数字逻辑电路设计-多功能数字钟
数字电路课程设计-多功能数字时钟设计报告(免费下载)
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。
多功能数字钟电路设计指导书及仿真图
课题一数字电子钟逻辑电路设计一、简述数字电了钟是•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，显示宜观、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f•手农，大到车站、码头、机场等公共场所的大型数显电了钟。
数字电了钟的电路组成方框图如图所示。
显示器显示器显示器显示器译码器译码器译码器译码器7进制周24进制时60进制分60进制秒计数器计数器计数器计数日时分秒1H分频晶体振荡单次或连续脉冲图敌字电子钟框图由图可见，数字电了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•台能显示日、时、分、秒的数字电了•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。
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5・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•次高音(1000Hz)o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：100 U F/16V> 22pF、3〜22pF 之间6•电阻:200 Q x 10KQ、22MQ7.电位器:Q或Q8.数显：共阴显示器LC5011-119.开关：单次按键10.三极管：8050喇叭：1W/4, 8Q四、设计方案提示根据设计任务和耍求，对照数字电/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，它的持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。
多功能数字钟电路设计
多功能数字钟电路设计1、功能要求：①基本功能: 以数字形式显示时、分、秒的时间，小时计数器的计时要求为“12翻1”，并要求能手动快校时、快校分或慢校时、慢校分。
②扩展功能: 定时控制，其时间自定；仿广播电台正点报时—自动报正点时数。
2、设计步骤与要求：①拟定数字钟电路的组成框图，要求先实现电路的基本功能，后扩展功能，使用的器件少，成本低；②设计各单元电路，并用Multisim软件仿真；③在通用电路板上安装电路，只要求显示时分；④测试数字钟系统的逻辑功能；⑤写出设计报告。
设计报告要求：写出详细地设计过程（含数字钟系统的整机逻辑电路图）、调试步骤、测试结果及心得体会。
3、给定的主要器件：74LS00（4片），74LS160（4片）或74LS161（4片），74LS03（OC，1片），74LS04（2片），74LS20（2片），74LS48（4片），数码管BS202（4只），发光二极管（2只），555（2片）。
4、仪器和设备:稳压电源（或数字逻辑学习机），双宗示波器，数字万用表、数字通用板、拨线钳和电烙铁等。
5、设计报告要求（1）写出各单元电路的工作原理、设计过程及器件选择；（2）画出完整的电路原理图，并标明各元器件的参数值；（3）绘出电路中的时序波形，整理实验数据，并加以说明；（4）写出设计过程中出现的故障现象及其解决办法；（5）设计心得、体会及建议。
6、参考文献:1、《电子技术基础课程设计指南》清华大学出版社、焦宝文主编；2、《电子线路设计大全》华中科技大学出版社、陈碗儿主编3、《数字电子技术基础》清华大学出版社、阎石主编4、《TTL集成电路大全》电子工业出版社7、数字电子钟的设计提示1）、数字电子计时器组成原理图1数字电子计时器的结构框图2)、用74160实现12进制计数器3)、校时电路当刚接通电源或时钟走时出现误差时，都需要进行时间的校准。
校时是数字钟应具有的基本功能，一般电子钟都有时、分、秒校时功能。
多功能数字钟电路设计
多功能数字钟电路设计1设计内容简介数字钟是一个简单的时序组合逻辑电路，数字钟的电路系统主要包括时间显示，脉冲产生，报时，闹钟四部分。
脉冲产生部分包括振荡器、分频器；时间显示部分包括计数器、译码器、显示器；报时和闹钟部分主要由门电路构成，用来驱动蜂鸣器。
2设计任务与要求Ⅰ以十进制数字形式显示时、分、秒的时间。
Ⅱ小时计数器的计时要求为“24翻1”，分钟和秒的时间要求为60进位。
Ⅲ能实现手动快速校时、校分；Ⅳ具有整点报时功能，报时声响为四低一高，最后一响为整点。
Ⅴ具有定制控制（定小时）的闹钟功能。
Ⅵ画出完整的电路原理图3主要集成电路器件计数器74LS162六只；74LS90三只；CD4511六只；CD4060六只；三极管74LS191一只；555定时器1只；七段式数码显示器六只，74LS00 若干；74LS03(OC) 若干；74LS20 若干；电阻若干，等4设计方案数字电子钟的原理方框图如图（1）所示。
该电路由秒信号发生器、“时，分，秒”计数器、译码器及显示器、校时电路、整点报时电路、闹钟定时等电路组成。
秒信号产生器决定了整个计时系统的精度，故用石英晶体振荡器加分频器来实现。
将秒信号送入“秒计时器”，“秒计时器”采用六十进制计数器，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”也采用六十进制计数器，每60分钟，发出一个“时脉冲”，该信号经被送到“时计数器”作为“时计数器”的时钟脉冲，而“时计数器”采用二十四进制计数器，实现“24翻1”的计数方式，可实现对一天二十四小时的累计。
