数字电子钟设计说明..
[数电课程设计数字电子时钟的实现] 电子时钟课程设计
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[数电课程设计数字电子时钟的实现] 电子时钟课程设计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Multisim7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·······························42.1设计任务············································42.2设计要求············································4第3章系统设计··········································63.1方案论证············································63.2系统设计············································63.2.1结构框图及说明·································63.2.2系统原理图及工作原理···························73.3单元电路设计········································83.3.1单元电路工作原理·······························83.3.2元件参数选择···································14第4章软件仿真·········································154.1仿真电路图··········································154.2仿真过程············································164.3仿真结果············································16第5章安装调试··········································175.1安装调试过程········································175.2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。
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。
数电课程设计数字电子钟
《数字电子技术》课程设计数字电子钟姓名院系班级学号时间2011年06 月10 日目录摘要 IINTRODUCTION (II)1数字电子钟设计方案 (1)1.1设计思想 (1)1.2简单数字电子钟的模块划分 (1)1.3设计要求 (1)2系统设计 (2)2.1设计总图 (2)2.2分秒功能60进制计数器 (3)2.3时功能 24进制计数器 (3)2.4校时电路 (4)2.5译码显示电路 (5)3仿真 (6)3.1仿真图 (6)3.2仿真过程 (7)3.3仿真结果 (8)4结论 (8)参考文献 (10)摘要数字电子钟是一种用数字显示秒﹑分﹑时的记时装置，与机械钟相比，具有走时准确﹑直观等优点，所以得到了广泛的应用。
数字电子钟在生活中很常见，例如家里的电子钟，各车站里面的电子钟等。
本课程设计要用通过简单的逻辑芯片实现数字电子钟。
用74LS160(10进制同步计数器)和各种与或非电路等连接成60和24进制的计数器,再通过七段数码管显示，构成了简单数字电子钟，并且实现电子钟的功能。
关键词：数字电子钟；74LS160十进制同步计数器；七段数码显示管INTRODUCTIONDigital electric clock is a kind of digital display second, points, the timing device, and when ZhongXiang machinery, with accurate than walking, intuitive and other advantages, so a wide range of applications, in the life is very common, such as the electric clock at