机械驱动，具有更长的使用寿命，相较石英钟的石英机芯驱动，更具准确性。
电子钟已成为人们日常生活中必不可少的必需品，广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧院、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大地方便。
相对于其他时钟类型，它的特点可归结为“两强一弱”：比机械钟强在观时显著，比石英钟强在走时准确，但是它的弱点为显时较为单调。
数字钟的核心即数字电子技术课程中有关时序逻辑电路、组合逻辑电路的内容。
这些也是我们学电子的学生应该掌握的最基本知识。
通过这次试验，不仅可以加深我对数字电子技术课程的理解，也可以提高自己的动手能力以及实际问题中解决问题的能力，培养对数字电子技术的兴趣。
电子数字时钟课程设计报告(完整实物图+原理图+web图)
数字电子钟的设计1. 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。
1.1设计指标1. 时间以12小时为一个周期；2. 显示时、分、秒；3. 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；1.2 设计要求1、电路设计原理说明2、硬件电路设计(要求画出电路原理图及说明)3、实物制作：完成的系统能达到题目的要求。
4、完成3000字的课程设计报告2. 功能原理2.1 数字钟的基本原理数字电子钟由信号发生器、“时、分、秒”计数器、LED数码管、校时电路、整点报时电路等组成。
工作原理为时钟源用以产生稳定的脉冲信号，作为数字种的时间基准，要求震荡频率为1HZ，为标准秒脉冲。
将标准秒脉冲信号送入“秒计数器”，该计数器采用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，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进制计数器，可以实现24小时的累计。
LED数码管将“时、分、秒”计数器的输出状态显示。
校时电路是来对“时、分、秒”显示数字进行校对调整。
2.2 原理框图3. 功能模块3.1 振荡电路多谐振荡器也称无稳态触发器，它没有稳定状态，同时无需外加触发脉冲，就能输出一定频率的矩形波形（自激振荡）。
用555实现多谐振荡，需要R1，R2和电容，并接+5V的直流电源。
数字电子钟ppt文档
图1 数字钟的原理框图
三、主体电路的设计
晶体振荡器逻辑图
这里采用集成逻辑门、电阻R和石英晶体组成的时 钟源振荡器，晶振频率为2MHz的晶体。
2．分频器
分频器的功能主要有两个：一是产生标准的
秒脉冲；二是提供功能扩展电路所需要的信 号。
采用74LS73实现2分频
注意：JK触发器的清零端必须接高电平，不能悬空，否则易受 干扰信号影响。
六、调试过程
1. 2. 3. 4. 5.
设计并绘制总体电路图。 按照所设计的电路图接线，注意布线。 电路上电之前，用万用表测量所有的接地是否接通，测量所有的Vcc是否接通，测量 Vcc和地之间是否有短路。若有故障，排查电源故障。 上电，测试电路功能。如遇故障，观察、分析故障现象，注意故障定位，做好故障排 查。 电路功能调试正常后，测量并记录以下波形： 第一级二分频波形（CP、Q） 第二级十分频波形（1CPA、1QD） 第三级十分频波形（2CPA、2QD） 计分或计秒的个位波形（CPA、QA、QB、QC、QD） 计分或计秒的十位波形(CP、QA、QB、QC） 计时波形（模24）（1CPA、1QA、1QB、1QC、1QD 、2QA、2QB）
面包板边条用于连接电源线及地线，使用不同颜色导线区分电源 线及地线。
采用74LS390实现10分频
3．时、分、秒计数器
分和秒计数器都是模M=60的计数器，其计数
规律为00，01，02…09，10…58，59。个 位是十进制计数（采用74LS390)，十位是六 进制计数(采用74LS92)。 小时计数器是模M=24的计数，其计数规律为 00，01，02…09，10…22，23。
数字电子钟的设计
一、数字钟的设计要求
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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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。
方案二：动态显示。
动态显示，即各位数码管轮流点亮，对于显示器各位数码管，每隔一段延时时间循环点亮一次。
利用人的视觉暂留功能可以看到整个显示，但须保证扫描速度足够快，人的视觉暂留功能才可察觉不到字符闪烁。
显示器的亮度与导通电流、点亮时间及间隔时间的比例有关。
调整参数可以实现较高稳定度的显示。
动态显示节省了I/O口，降低了能耗。
从节省单片机芯片I/O口和降低能耗角度出发，本数字电子钟数码管显示选择设计采用方案二。
3、数码管驱动选择方案
方案一：上拉电阻驱动方式。
数码管段码与接有上拉电阻的单片机芯片I/O 口相连，通过编程，单片机芯片即控制段码电平的高低。
该方式经费低，但实物制作较复杂。
方案二：74LS245芯片驱动方式。
数码管段码与74LS245芯片B口相连，74LS245芯片A口与单片机芯片I/O口，通过编程，单片机芯片即可控制段码电平的高低。
该方式实物制作简单，增强驱动数码管段码能力。
从实物制作简易程度与驱动数码管段码能力角度出发，本数字电子钟数码管驱动选择设计采用方案二。