译码显示电路将“时”、“分”、“秒”计数器的输出状态通过七段式显示译码器译码，通过刘伟LED 七段显示器显示出来。
整点报时电路是根据计时系统的输出状态产生一脉冲信号，然后触发一音频发生器实现整点报时，定时电路与此类似。
校时电路是用“时”、“分”、“秒”显示数5电路设计5.1秒信号发生器秒信号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，通常用晶体整荡器产生的脉冲经过整形、分频获得1 Hz的秒脉冲。
多功能数字钟电路设计实验报告
多功能数字钟电路设计实验报告实验目的：设计一个多功能数字钟电路，能够显示当前时间，并具备闹钟、秒表和计时等功能。
实验原理：1. 数码管显示：使用4位共阴极数码管进行显示，采用BCD码方式输入。
2. 按键输入：使用按键进行时间的调节和选择功能。
3. 时钟频率：使用晶体振荡器提供系统时钟，通过分频电路控制时钟频率。
实验器材：1. 4位共阴极数码管2. 按键开关3. 74LS90分频器4. 时钟晶体振荡器5. 耐压电容、电阻等元件6. 电路连接线实验步骤：1. 连接电路：根据电路原理图，将数码管、按键开关、74LS90分频器、晶体振荡器等连接起来，注意接线正确。
2. 编写程序：根据实验要求，编写相应的程序，实现时钟、闹钟、秒表和计时等功能。
3. 调试电路：将电路通电并运行程序，观察数码管的显示情况和按键功能是否正常。
4. 测试功能：分别测试多功能数字钟的时钟、闹钟、秒表和计时等功能，确保功能正常。
5. 完善实验报告：根据实验结果和观察情况，完善实验报告，并附上电路原理图、程序代码等。
实验结果：经过调试和测试，多功能数字钟电路能够正常显示时间，并具备时钟、闹钟、秒表和计时功能。
使用按键进行时间调节和功能选择，数码管根据不同功能进行相应的显示。
实验总结：通过本次实验，我掌握了多功能数字钟电路的设计原理和实现方法，并且了解了数码管显示、按键输入、时钟频率控制等相关知识。
实验过程中，我发现电路连接正确性对功能实现起到关键作用，同时合理编写程序也是确保功能正常的重要环节。
通过实验，我对数字电路的设计和实现有了一定的了解，并且培养了动手实践和解决问题的能力。
(数电)多功能数字钟—设计报告
1、设计内容及要求：①基本功能：以数字形式显示时、分、秒的时间，小时计数器的计时要求为24进制，并要求手动快校时、校分。
②扩展功能：整点报时。
2、系统设计原理：系统要求：数字电子钟由555集成芯片构成的振荡电路、计数器、译码器、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。
在功能方面，对于本次综合设计，还要求有校时与整点报时功能。
方案设计：图1. 数字钟电路框图电子钟的计时周期为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。
系统工作原理：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，用555振荡器来实现。
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。
校时电路时用来对“时”、“分”显示数字进行校对调整。
3.单元电路的设计：3.1、基于555电路的秒脉冲发生器的设计3.1.1用555芯片设计一个多谐振荡器，输出方波用作计数器。
脉冲频率公式：f=1／（R1+2R2）C㏑2选择R1=1K，R2=5K，RV1=2K，C=100nF，形成电路图如图所示：图2. 555振荡器电路图仿真波形如图所示图3. 555脉冲仿真波形图555振荡器输出f=1000HZ，通过分频得出1HZ的脉冲，此脉冲当做秒时针脉冲。
数字逻辑课程设计实验报告多功能数字钟
数字逻辑课程设计实验报告——多功能数字钟学院：计算机科学技术与通信工程学院班级：0501姓名：白璐学号：30506030182007年1月24 日多功能数字钟课程设计实验报告一．实验目的：1．学会应用数字系统设计方法进行电路设计；2．进一步提高MAX+plus II 10.0 BASELINE软件的开发应用能力；3．培养学生书写综合实验报告的能力。
二．实验要求：1．根据实验任务，选择最佳设计方案，综合运用MAX+plus II 10.0 BASELINE软件的各种设计方法设计出层次分明、结构清楚、电路优化、VHDL语言描述简洁的完整设计文件。
通过仿真直至下载来验证设计的正确性。
三．实验任务及要求1．能进行正常的时、分、秒计时功能（1）用M6M5做24小时计数器的显示器；（2）用M4M3做60分钟计数器的显示器；（3）用M2M1做60秒钟计数器的显示器。
2．能利用实验系统上的按键实现“校时”、“校分”功能（1）按下“SA”键时，计时器迅速递增，并按24小时循环，计满23小时后再回00；（2）按下“SB”键时，计时器迅速递增，并按60分钟循环，计满59分钟后再回00；但不向高位进位。
（3）按下“SC”键后，秒清零。
要求按下“SA”和“SB”均不会产生数字跳变（“SA”、“SB”按键是有抖动的，必须地“SA”、“SB”进行消抖处理, 消抖电路用D触发器构成。
原理：一个触发器CP(64HZ)内，屏蔽所有的抖动脉冲）。
（4）计时（24进制计数器），计分（60进制计数器）、计秒（60进制计数器）模块可由10进制计数器连接构成，也可用VHDL语言完成（可以参考教材P341，例8.2.1 多功能电子钟的设计）。