every station at home, the inside of the electric clock, etc.The course is designed to use through the simple logic chip implemented digital electric clock. In 74 LS160 (10 into the synchronous counter) and various and or the circuit connected into 60 and 24 into the system, and then through the seven counter for digital pipe display, constitute the simple digital electric clock, and to realize the function of the electric clock.KEYWORDS: Digital electric clock; 74 LS160 decimal synchronous counter; These seven XianShiGuan digital数字电子钟1数字电子钟设计方案1.1设计思想要想构成数字电子钟，首先要有一个信号源，信号通过计数电路再经过显示电路显示出来。
数字钟的设计方法及步骤
四川机电职业技术学院数字电子课程设计说明书题目:数字电子钟院系名称：电子电气工程系专业班级：09电气6班学生姓名：姚瑶学号：0907041114指导教师：刘惠兰、刘廷敏、徐贵仁教师职称：2010年12月15日摘要数字电子钟是采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的设计装置。
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、稳定度远远超过了老式机械钟表。
在数字显示方面，目前还可以直接采用CMOS-LED 光电组合器件，构成模块式石英晶体数字钟。
为了帮助同学们了解数字钟的组成，运用已学过的数字电路基本知识，掌握设计简单数字系统的方法，本课题介绍数字钟的设计制作方法。
关键词：数字集成电路计数器七段数码显示校时电路1设计题目数字电子钟A 纸，页边距为2.5cm数字电子钟是采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的设计装置。
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、稳定度远远超过了老式机械钟表。
在数字显示方面，目前还可以直接采用CMOS-LED 光电组合器件，构成模块式石英晶体数字钟。
为了帮助同学们了解数字钟的组成，运用已学过的数字电路基本知识，掌握设计简单数字系统的方法，本课题介绍数字钟的设计制作方法。
1.1数字钟的组成和工作原理一个简单的数字钟，主要由六部分组成。
整机电路方框图如图1-1所示。
图1-1数字钟整机方框图（宋体，5号）1.1.1石英晶体振荡器模块振荡器主要用来产生时间标准信号。
因为数字钟的精度，主要取决于时间标准信号的频率及其稳定度，所以要产生稳定的时标信号，一般是采用石英晶体多谐振荡器，从数字钟的精度考虑，晶振频率愈高，钏表的计时准确度就愈高。
但这会使振荡器的耗电量增大，分频器的级数也要增多。
所以在确定频率时应考虑两方面的因素，然后再选定石英晶体的型号。
图1-2晶体振荡器之一100kΩ1.1.2分频器模块因为振荡器产生的时标信号频率很高，要使它变成能用来计时的“秒”信号，需要一定级数的分频电路。
LED数码管设计的可调式电子钟说明说
LED数码管设计的可调式电子钟说明说可调式电子钟的设计理念是提供用户多样化的时间显示和闹钟设定选项，以满足用户不同的需求和喜好。
以下是对设计的详细说明：1.数码管显示：LED数码管采用7段共阳极连接方式，每个数码管由7个LED灯组成，通过控制各个LED灯的点亮与否，可以显示0-9的数字。
数码管的显示仿真效果要清晰、鲜明，确保用户可以轻松辨认时间。
2.时间调节功能：可调式电子钟具备时间调节的功能，用户可以通过按钮或旋钮调整时间。
其中旋钮可以实现小时和分钟的调节，而按钮可以实现小时和分钟的增加或减少。
设计时需考虑人机交互的便利性，确保时间调节操作简单明了。
3.闹钟设定：可调式电子钟还具备闹钟功能，用户可以设定一个或多个闹钟时间点。
用户可以通过按钮或旋钮设置闹钟的小时和分钟，还可以设定是否重复响铃。