三、电路设计与参数计算
1、单元电路设计和参数计算
(1)电源电路
本数字电子钟设计所需电源电压为直流、电压值大小5V的电压源。
从硬件实物设计简易程度与经费方面考虑，用两节电压值大小2.5V干电池与电路电压源引脚相连接即可达到硬件设计要求。
即本数字电子钟设计用两节电压值大小2.5V干电池做硬件电路电压源。
(2)按键电路
本数字电子钟设计所需按键用于进行显示时间的调整与设置扩展的小键盘。
单片机芯片4个I/O口可与按键直接相连，通过编程，单片机芯片即可控制按键接口电平的高低，即按键的开与关，以达到用按键进行显示时间的调整与设置扩展的小键盘的设计要求。
(3)时钟电路
单片机芯片可使用内部时钟电路和外部时钟电路两种方式产生电路所需的时钟脉冲，内部时钟电路实现可用石英晶体和微调电容外接即可达到，外部时钟电路实现需要一个外部脉冲源引入脉冲信号以保证个单片机之间时钟信号的同步。
从硬件实现难易角度考虑，内部时钟电路的实现比外部时钟电路的实现更简易。
既本数字电子钟设计所需的时钟源采用内部时钟电路实现。
所用定时方式为工作方式1，石英晶振为12M，即最小定时时间为1us，最大定时时间约为65.5ms，其电路图如下图2所示。
图2 时钟电路图
(4)驱动电路
从实物制作简易程度与驱动数码管段码能力角度出发，本数字电子钟设计采用数码管段码与74LS245芯片B口相连，74LS245芯片A口与单片机芯片I/O口，通过编程，单片机芯片即可控制段码电平的高低的方式实现数码管段码控制，74LS245芯片图如下图3所示。
图3 74LS245芯片图
(5)LED显示电路
数字电子钟设计的显示模块用8个一位数码管实现，也可用两个四位一体数码管实现。
两种实现方式实现效果一样。
从实物制作的难易程度出，本数字电子钟设计采用两个四位一体数码管实现。
即数码管引脚与单片机芯片和74LS245对应引脚相连接。
(6)单片机电路
本数字电子钟设计采用AT89S52单片机芯片作为中央控制器，实现信号的输出、LED的显示及相关的控制功能。
2、总原理图
图4最小系统控制原理图
3、元件清单
名称数量型号
芯片1片AT89S52
四位一体数码管2个共阴极
按键 5个
晶振1个12M
电容2个30p
74LS245 1片
电阻2个220欧
电阻1个 1.5k
发光二极管1个LED
四、仿真过程与仿真结果
整体电路仿真图如下图5所示。
图5整体电路仿真图
五、安装与调试
1、电路安装
安照电路原理图把元器件安装到已打好的铜板对应的位置，把个元器件固定在铜板后，用导线把对应的元器件的引脚相连接，再用焊锡焊接好即可。
注意事项：（1）元器件的布局应尽量集中，且各个元器件间引脚的连线应尽量短、不弯曲，跳线尽量少。
（2）各个元器件引脚的焊接不要虚焊。
2、电路调试
把相应编译好的目标程序代码加载到单片机芯片AT89S52，可接上5V电压源即开始进行硬件电路的调试工作。
如果显示结果不符合设计要求，即检查电路各连接点是否正确连接，再次进行硬件电路的调试工作，或是检查代码程序是否符
合硬件电路的设计，若有错即进行相应的修改，编译后，再进行硬件电路的调试工作。
如此反复操作，直到调试出正确结果。
六、性能测试与分析
系统上电后进行功能的测试，通过测试观察到，系统上电后数码管上显示时间：12-00-00,接着按下K1按键调整时间小时数的显示，即小时加1，按下K2按键调整时间分钟数的显示，即分钟加1，按下K3按键调整时间秒数的显示，即秒数加1。
然后按下按键时间24 小时制的显示。
在24小时制的显示的情况下，显示时间制的数码管上不显示，只显示时，分，秒；通过测试，本作品设计实现了数字电子钟的基本功能，还增加了时间制转换的功能，且系统工作稳定。
七、结论与心得
本单片机数字电子钟系统的功能基本符合显示格式为：XX：XX：XX，即时：分：秒。
时间采用24 小时制显示,设置一个按键用于时间显示方式的切换。
经过测试数据显示, 系统的可靠性已经基本能够达到实际电子钟的设计要求，同时本单片机数字电子钟系统具有扩展性。
课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现实际问题、提出实际问题、分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际学习能力、动手能力的具体训练和考察过程。
在此次数字钟设计过程中, 在学习新知识的同时，把在课程中学到的理论知识运用到实际作品设计、操作中，更进一步地熟悉了单片机芯片的结构及掌握了其工作原理和具体的使用方法与相关元器件的参数计算方法、使用方法，了解了电路的开发和制作及课程设计报告的编写。
加深了对相关理论知识及专业知识的掌握度，增强自身的动手能力，锻炼及提高了理解问题、分析问题、解决问题的能力，更深刻的体会到了理论联系实际的重要性，进一步掌握画图软件的使用和提高相应的画图操作水平及技巧。
从课题的开始到最终的完成，本课程设计及报告论文是在指导老师的精心指导和同学的热心帮助下顺利完成的。
此外衷心感谢在本次课程设计中指点和帮助我的指导老师与同学！
感谢学院为我们提供了良好课程设计仪器设备及学习环境。
八、参考文献
[1]梁宗善·电子技术基础课程设计·华中科技大学出版社
[2]朱定华·现代数字电路与逻辑设计·清华大学出版社北京交通大学出版社
[3]华成英，董诗白·模拟电子技术基础（第四版）·高等教育出版社
[4]阎石·数字电子技术基础（第五版）·高等教育出版社
[5]毕满清·电子技术试验与课程设计（第三版）·机械工业出版社
[6]李广弟，朱月秀，冷祖祁. 单片机的硬件结构
[7]陈正义. 单片机控制实习。