10进制计数器需自己设计（用VHDL语言，与所做实验74160计数器相同），不能调用系统库。
（5）其他如分频电路、提供报时控制信号、闹时电路等模块用VHDL语言实现。
3．能利用实验板上的扬声器作整点报时（1）当计时到达59’50”、51”、52”、53”、54”、55”、56”、57”、58”、59”鸣叫，鸣叫声频可定为500HZ；（2）到达00分00秒时为最后一声整点报时。
多功能数字钟电路设计 - 多功能数字中电路设计
多功能数字钟电路设计一功能要求1 基本功能：⑴准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间；⑵小时的计时要求为24进位，分和秒的计时要求为60进位；⑶校正时间，时、分快校（1HZ）。
2 扩展功能：⑴定时报，时间自定，闹1分钟（1KHZ）；⑵仿广播电台正点报时；⑶报整点时数；二主体电路设计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。
其组成框图如下：显示器及译码器部分为板载，因此只需要设计计数器，校时电路和扩展电路。
1.小时计数器时计数器是一个24进制计数器，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，秒的个位计数器再输入一个秒脉冲时，数字钟应自动显示为00时00分00秒。
原理图如下：使用了两片74LS161（4位二进制同步加法计数器）来实现小时计数，即模24的计数器。
HOUR[0]~HOUR[3]为小时个位，HOUR[4]~HOUR[7]为小时十位。
2. 分秒计数器分和秒计数器都是模60的计数器。
其计数规律为00—01—…—58—59—00…其原理图如下：秒计数器与上图相同，图略。
分别使用了两片74LS161来实现分和秒的计数，均为。
其中MIN[0]~MIN[3]为分个位，MIN[4]~MIN[7]为分时位，SEC[0]~SEC[3]为秒个位，SEC[4]~SEC[7]为秒时位。
3. 校时电路当数字钟接通电源或者计数出现误差时，需要校正时间（或称校时）。
校时是数字中应具备的基本功能。
为使电路简单，这里只进行分和小时的校时。
对校时电路的要求是，在小时校正时不影响分和秒的正常计数；再分校正时不影响秒和小时的正常计数。
校时方式有“快校时”和“慢校时”两种，“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”使用手动产生单脉冲作校时脉冲。
本实验只要求实现“快校时”。
其原理图如下：4. 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”。
数字逻辑电路设计-多功能数字钟综述
数字逻辑电路设计-多功能数字钟多功能数字钟摘要：实验作品名为多功能数字钟，具有校时、清零、保持、整点报时、闹钟五大功能。
整个实验以QuartusII 7.0为软件设计基础，结合Altera公司研发的Cyclone系列可编程逻辑器件工具箱进行实际测试。
整个数字钟的开发完全遵照自顶向下的设计方法，这个设计因为该方法可移植性强、逻辑符合一般规律、可多人共做等优点而得以为设计人员省去大量时间和精力。
本作品在防抖动电路和蜂鸣器鸣响时长控制上拥有一定的自主创新性和理论证明，同时由于整个设计过程当中适当地对每个器件进行了有机的封装，所以电路图的逻辑关系较为清晰。
现在数字钟因其在日常生活生产中的作用而成为可盈利的商品，在金钱的驱动下数字钟的设计方法与本实验作品相比功能和效率上都有非常大的提升，故本实验的目的在于让设计者充分了解数字逻辑电路设计的流程和具体软件的使用方法。
关键词：数字钟，可编程逻辑器件，防抖动电路，学习型设计The design of Multifunctional digital clock Abstract: This experimental product is called Multifunctional digital clock. It has five major functions such as time setting, resetting, holding, alarming, andbeeping when it comes to an addition to the hour. The whole experiment isbased on the software of design called Quartus II 7.0 and is tested bycombining the Cyclone series of programmable logical device provided byAltera. The clock is designed under the process of ‘from the top to the end’.The method spares designers lots of time and energy for its flexibility to betransplanted, easiness for ordinary logic reasoning and availability forcooperative designing. The product is self-creative and provable in terms ofturbulence muting and manipulation of the period