闹铃可以通过声音、震动或LED灯闪烁等方式提醒用户。
为了避免误操作，设计时需要考虑设置闹钟的过程，确保用户能够轻松设置闹钟。
4.电源供应：可调式电子钟可采用外部电源或内置电池供电。
设计时需考虑到电源的稳定性和可靠性，确保时钟长时间准确运行。
当外部电源断开时，内置电池可以提供备用电源，防止时间设置的丢失。
5.背光功能：可调式电子钟还可以考虑添加背光功能，在光线不好的情况下，用户可以通过按下按钮或通过传感器自动点亮背光。
背光的亮度可以根据用户偏好进行调节。
6.美观设计：除了功能性，可调式电子钟的外观设计也很重要。
设计时可以考虑采用简约设计风格，以及时尚的外壳材料。
同时，数字显示的对齐和间距，以及按钮和旋钮的位置、大小都需要细致推敲，确保整体外观美观大方。
总之，可调式电子钟的设计需要满足用户对时间显示和闹钟功能的需求。
通过合理的控制功能，人性化的设计以及简洁好看的外观，可为用户提供一台方便、易用的电子钟。
数字电子钟逻辑电路设计
数字电子钟逻辑电路设计一、简述数字电子钟是一种用数字显示秒、分、时、日的计时装置,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,因而得到了广泛的应用;小到人们日常生活中的电子手表,大到车站、码头、机场等公共场所的大型数显电子钟;数字电子钟的电路组成方框图如图所示;图数字电子钟框图由图可见,数字电子钟由以下几部分组成：石英晶体振荡器和分频器组成的秒脉冲发生器；校时电路；六十进制秒、分计数器,二十四进制或十二进制计时计数器；秒、分、时的译码显示部分等;二、设计任务和要求用中、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. 周显示从1～日为七进制计数器;5. 可手动校时：能分别进行秒、分、时、日的校时;只要将开关置于手动位置,可分别对秒、分、时、日进行手动脉冲输入调整或连续脉冲输入的校正;6. 整点报时;整点报时电路要求在每个整点前呜叫五次低音500Hz,整点时再呜叫一次高音1000Hz;三、可选用器材1. 通用实验底板2. 直流稳压电源3. 集成电路：CD4060、74LS74、74LS161、74LS248及门电路4. 晶振：32768 Hz5. 电容：100μF/16V 、22pF 、3～22pF 之间6. 电阻：200Ω、10K Ω、22M Ω7. 电位器：Ω或Ω8. 数显：共阴显示器LC5011-119. 开关：单次按键10. 三极管：805011. 喇叭：1 W /4,8Ω四、设计方案提示根据设计任务和要求,对照数字电子钟的框图,可以分以下几部分进行模块化设计;1. 秒脉冲发生器脉冲发生器是数字钟的核心部分,它的精度和稳定度决定了数字钟的质量,通常用晶体振荡器发出的脉冲经过整形、分频获得1Hz 的秒脉冲;如晶振为32768 Hz,通过15次二分频后可获得1Hz 的脉冲输出,电路图如图所示;74LS741Hz图 秒脉冲发生器2. 计数译码显示秒、分、时、日分别为60、60、24、7进制计数器、秒、分均为60进制,即显示00～59,它们的个位为十进制,十位为六进制;时为二十四进制计数器,显示为00～23,个位仍为十进制,而十位为三进制,但当十进位计到2,而个位计到4时清零,就为二十四进制了;周为七进制数,按人们一般的概念一周的显示日期“日、1、2、3、4、5、6”,所以我们设计这个七进制计数器,应根据译码显示器的状态表来进行,如表所示;按表状态表不难设计出“日”计数器的电路日用数字8代替;所有计数器的译码显示均采用BCD—七段译码器,显示器采用共阴或共阳的显示器;表状态表3.校时电路在刚刚开机接通电源时,由于日、时、分、秒为任意值,所以,需要进行调整;置开关在手动位置,分别对时、分、秒、日进行单独计数,计数脉冲由单次脉冲或连续脉冲输入;4.整点报时电路当时计数器在每次计到整点前六秒时,需要报时,这可用译码电路来解决;即当分为59时,则秒在计数计到54时,输出一延时高电平去打开低音与门,使报时声按500Hz频率呜叫5声,直至秒计数器计到58时,结束这高电平脉冲；当秒计数到59时,则去驱动高音1KHz频率输出而鸣叫1声;五、参考电路数字电子钟逻辑电路参考图如图所示;图数字电子钟逻辑电路参考图六、参考电路简要说明1. 秒脉冲电路由晶振32768Hz经14分频器分频为2Hz,再经一次分频,即得1Hz标准秒脉冲,供时钟计数器用;2. 单次脉冲、连续脉冲这主要是供手动校时用;若开关K1打在单次端,要调整日、时、分、秒即可按单次脉冲进行校正;如K1在单次,K2在手动,则此时按动单次脉冲键,使周计数器从星期1到星期日计数;若开关K1处于连续端,则校正时,不需要按动单次脉冲,即可进行校正;单次、连续脉冲均由门电路构成;3. 秒、分、时、日计数器这一部分电路均使用中规模集成电路74LS161实现秒、分、时的计数,其中秒、分为六十进制,时为二十四进制;从图3中可以发现秒、分两组计数器完全相同;当计数到59时,再来一个脉冲变成00,然后再重新开始计数;图中利用“异步清零”反馈到/CR端,而实现个位十进制,十位六进制的功能;时计数器为二十四进制,当开始计数时,个位按十进制计数,当计到23时,这时再来一个脉冲,应该回到“零”;所以,这里必须使个位既能完成十进制计数,又能在高低位满足“23”这一数字后,时计数器清零,图中采用了十位的“2”和个位的“4”相与非后再清零;对于日计数器电路,它是由四个D触发器组成的也可以用JK触发器,其逻辑功能满足了表1,即当计数器计到6后,再来一个脉冲,用7的瞬态将Q4、Q3、Q2、Q1置数,即为“1000”,从而显示“日”8;4．译码、显示译码、显示很简单,采用共阴极LED数码管LC5011-11和译码器74LS248,当然也可用共阳数码管和译码器;5.整点报时当计数到整点的前6秒钟,此时应该准备报时;图3中,当分计到59分时,将分触发器QH置1,而等到秒计数到54秒时,将秒触发器QL置1,然后通过QL与QH相与后再和1s标准秒信号相与而去控制低音喇叭呜叫,直至59秒时,产生一个复位信号,使QL清0,停止低音呜叫,同时59秒信号的反相又和QH相与后去控制高音喇叭呜叫;当计到分、秒从59：59—00：00时,呜叫结束,完成整点报时;6.呜叫电路呜叫电路由高、低两种频率通过或门去驱动一个三极管,带动喇叭呜叫;1KHz和500Hz从晶振分频器近似获得;如图中CD4060分频器的输出端Q5和Q6;Q5输出频率为1024Hz,Q6输出频率为512Hz;。
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设计思想与方案选择各功能块的组成工作原理第三章单元电路设计与分析各单元电路的选择设计及工作原理分析第四章电路的组构与调试遇到的主要问题现象记录及原因分析解决措施及效果功能的测试方法,步骤,记录的数据第五章结束语对设计题目的结论性意见及进一步改进的意向说明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,它包括选择课题、电子电路设计、组装、调试和编写总结报告等实践内容;通过本次简易数字钟的设计,初步掌握电子线路的设计、组装及调试方法;即根据设计要求,查阅文献资料,收集、分析类似电路的性能,并通过组装调试等实践活动,使电路达到性能要求;第二章系统概述设计思想与方案选择方案一 ,利用数字电路中学习的六十进制和二十四进制计数器和三八译码器来实现数字中的时间显示;方案二,利用AT89S51单片机和74HC573八位锁存器以及利用C语言对AT89S51进行编程来实现数字钟的时间显示;由于方案一通过数电的学习我们都比较熟悉,而方案二比较复杂,涉及到比较多我们没学过的内容,所以选择方案一来实施;简易数字钟电路主体部分是三个计数器,秒、分计数器采用六十进制计数器,而时计数器采用二十四进制计数器,其中分、时计数器的计数脉冲由校正按键控制选择秒、分计数器的溢出信号或校正10Hz计数信号;计数器的输出通过七段译码后显示,同时通过数值判断电路控制蜂鸣器报时;各功能块的组成分频模块,60进制计数器模块,24进制计数器模块,4位显示译码模块,正点报时电路模块,脉冲按键消抖动处理模块工作原理一．简易数字钟的基本工作原理是对1Hz标准频率秒脉冲进行计数;当秒脉冲个数累计满60后产生一个分计数脉冲,而分计数脉冲累计满60后产生一个时计数脉冲,电路主要由3个计数器构成,秒计数和分计数为六十进制,时计数为二十四进制;将FPGA开发装置上的基准时钟OSC作为输入信号通过设计好的分频器分成1Hz~10MHz8个10倍频脉冲信号;1Hz的脉冲作为秒计数器的输入,这样实现了一个基本的计时装置;通过4位显示译码模块,可以显示出时间;时间的显示范围为00时00分~23时59分;二．当需要调整时间时,可使用数字钟的时校正和分校正进行调整,数字钟中时、分计数器都有两个计数脉冲信号源,正常工作状态时分别为时脉冲和分脉冲；校正状态时都为5~10Hz的校正脉冲;这两种状态的切换由脉冲按键控制选择器的S 端来实现;为了更准确的设定时间,需要对脉冲按键进消抖动处理;三．