of beeping. At the sametime, the diagrams of the circuits are apparently logical thanks towell-organized sealing of each part of device during the design. In this eraof common concept of inexpensiveness of digital clocks, methods andeffectiveness of designing a clock are improved due to its profitability.Hence, this experimental design is aimed at letting the participants tounderstand the process of digital logic circuits designing and to get tofamiliar with the usage of particular software.Keyword: Digital Clock, programmable logic device, mute circuit, design for learning目录一．设计要求与说明 (4)二．方案论证 (4)1.设计整体思路2.设计大体流程三．各子模块设计原理与调试仿真 (5)1.时钟发生器 (5)2.计时电路 (7)3.显示电路 (9)4.校分电路和清零电路 (12)5.报时电路 (13)6.储时电路 (15)7．选择电路 (16)8.闹钟比较电路 (16)9．其他 (17)四．编程下载1．整体电路图 (18)2．管脚配置 (19)3．编译调试 (19)五．实验感想一．设计要求与说明1、能进行正常的时、分、秒计时功能2、分别由六个数码管显示时分秒的计时3、使能开关4、清零开关5、校分开关6、校时开关7、使时钟具有整点报时功能（当时钟计到59’53”时开始报时，在59’53”, 59’55”,59’57”时报时频率为512Hz,59’59”时报时频率为1KHz, ）8、闹表设定功能9、自己添加其他功能二．方案论证1．设计整体思路图1数字钟的功能设计思路大致如图1时钟发生电路：位计时电路提供频率为1HZ的稳定脉冲，该电路是整个时钟是否精准的关键计时电路：由时钟发生器驱动，存储并演绎时间的流逝储时电路（闹钟）：储存一个固定的时间选择电路：由输入端控制调校或显示储时电路和计时电路中的一个显示电路：将两个时间电路的输出信号调制成可输出的信号报时电路：根据时间信号以一定的模式输出符合要求的蜂鸣器驱动信号校分电路：使时间电路脱离时钟驱动并以累加的方式分别调校时与分清零电路：使时钟电路的所有信号归零2设计大体流程1）设计时钟发生电路与计时电路2）连接两个模块并调试电路，分别用ＬＥＤ灯检测时分秒的运行状况3）设计显示电路并单独调试4）连接时钟电路和显示电路并调试，整体调试时钟电路5）设计校分电路和清零电路并连接调试6）设计报时电路并单独调试7）连接报时与时钟电路，利用已调校好的调分清零电路调校报时电路的功能8）设计储时电路（在计时电路上适当修改）9）设计选择电路将计时电路和储时电路连接，调校选择电路以保证时间与调校显示的接口功能正常10）整体调试并增加诸如防抖动等优化电路三．各子模块的设计原理与调试１．时钟发生器图２时钟发生器设计思路大致如图２１）十六分频电路由四个Ｔ触发器异步连接而成２）图３实时（timing）仿真如图4图4有仿真图波形可初步断定用4*T触发器一步连接对高频信号进行16分频是不会产生明显延迟和错位现象３）一千分频电路由三个十进制加法计数器连接而成，连接方式是：低位计数器的QD端与高位计数器的CLK端相连图5为方便今后对十分频器的使用在此对其进行了封装，仿真波形图如下图6输入波周期为10ns，由图6所示仿真图中的时间条可看出，在Timing 模式下1000分频电路对高频信号几乎无延迟与错位，同时可看出该分频器的占空比为1:10。
多功能数字钟设计实验报告
《数字电路与逻辑设计实验》实验报告题目数字钟电路设计学院：信息工程学院系电子信息工程专业：班级：学号：学生姓名：同组同学：指导教师：递交日期：多功能数字钟设计一、实验目的1、综合应用数字电路知识，提高逻辑电路设计能力；2、学习使用protel或Altium designer进行电子电路的原理图设计、印制电路板设计；3、学习电路板制作、安装、调试技能和设计流程；4、了解数码管，译码器，555定时器及以下中规模器件的逻辑功能和使用方法。
二、设计任务和设计要求1、设计一多功能数字钟并进行仿真和PCB板制作。
2、基本功能：准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间。
3、扩展功能：校正时间，定时控制，正点报时。
三、设计方案1、数字钟设计方案基本框图如下2、各模块设计原理1.时的设计：时的计数以24小时为周期，按通常的习惯，24小时计数器的计数序列为00，01，…，22，23，00，…，即当计数到23小时59分59秒时，再来一个秒脉冲，计数器就进到00时00分00秒。
这样，可利用反馈置数或反馈清零法进行二十四进制计数，本实验采用74LS161进行设计。
2.分、秒的设计：分和秒计数器都是模M=60的计数器。
计数规律为00，01，…，58，59，00，…。
它们的个位都是十进制，而十位则是六进制。
3.译码显示：将计数器和闹钟输出的4位二进制代码，译码显示出相应的十进制数状态，可利用显示译码器和数码管实现。