电路在整点前10 秒钟内开始控制蜂鸣器报时,可采用数字比较器或逻辑门判断分、秒计数器的状态码值,以不同频率的脉冲控制蜂鸣器的鸣响;第三章单元电路设计与分析各单元电路的选择1分频模块,设计一个8级倍率为10 的分频电路,输出频率分别为1Hz 、10Hz、100 Hz、1k Hz、10k Hz、100k Hz、1 MHz、10MHz8组占空比为50%的脉冲信号;260进制计数器模块,采用两片74161级联;324进制计数器模块,采用两片74161级联;44位显示译码模块,由分频器,计数器,数据选择器,七段显示译码,3-8线译码器构成一个4位LED数码显示动态扫描控制电路;其中4位计数器用74161,数据选择器用74153,七段显示译码器部分采用AHDL硬件描述语言设计;5正点报时电路模块,该模块采用与门和数据选择器74153构成6脉冲按键消抖动处理模块,采用D触发器实现消抖动,从而能够比较精确地设定时间;设计及工作原理分析1分频模块要输出8级频率差为10倍的分频电路,可采用十进制计数器级联实现;集成十进制计数器的类型很多,比较常用的有74160、74162、74190、74192和7490等;这里采用7490来实现分频,7490是二-五-十进制加计数器,片上有一个二进制计数器和一个异步五进制计数器;QA是二进制加计数器的输出,QB、QC、QD是五进制加计数器的输出,位序从告到低依次为D,C,B;该分频器一共用到7片7490,初始信号输入到第一片7490的CLKB 端口,QD输出端连接到CLKA端,作为输入,从QA引出1MHz的output端口,并引线到第二片7490的CLKB端口,依此类推,直到第七片7490连接完成如附图所示;每片7490相当于一个五进制计数器和一个二进制计数器级联实现了十进制加计数,从而实现分频;分频模块图如图所示分频模块内部结构图如下图所示260进制计数器模块采用两片74161级联,如图,下面一片74161做成十进制的,初始脉冲从CLK输入,ENT和ＥＮＰ都接高电平,而QD与QA用作为与非门的两个输入,与非门输出分别连接到自身的LDN端与上面一片74161的CLK端；上面一片74161的QC和QA端作为与非门的两个输入通过输出连接到自身的LDN,ENT 和ENP接高电平;下面一片实现从0000到1001即0~9十个状态码的计数,当下面一片为1001状态时,自身的LDN为低电平,此时QD,QC,QB,QA的状态恢复到0000,即从0开始从新计数,而上面一片74161的CLK电平改变,上面一片74161开始计数为0001,实现从0000~到0101即0到5六个状态码的计数,当上面一片状态为0101时,LDN为低电平,此时计数器为0000;这样子通过两片74161就实现了一个六十进制计数器;下图为六十进制计数器模块的示意图由六十进制计数模块构成的秒分计数如下图,下面那块六十进制技术模块表示为妙,上面那块六十进制计数模块表示为分;当妙计数模块的状态为0101 1001时,向分计数模块进位, 即通过74153M的输入C1,此时74153M输出接到分计数模块的输入端 ,通过74153M作为选择器,实现进位控制;324进制计数器模块采用两片74161级联,如图,下面一片74161做成十进制的,初始脉冲从CLK输入,ENT和ＥＮＰ都接高电平,而QD与QA用作为与非门的两个输入分别连接到自身的LDN端与上面一片74161的CLK端；上面一片74161的QB非门的一个输入通过输出连接到自身的LDN,ENT 和ENP接高电平,并且上面74161的QB端和下面一块74161的QC端通过与非门输出接到两片74161的清零端CLRN;下面一片实现从0000到1001即0~9十个状态码的计数,当下面一片为1001状态时,自身的LDN为低电平,此时QD,QC,QB,QA的状态恢复到0000,即从0开始从新计数,而上面一片74161的CLK电平改变,上面一片74161开始计数为0001,实现从0000~到0010即0到2三个状态码的计数,当上面一片状态为0010即2时,下面一片状态为0100即4时,两块74161的CLRN为低电平,此时两块74161的状态都为0000,即实现了23时过后显示00时;这样子通过两片74161就实现了一个24进制计数器;下图为24进制计数器模块示意图由二十四进制计数模块构成的时计数模块如图,下面那块六十进制技术模块表示为分,上面那块24进制计数模块表示为时;当分计数模块的状态为0101 1001时,向时计数模块进位, 即通过74153M的输入C1,此时74153M输出接到时计数模块的输入端 ,通过74153M作为选择器,实现进位控制;二十四进制计数模块构成的时计数模块44位显示译码模块由分频器,计数器,数据选择器,七段显示译码,3-8线译码器构成一个4位LED数码显示动态扫描控制电路;4位计数器由74161构成;如下图所示74161构成的4位计数器数据选择器采用两片74153 和一片74153M两片74153实现连在一起实现对四个数字的选择,而一片74153M实现对小数点的选择;如下图所示74153M构成的数据选择器两片74153构成的数据选择器七段显示译码器部分采用AHDL硬件描述语言设计,语句如下：subdesign ymqdata_in3..0 :input;a,b,c,d,e,f,g :output;begintabledata_in3..0 =>a,b,c,d,e,f,g;b"0000" =>1,1,1,1,1,1,0;b"0001" =>0,1,1,0,0,0,0;b"0010" =>1,1,0,1,1,0,1;b"0011" =>1,1,1,1,0,0,1;b"0100" =>0,1,1,0,0,1,1;b"0101" =>1,0,1,1,0,1,1;b"0110" =>0,0,1,1,1,1,1;b"0111" =>1,1,1,0,0,0,0;b"1000" =>1,1,1,1,1,1,1;b"1001" =>1,1,1,0,0,1,1;b"1010" =>1,1,1,0,1,1,1;b"1011" =>0,0,1,1,1,1,1;b"1100" =>1,0,0,0,1,1,0;b"1101" =>0,1,1,1,1,0,1;b"1110" =>1,0,0,1,1,1,1;b"1111" =>1,0,0,0,1,1,1;end table;end;整个四位显示译码模块如图所示5正点报时电路模块该模块采用与门和数据选择器74153构成,如下图所示;7个输入端口的与门控制A,当时间在59分51s,53s,55s,57s,59s的时候,A为高电平1,当秒的个位数为9时,B为高电平1,A为1,B为0时,输出C1低频率信号,A为1,B为1时输出C3高频率信号,实现整点的不同频率的报时电路;整点报时电路模块6脉冲按键消抖动处理模块采用D触发器实现消抖动,从而能够精确地设定时间;校正状态为5HZ的校正脉冲,分频器输出的10HZ通过T触发器得到5HZ的校正脉冲;如图脉冲按键消抖动处理模块通过T触发器得到的5HZ校正脉冲第四章电路的组构与调试遇到的主要问题1在用74161做二十四进制计数器时,没有深入考虑,打算采用第一片六进制,第二片四进制级联而成,结果出现问题;2时、分调整按键没有安装消抖动装置;3在设置简易数字钟的分时,时计数器也会进;现象记录及原因分析1虽然也能够计数实现二十四进制,但是不能与七段显示译码器配合使用,不能显示直观的数值,这样给用户带来不便;2在下载调试的时候,我要进行时分调整,但是有时按一下子脉冲键会进两个数值,这样子给时分的设置带来了麻烦,原因是按键没有采用消抖动装置;3在调试的时候,打算通过按键调整分,但是发现时计数器也会进位,这就不符合要求了,原因是调整分时,各计数器都按正常状况在计数,所以会按正常情况产生进位;解决措施及效果1仍然采用两片74161,第一片可以从0~9,第二片只能从0~2,而且当第二片为2的时候,第一片到4的话就都清零复位,这样不仅实现了二十四进制计数器,而且能与七段显示译码器配合使用,直观的显示数字;2在脉冲控制按键上加上了D触发器,这样子可以达到消抖动的效果;3加上选择器,把两路信号分开,当调整分的时候,不对时计数器产生进位,这样子就不会产生十进位了,解决了这个问题;功能的测试方法、步骤,记录的数据1简易数字钟的测试,将电路图连好后,分析与综合,仿真,编译,下载到仪器上,表示秒的小数点按1Hz,占空比50%跳动,分从0~59计数,分过了59后,向时计数器进1;2整点点报时功能的测试,到了整点,即59分51s,53s,55s,57s时蜂鸣器低频率间断性鸣响,59分59秒时,蜂鸣器高频率鸣响一次;3时、分调整功能的测试,按分调整键,分按一定的频率逐次加一,但是时显示不变；按时调整键,时按一定的频率逐次加一,但是分显示不变;第五章结束语对设计题目的结论性意见及进一步改进的意向说明简易数字钟的设计中,主要运用了分频器,六十进制计数器,二十四进制计数器,动态扫描显示电路,选择器,按键消抖以及门电路等数字电路方面的知识;可以在简易数字钟的基础上加上24小时和12小时转换功能,秒表功能,闹钟功能,这样更能满足人们的使用需求;总结设计的收获与体会简易数字钟的设计及实验当中,我坚持了下来,上学期的数电我学的并不好,而且对软件应用的接受能力不强,刚开始的时候做的很慢,看到别人都做好了,心里比较着急,于是,我找出了数电课