4.校时电路：校时可用1s 脉冲快速校正，也可手动产生单次脉冲慢校正至时或者分计数器。
可设置不同脉冲来控制实现校正或正常计数。
5.定时控制：数字钟在指定的时刻发出信号，实现闹钟功能，通过数据选择器使得在设定闹钟是可在数码管上显示设定时间而不影响正常计数。
6.正点报时：每当数字钟计时快要到正点时发出声响，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正点时刻，即当分达到59，秒达到50开始发出声响，50、52、54、56、58、60（高音）。
数电多功能电子时钟课程设计综述
电子技术课程设计题目名称多功能电子时钟设一、设计题目：多功能数字钟电路设计二、设计任务和要求：1. 以十进制数字形式显示时、分、秒的时间。
2.小时计数器的计时要求为“24翻1”，分钟和秒的时间要求为60进位。
3. 能实现手动快速校时、校分；4. 具有整点报时功能，报时声响为四低一高，最后一响为整点。
5. 具有定制控制（定小时）的闹钟功能。
6. 画出完整的电路原理图三、题目分析或内容摘要数字钟是一个简单的时序组合逻辑电路，数字钟的电路系统主要包括时间显示，脉冲产生，报时，闹钟四部分。
脉冲产生部分包括振荡器、分频器；时间显示部分包括计数器、译码器、显示器；报时和闹钟部分主要由门电路构成，用来驱动蜂鸣器。
与传统的机械钟相比，数字钟具有走时准确，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。
四、整体构思或方案选择：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。
另外，计时过程要具有报时功能，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。
报时声响为前四次低最后一高，最后一响为整点。
最后设定闹铃功能，即可在整点设置闹铃。
五具体实现：1.总体方框图定时器图1.总体方框图2.工作原理（1）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。
一般来说振荡器的频率越高，计时精度越高。
数字逻辑电路课程设计报告 - 多功能数字钟
数字逻辑电路课程设计报告 - 多功能数字钟江苏大学数字逻辑课程设计___________多功能数字钟专业：软件1001学号：3100608024姓名：张同学2021年1月11日一、设计目的1、学会应用数字系统方法进行电路设计；2、进一步提高MaxplusⅡ软件开发应用能力；3、培养综合实验的能力；二、设计要求1、能进行正常的记时、记分、记秒2、实现校时、校分以及秒清0的功能3、实现整点报时的功能4、实现时间的正常显示5、闹时功能的实现三、具体设计思路1、利用按键实现“校时”、“校分”和“秒清0”功能。
（1）SA：校时键。
按下SA键时，时计数器迅速递增，按24小时循环，并且计满23时回到00。
（2）SB：校分键。
按下SB键时，分计数器迅速递增，按60小时循环，并且计满59时回到00，但不向时进位。
（3）SC：秒清零。
按下SC时，秒计数器清零。
要求按键均不产生数字跳变，因此须对“SA”、“SB”进行消抖处理。
实现：①：十进制计数器的设计：VHDL描述： library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity ls160 is port(data:in std_logic_vector(3 downto 0); clk,ld,p,t,clr:in std_logic;count:buffer std_logic_vector(3 downto 0); tc:out std_logic); end ls160;architecture behavior of ls160 is begintc<='1'when (count=\'0'; cale:process(clk,clr,p,t,ld) beginif(rising_edge(clk))then if(clr='1')then if(ld='1')then if(p='1')thenif(t='1')thenif(count=\count<=\elsecount<=count+1; end if; elsecount<=count; end if; elsecount<=count; end if; elsecount<=data; end if; elsecount<=\end if; end if;end process cale; end behavior;②24进制计数器和60进制计数器的设计（以十进制计数器为基础）：24进制计数器：60进制计数器：仿真图：2、能进行整点报时。
多功能数字钟的电路设计
多功能数字钟的电路设计
1.时钟计数器：使用数字逻辑门和触发器组成的计数器电路，用于实
现时钟的计数功能。
计数器需要能够准确地计时，并能够在到达一定计数
值时进行复位操作。
2.时钟显示器：使用数码管显示器来显示当前的时、分、秒。
每个数
码管都需要能够接收计数器输出的数值，并将其转换成对应的数字显示。
3.按键输入：多功能数字钟通常会包括一些功能设置，例如闹钟、日期、温度等。
因此需要设计一个按键输入电路，用于接收用户的按键输入，并实现对应的功能操作。
4.闹钟功能：在设计中可以添加一个闹钟电路，用于在特定时间发出
警报。
这个电路可以通过比较计数器的当前值和闹钟设定的时间值来判断
何时触发警报。
5.温度传感器：如果需要实现温度显示的功能，可以添加一个温度传