本,复习所涉及的知识点,并练习所学软件,终于有了进步,可以更上同学们的进度,但数字钟的设计一直困扰我,看到别人拓展功能都做好了,自己基本的都还没做好,心里很急;在设计的过程中,碰到了很多的困难,遇到了很多问题,不断地思考与尝试,以及向同学和老师请教,但还是没能完全设计好,以后有时间还得多去实验室尝试,争取做好一些拓展功能;通过这次设计,对上学期学习的数字电路的相关知识得到了复习和巩固,也查阅了一些相关的资料,也加深了我对数字电路应用的理解,总之这次的电子技术课程设计受益匪浅;参考文献：基于FPGA的数字电路系统设计西安电子科技大学出版社数字电子技术基础电子工业出版社数字电路与逻辑设计实验及应用人民邮电出版社附图1.分频模块分频器仿真波形下图为分频器线路图2.60进制计数器模块60进制计数器仿真波形3.24进制计数器模块24进制计数器仿真波形4. 4位显示译码模块七段显示译码器模块七段显示译码器部分采用AHDL硬件描述语言设计,语句如下：subdesign ymqdata_in3..0 :input;a,b,c,d,e,f,g :output;begintabledata_in3..0 =>a,b,c,d,e,f,g;b"0000" =>1,1,1,1,1,1,0;b"0001" =>0,1,1,0,0,0,0;b"0010" =>1,1,0,1,1,0,1;b"0011" =>1,1,1,1,0,0,1;b"0100" =>0,1,1,0,0,1,1;b"0101" =>1,0,1,1,0,1,1;b"0110" =>0,0,1,1,1,1,1;b"0111" =>1,1,1,0,0,0,0;b"1000" =>1,1,1,1,1,1,1;b"1001" =>1,1,1,0,0,1,1;b"1010" =>1,1,1,0,1,1,1;b"1011" =>0,0,1,1,1,1,1;b"1100" =>1,0,0,0,1,1,0;b"1101" =>0,1,1,1,1,0,1;b"1110" =>1,0,0,1,1,1,1;b"1111" =>1,0,0,0,1,1,1;end table;end;整个4位显示译码模块四位显示译码模块。
电子闹钟说明书
三
软件设计的重点在于秒脉冲信号的产生、显示的实现、以及按键的处理等方面。基于软件的秒脉冲信号通常有延时法和定时中断法。延时法一般采用查询方式，在延时子程序前后必然需要查询和处理的程序，导致误差的产生，因此其秒脉冲的精度不高；中断法的原理是，利用单片机内部的定时器溢出中断来实现。
MOV 22H,#00H
MOV 34H,#00H
MOV 35H,#00H
LJMP L0
L1:JB K3,L2
LCALL XIAOZHEN5
MOV C,25H.0
JC A6
A6:CLR 25H.0
INC 21H
MOV A,21H
CJNE A,#3CH,GO11
MOV 21H,#00H
MOV 32H,#00H
GO2:MOV 21H,A
MOV B,#0AH
DIV AB
MOV 33H,A
MOV 32H,B
AJMP RET0
MOV B,#0AH
DIV AB
MOV 35H,A
MOV R3,#0FEH
MOV A,R3
MOV A,@R0
MOV DPTR,#DSEG1
MOVC A,@A+DPTR
MOV P0,A
LCALL DL1
TIME:PUSH ACC
PUSH PSW
MOV TH0,#03CH
MOV TL0,#0B0H
DJNZ R2,RET0
MOV R2,#14H
MOV A,20H
CLR C
INC A
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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
Z
1
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。
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“ T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。
8.整点报时电路
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1KH0发生在59分59秒，它们的持续时间均为1秒。
因是额外附加电 路，所以不加入总图中
校时味冲
56 0 1 1 0 停 57 0 1 1 1 鸣低音 58 1 0 0 0 低 59 1 0 0 1 鸣高音 00