感器，将温度值转换成数字信号，并通过数码管显示出来。
6.日期功能：类似于时钟显示器，设计一个可以显示日期的电路。
可
以通过按键输入来设置日期，并将其显示在数码管上。
7.电源电路：为了供电整个电路，需要设计一个合适的电源电路，可
以通过插座或电池为电路提供稳定的电源。
在电路设计过程中，需要注意的是不同功能模块之间的连接与通讯方式，以及合理的信号处理和控制逻辑。
同时，还要考虑电路的稳定性、抗
干扰能力和功耗等方面的设计要求。
数字电子线路课程设计之多功能数字钟
专业：班级：姓名：学号：指导老师：多功能数字钟课程设计任务书1．设计目的与要求设计一个数字钟。
准确地理解有关要求，独立完成系统的设计，要求所设计的电路具有以下功能：（1）设计的数字钟能直接显示“时”，“分”，“秒”；12与24计数实时转换；（2）当电路发生走时误差时，要求电路具的校时功能；（3）能够上，下午显示；（4）具有定时提醒功能；2．设计内容（1）画出电路原理图，正确使用逻辑关系；（2）确定元器件及元件参数；（3）进行电路模拟仿真；（4）SCH文件生成与打印输出；3．编写设计报告写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，4．心得体会。
多功能数字钟电路的设计设计主要内容：本电路利用晶振和循环分频器产生秒脉冲，作为触发秒、分、时计数器的触发信号；各计数器通过译码器、7段数码管显示时间。
另外，电路设有定时、调时、校时、12与24小时实时转换及上下午显示电路。
所用器件及芯片：多谐振荡器、分频器、寄存器、计数器、译码器。
1 引言我们日常生活离不开时间，尤其是随着现代文明的进步，人们的时间观念越来越强，甚至有些工作人员用自己的工作时间的长短来衡量工作效率，可见数字钟已经到了与人行影不离的地步。
数字钟为我们的日常生活提供了便利，它采用集成电路，具有时间准确，体积小，携带方便,数字显示清晰直观。
下面介绍一般数字钟的电路设计。
2 总体设计方案2.1 设计思路利用555定时器产生稳定度很高的高频方波信号，经分频电路，将高频方波分频为1HZ 的秒脉冲波，输入到六十进制的秒计数器，秒计数器和分计数器都是有一个个位十进制当秒3设计原理分析 3.1 振荡器3.1.1 555内部电路555定时器内部结构的简化原理如图2所示。
它由3个阻值为5K 的电阻组成的分压器，两个电压比较器C 1和C 2和一个基本RS 触发器，放电BJT T 组成。
定时器的主要功能取决于比较器，比较器的输入控制RS 触发器和放电BJT T 的状态。
图中4脚为复位输入端，当4脚电压为低电平时，不管其他输入端的状态如何，输出V 0为低电平。
多功能数字钟的电路设计
多功能数字钟的电路设计目录：一、设计题目二、设计任务和要求三、电路原理分析与程序设计四、元器件五、仿真图六、心得体会七、参考文献资料八、实物图一、题目：多功能数字钟的电路设计二、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，电路原理分析与程序设计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。
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。
数字钟的整机逻辑框图如下：1)555秒脉冲发生电路与晶振秒脉冲发生电路的比较555与RC组成的多谐振荡器，产生频率 f=1kHz的方波信号，则可设计出相应的电路，其中RP可微调振荡器的输出频率f。
555由电阻分压器、电压比较器、基本R-S触发器、放电三极管和输出缓冲器5部分组成。
要产生秒脉冲既可以采用555脉冲发生电路也可以采用晶振脉冲发生电路。
但是相比二者的稳定性，晶振电路比555电路能够产生更加稳定的脉冲，所以最后决定采用晶振脉冲发生电路。
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。
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。
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。
数字逻辑电路课设—简易数字钟设计
数字逻辑电路课设—简易数字钟设计数字逻辑电路课程设计报告多功能数组钟设计⼀、设计要求：通过Maxplus II使⽤VHDL语⾔编写设计⼀款多功能数字钟，具体功能如下：1、时钟时，分，秒分别显⽰且能正确计数。
2、整点报时，时钟在将要到达整点的最后⼗秒，给予蜂鸣提⽰。
3、校时，可以通过相应开关按钮对时钟的时分秒进⾏调整。
4、闹钟，⽤户可以预设闹铃时刻，当时间到达该时刻时，发出蜂鸣提⽰。
⼆、总体设计：1、设计框图：2、外部输⼊输出要求：外部输⼊要求：输⼊信号有1024Hz时钟信号、低电平有效的秒清零信号CLR、低电平有效的调分信号SETmin、低电平有效的调时信号SEThour；外部输出要求：整点报时信号SOUND（59分51／3／5／7秒时未500Hz低频声，59分59秒时为1kHz⾼频声）、时⼗位显⽰信号h1（a，b，c，d，e，f，g）、时个位显⽰信号h0（a ，b，c，d，e，f，g）、分⼗位显⽰信号m1及分个位m0、秒⼗位s1及秒个位s0；数码管显⽰位选信号SEL0／1／2等三个信号。
3、各模块功能：1）FREQ分频模块：整点报时⽤的1024Hz与512Hz的脉冲信号，这⾥的输⼊信号是1024Hz信号，所以只要⼀个⼆分频即可；时间基准采⽤1Hz输⼊信号直接提供（当然也可以分频取得，这⾥先⽤的是分频取得的信号，后考虑到精度问题⽽采⽤硬件频率信号。
2）秒计数模块SECOND：60进制，带有进位和清零功能的，输⼊为1Hz脉冲和低电平有效的清零信号CLR，输出秒个位、时位及进位信号CO。
3）分计数模块MINUTE60进制，带有进位和置数功能的，输⼊为1Hz脉冲和⾼电平有效的使能信号EN，输出分个位、时位及进位信号CO。
5）扫描模块SELTIME：输⼊为秒（含个／⼗位）、分、时、扫描时钟CLK1K，输出为D和显⽰控制信号SEL。
6）整点报时功能模块ALERT：输⼊为分／秒信号，输出为⾼频声控Q1K和Q500。
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数字逻辑电路设计-多功能数字钟多功能数字钟摘要：实验作品名为多功能数字钟，具有校时、清零、保持、整点报时、闹钟五大功能。
整个实验以QuartusII 7.0为软件设计基础，结合Altera公司研发的Cyclone系列可编程逻辑器件工具箱进行实际测试。
整个数字钟的开发完全遵照自顶向下的设计方法，这个设计因为该方法可移植性强、逻辑符合一般规律、可多人共做等优点而得以为设计人员省去大量时间和精力。
本作品在防抖动电路和蜂鸣器鸣响时长控制上拥有一定的自主创新性和理论证明，同时由于整个设计过程当中适当地对每个器件进行了有机的封装，所以电路图的逻辑关系较为清晰。
现在数字钟因其在日常生活生产中的作用而成为可盈利的商品，在金钱的驱动下数字钟的设计方法与本实验作品相比功能和效率上都有非常大的提升，故本实验的目的在于让设计者充分了解数字逻辑电路设计的流程和具体软件的使用方法。
关键词：数字钟，可编程逻辑器件，防抖动电路，学习型设计The design of Multifunctional digital clock Abstract: This experimental product is called Multifunctional digital clock. It has five major functions such as time setting, resetting, holding, alarming, andbeeping when it comes to an addition to the hour. The whole experiment isbased on the software of design called Quartus II 7.0 and is tested bycombining the Cyclone series of programmable logical device provided byAltera. The clock is designed under the process of ‘from the top to the end’.The method spares designers lots of time and energy for its flexibility to betransplanted, easiness for ordinary logic reasoning and availability forcooperative designing. The product is self-creative and provable in terms ofturbulence muting and manipulation of the period of beeping. At the sametime, the diagrams of the circuits are apparently logical thanks towell-organized sealing of each part of device during the design. In this eraof common concept of inexpensiveness of digital clocks, methods andeffectiveness of designing a clock are improved due to its profitability.Hence, this experimental design is aimed at letting the participants tounderstand the process of digital logic circuits designing and to get tofamiliar with the usage of particular software.Keyword: Digital Clock, programmable logic device, mute circuit, design for learning目录一．设计要求与说明 (4)二．方案论证 (4)1.设计整体思路2.设计大体流程三．各子模块设计原理与调试仿真 (5)1.时钟发生器 (5)2.计时电路 (7)3.显示电路 (9)4.校分电路和清零电路 (12)5.报时电路 (13)6.储时电路 (15)7．选择电路 (16)8.闹钟比较电路 (16)9．其他 (17)四．编程下载1．整体电路图 (18)2．管脚配置 (19)3．编译调试 (19)五．实验感想一．设计要求与说明1、能进行正常的时、分、秒计时功能2、分别由六个数码管显示时分秒的计时3、使能开关4、清零开关5、校分开关6、校时开关7、使时钟具有整点报时功能（当时钟计到59’53”时开始报时，在59’53”, 59’55”,59’57”时报时频率为512Hz,59’59”时报时频率为1KHz, ）8、闹表设定功能9、自己添加其他功能二．