停
四、总原理图及元器件清单
1 •总原理图
分个付
｛：
Hlh SOUHz-
>
T
&-
u .l
>
LJ
3-D
ft
响
电
Hihn
n Qh_
Q 一 粉斗位｛ 秒个荷
IkHz 秒个
位Q t
1元件清单
型号 数量 备注
74LS160
3 r
十进制计数器 74LS161 3 四二进制计数器 74LS48 6 译码器 74LS00 5 四二输入与非门 74LS04 1 六反相器 74LS20 1 四输入与非门
74LS90 1 r
二五十进制计数器
NE555 1
七段共阴数码管 6
7805芯片 1
红色发光LED 4 自锁开关 4
按键开关
4
电阻、电容、导线
若干
六、设计流程
1、 查找资料、通过对比确定电路模型及所选取的元件。
2、 进行Multisim 仿真，不断调试，查看仿真结果是否达到我们期望的效果
3、按照仿真电路，进行插线。
首先连接信号发生器电路，进行调试，使其稳定 输出 1HZ
的脉冲信号。
Q
txti ； tisli
*羽昕
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4、连接“秒”电路部分，进行调试，使“秒”部分电路实现正常计数功能，再连接“分”电路，进行调试。
5、“秒”、“分”电路计时均正确后连接“时”部分电路，进行调试直至正确计数。
6、“秒”、“分”、“时”电路基本计数功能实现后，连接校时电路，进行调试，直至校时效果出现。
7、校时完成后，连接测试电路准确性。
8、所有部分都完成后，进行整个电路所有功能调试，出现故障一部分一部分的检查排除，直至最后效果出来为止。
七、故障分析及调试
1、在电路设计过程中存在元件使用的不当如输入端与输出端的链接失误。
应多次进行仿真模拟推测失误的地方。
2、在仿真过程中由于软件应用的不熟练导致在实用软件的过程中连线不正确。
器件找的不对，并且在模拟过程中易出错。
比如本图中两个开关实在找不到直接进行的连线，应当反复检查是否出现错误，并通过不断地实验设计完善对软件的使用。
3、如果出现仿真错误时可能是因为在校时电路中连接的失误导致的。
八、精度分析
通过模拟仿真的得出的结论可以使得该电路实现数字电子钟的功能。
但是存在一定的误差，应该是在555 定时器在发出信号时的误差。
九、收获体会
通过对数字时钟课程设计的设计和仿真，我觉得自己真的学到了很多。
首先，我对数字时钟的结构及原理与了很好的了解，对时、分、秒的设计以及校时有了一定的了解；其次，我了解了不少器件功能的应用，能够较合理的选用集成电路器件，加深了对数字电路的认识和理解，将所学的理论知识与实际运用结合起来；再次，我学会了操作和使用仿真软件Multisim 以及其他版本的仿
真软件，如EWB?，能够较好地利用这些软件进行电路的仿真和调试。
更重要的是，这次课程设计的制作过程中，在不断地发现问题和调试并解决问题的过程中，我学会了在设计中独立地解决问题，也包括怎样去查找问题，同时我发现，只有不断的尝试，亲手去操作，我们才能真正发现学习的乐趣，得到我们想要的结果。
在整个设计阶段，调试过程我花的时间比较多，其间更换了不少器件。
因为当我们利用Multisim 等软件对设计的电路进行计算机仿真时，软件有时会出问题，在理论上可行的电路在调试中未必能显示出来，所以我只能通过查阅相关资料，不断地尝试，更换器件，耐心、仔细地分析问题，直到得到最后正确的结果。
通过对本次课程设计的研究，将“模拟电子技术”、“数字电子技术”等课程的理论与实践有机的结合起来。
每次课程设计是一次难得的锻炼机会，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。
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。
我不仅更进一步的巩固了以往所学的知识，而且很好的了解和掌握了原来不知道或掌握不好的知识结构，特别是了解和掌握了很多时钟专用芯片的功能以及用法，这些芯片的功能和用法都是和人们的实际生产生活紧密相关的，在实际的研发过程中都具有很强的代表性。
在此次的设计中，通过对电路性能指标的测试与调试，加强了我在分析和解决设计故障方面的能力, 为以后做设计打下了基础。
我还懂得理论与实际相结合是很重要的，只有书上的理论知识是远远不够的，只有把理论知识与实际相结合，在实际操作中验证理论的正确性，加强自己对知识的理解，才能加重自己在社会中拼搏的筹码。
所以，我们必须好好掌握这些知识结构，为将来走上工作岗位，解决实际问题打下良好的基础。