方案论证1．设计整体思路图1数字钟的功能设计思路大致如图1时钟发生电路：位计时电路提供频率为1HZ的稳定脉冲，该电路是整个时钟是否精准的关键计时电路：由时钟发生器驱动，存储并演绎时间的流逝储时电路（闹钟）：储存一个固定的时间选择电路：由输入端控制调校或显示储时电路和计时电路中的一个显示电路：将两个时间电路的输出信号调制成可输出的信号报时电路：根据时间信号以一定的模式输出符合要求的蜂鸣器驱动信号校分电路：使时间电路脱离时钟驱动并以累加的方式分别调校时与分清零电路：使时钟电路的所有信号归零2设计大体流程1）设计时钟发生电路与计时电路2）连接两个模块并调试电路，分别用ＬＥＤ灯检测时分秒的运行状况3）设计显示电路并单独调试4）连接时钟电路和显示电路并调试，整体调试时钟电路5）设计校分电路和清零电路并连接调试6）设计报时电路并单独调试7）连接报时与时钟电路，利用已调校好的调分清零电路调校报时电路的功能8）设计储时电路（在计时电路上适当修改）9）设计选择电路将计时电路和储时电路连接，调校选择电路以保证时间与调校显示的接口功能正常10）整体调试并增加诸如防抖动等优化电路三．各子模块的设计原理与调试１．时钟发生器图２时钟发生器设计思路大致如图２１）十六分频电路由四个Ｔ触发器异步连接而成２）图３实时（timing）仿真如图4图4有仿真图波形可初步断定用4*T触发器一步连接对高频信号进行16分频是不会产生明显延迟和错位现象３）一千分频电路由三个十进制加法计数器连接而成，连接方式是：低位计数器的QD端与高位计数器的CLK端相连图5为方便今后对十分频器的使用在此对其进行了封装，仿真波形图如下图6输入波周期为10ns，由图6所示仿真图中的时间条可看出，在Timing 模式下1000分频电路对高频信号几乎无延迟与错位，同时可看出该分频器的占空比为1:10。
4 )3分频电路由十进制加法计数器和反馈电路组成一个模三计数器。
74160为异步置数计数器，故可将信号0010反馈为有效的置数信号，由于0010时QB的状态在所有三个状态中独一无二，故连接图如下图7波形仿真如下图图8由图8可知输出波形无明显延迟但有少许错位，占空比严格保证在3:1。
由于整体连接时各元件显示为封装形式，故电路图类似于图2；连接完成后，由于仿真数据量过大，故直接下载在实体LED灯上进行检测，经简单的对表测试后，认为1HZ输出电路没有逻辑错误及大的时间延迟。
2．计时电路图9计时电路设计思路如图，整个电路均采用异步计数方式连接。
１）模60计数器该计数器由两个74160模10计数器构成，低位计数器的进位端取非后作为高位计数器的时钟信号。
加非门的原因是74160计数器的RCO端在1001时产生上升沿，0000时产生下降沿，而其时钟端由上升沿驱动，故对RCO取非以保证低位9变为0时，高位刚好进位。
由于模60计数器对个位没有特殊数字要求，故设计的反馈电路只针对高位，同样还是使用74160的置数端作为控制接口，可将高位0101反馈为有效置零信号同时兼顾到模6计数器某些bit的特殊性，可将反馈电路设计成如图。
图10将7个输出端分别接在7个LED上，输入3HZ的时钟频率检验模60分秒计数器设计无误。
２）模24计数器模24计数器同样使用两个74160构成，进位电路与模60计数器完全相同。
由于模24的个位在特殊数字上发生跳变，故反馈电路需兼顾低位计数器。
同时应注意，在此应用异步清零的方法控制跳变。
这是由于异步置数的本质是在下一个时钟信号（上沿）到来时，才进行置数，而高位的时钟信号由低位的进位端所控制，经逻辑演绎得知：当计数器满足跳转条件时，低位的跳转不能给高位提供时钟信号，以至于出现23->20->21->22->23->20的死循环，故此处需使用异步清零的方式产生跳变。
原理图如下：图11图中inst4是制作后期加入的清零控制电路。
用同样的方法对其进行调试。
３）整个计时电路设计如下图12图中dividerfin是1HZ发生器，double60是分秒计数器，counter24是时计数器，在分秒时计数器之间仍用RCO接非门的方式完成进位，其中abcd表示一个十进制位的四位二进制输出，从左到右从低到高，l与h区分个位与十位，q区分分秒与小时，分秒中1代表秒，2代表分。
3．显示电路图13显示电路的功能是：将4位二进制的时间信号转换为适于显示的七段码;分时输出六个时间信号。
重点在于设计分时扫描电路。
在此之前，须了解实际器件的显示规则。
本实系统中，有一组七段显示码输入端以及八个显示器的使能端，这意味着每个时刻显示器中（不管有几个在工作）只能显示一个数字信息，因此，所设计的显示电路必须在不同时刻将不同的数据信息输入到不同的显示器上。
这就需要该电路能令使能端和数据段协调地工作，故可用一个适当的时钟频率同时控制这个显示过程，在此过程中，我们称使能端的控制为扫描，称数据段的传输为译码。
由于人眼的时间分辨率大概为24HZ，故索取扫描频率应高于24HZ，本次设计中扫描频率设定为1KHZ。
１）扫描部分该部分由一个模6计数器和一个译码器构成,其中,模6计数器以扫描频率轮流将八个地址码输入到译码器中，最终控制六个显示器的使能端。
这里注意到每个显示器都是共阴阳极连接,故可以采用74138 3—8线译码器作为背极控制器，相应的采用7447作为显示译码器，工作原理图如下图13图中模6计数器采用异步清零的方式产生跳变２）译码部分该部分包括显示部分的模6计数器和4个74151 /8选1 数据选择器和一个显示译码器。