数字时钟系统
数字系统时钟抖动
数字系统时钟抖动数字系统时钟抖动是指当数字系统的时钟信号存在不稳定性或噪声时，导致时钟信号产生微小的偏移或抖动现象。
时钟信号在数字系统中起着至关重要的作用，它用于同步各个模块的操作，确保数据的准确传输和处理。
然而，时钟抖动会对系统的性能和可靠性产生负面影响。
本文将探讨数字系统时钟抖动的原因、后果以及应对措施。
一、时钟抖动的原因1. 元器件误差：元器件的制造和使用过程中会存在一定的误差，例如晶体振荡器的频率精度、时钟发生器的稳定性等。
这些误差在时钟信号传输过程中会放大，导致时钟抖动。
2. 环境干扰：数字系统所处的环境中存在各种干扰源，如电磁波干扰、温度变化、电源波动等。
这些干扰会对时钟信号的传输和接收产生影响，进而引起时钟抖动。
3. 信号串扰：在复杂的数字系统中，各个信号线之间会存在串扰现象，即一个信号线上的电磁场对其他信号线产生影响。
当时钟信号受到其他信号线的串扰时，也会导致时钟抖动。
二、时钟抖动的后果1. 时序错误：时钟抖动可能导致时钟信号的上升沿或下降沿不准确，进而造成时序错误。
这会导致数据传输出错、计时错误等问题，严重时可能导致整个系统的崩溃。
2. 数据稳定性下降：时钟抖动会导致数据的采样和恢复不准确，使得数据的稳定性下降。
在高速数据传输中，时钟抖动可能导致数据丢失或数据错误，影响系统的可靠性和性能。
3. 时钟频率偏移：时钟抖动可能导致时钟信号的频率产生微小的偏移，进而影响系统的时钟同步和数据处理速度。
这会给系统的运行带来一定的难度和不确定性。
三、应对时钟抖动的措施1. 选择高质量的元器件：在设计和选择数字系统的元器件时，应注重其频率精度、稳定性和抗干扰能力。
采用高质量的晶体振荡器、时钟发生器等元器件，能够减小时钟抖动的概率。
2. 优化时钟布线：合理设计时钟信号的布线路径，避免与其他信号线的干扰。
尽可能使用短而直接的时钟线路，减少串扰的可能性。
3. 电磁屏蔽和滤波：对数字系统中的时钟信号进行电磁屏蔽和滤波处理，减少来自外界的干扰。
基于单片机数字时钟系统的设计
图 ３主程序 的流程 图 主程序 的设 计中 ， 在初始化 完成后 ， 调用 时间显示程序 ， 取得 时钟 显示 ， 并判 断是否要校 时 ， 如果不需要校 时则判断是否要 启动秒表 ， 并 根据当前 系统状态 调用 相应的子程序 。这里有三个基本 的子程序供调 用， 分别对应系统的各种功能状态 。分别是整点报时子程序 、 字处理 数 及显示子程序和秒表显示 子程序 等。 ２２时间控 制子程序设计 ． 图 １硬 件电路 图 １２数码管显示电路 ．
科技信息
高校理科 研究
基 孑单片和 数字时钟系统的设计
海 南师 范大 学物理 与 电子 工程 学 院 曾美云
［ 摘 要］ 本文介 绍 了基于单片机的数字时钟 系统。 系统采用 ２ ４小时时间显示方式， 具有 时间调整及显 示、 秒表 、 整点报 时等功能。 该
数 字时钟 能连 续、 定的工作 ， 稳 同时还具有低成本、 体积小、 功耗低、 结构 简单、 用方便 等特 Байду номын сангаас。 使 ［ 关键词 ］ 单片机 数字时钟 秒表
一
１１ ９—
科技信息
高校 理科 研 究
后将存放在 ５ Ｈ的秒的个位数取 出，查表所得到了相应 的数码管 的段 ５ 码， 直接送到 Ｐ 端 口 出， １ 输 然后再将对应 的位码 （ 择第 ６ 数码 管显 选 个 示 ） 到Ｐ 送 ２端 口输出并调用延时子程序 。 ２ 整点报 时子程序设计 ５ 在整点报时子程序 中（ 定义 Ｐ ＿为整点报 时的输 出口） 首先 判断 ３ ４ ， 分和秒是否 都为 ０ 如果都为 ０的话 ， Ｐ ． 输 出低 电平 ， ， 给 ３ ４ 使蜂 鸣器发 出嘀声 ， 时间为 １。如果还没有到整点的话 （ 持续 ｓ 即分和秒的值相加不 为 Ｏ）就返 回到主程序执行下个操作。 ， ２６秒表显示子程序设计 ． 在秒表显示 子程序 的设计 中 ， 基本和时钟显示子程序过程类似 ， 只 是在秒表显示子程 序中加入了一个延 时程序 ， 使得 Ｌ Ｄ数 码管可 以固 Ｅ 定显示秒表计时的数字 ， 时间为 ２。 持续 ｓ 而如果不添加这个秒表显示子 程序而直接调用原先的时钟显示子程序的话 ，秒表计时的结果就不是 固定不动的显示了 ， 会由于时钟 的运行显示而被覆盖。 ３系统 调 试 ． ３１ ． 电路连接部分测试 首先要测试各器件本身是否能正常工作 ， 出元器件 的引脚 图 ， 画 然 后再将元器件按照原理 图排列并连好所有导线 ，并用万用表测试 各连 接导线是否能够 正常导通 ， 确保 单片机能正常工作和硬件 电路连接正 确后开始进行实物调试 。 ３ 数字时钟实物的运行 与调试 ． ２ 首先是软件调试 ，在单片机开发综合实验装置上进行硬件仿 真来 调试程序是否正确执行 。 试运行后 ， 根据时钟运行情况来做一些相应 的 修改 ， 比如说 ， 时钟显示 不稳定 ， 易乱跳 ， 显示乱码 ， 由于单片机 的运 是 行与程序的执行不能同步进行造成的 ，如某些需要复位 的地方单 片机 没有立即复位就执行下一操作 ， 造成 了单片机运行混乱 ， 因此应该将程 序做一些修改 ，尽量减 少跳转指令的使用而采用调用子程序 的方法来 代替 。而在修改了程序之后 ， 的运行就稳定 了很多。 时钟 其次是实物调试 ， 线路确定无误时连接 ５ 测试 Ｖ电源调试 。当连接 到５ Ｖ电源的时候 ， 数码管显示模糊不清 ， 亮度很小 ， 这是 由于单 片机 管 脚 的输出 电流太小不能够完全 驱动数码 管 ， 因此需要在 Ｐ 的每个端 口 １ 并联一个 １ Ｋ的电阻使数码管有足够的亮度来显示 。
基于FPGA的数字时钟设计开题报告
开题报告毕业设计题目：基于FPGA的数字钟系统设计基于FPGA的数字钟系统设计开题报告1选题目的意义和可行性在这个时间就是金钱的年代里，数字电子钟已成为人们生活中的必需品。
目前应用的数字钟不仅可以实现对年、月、日、时、分、秒的数字显示，还能实现对电子钟所在地点的温度显示和智能闹钟功能，广泛应用于车站、医院、机场、码头、厕所等公共场所的时间显示。
随着现场可编程门阵列( field program-mable gate array ，FPGA) 的出现，电子系统向集成化、大规模和高速度等方向发展的趋势更加明显[1]，作为可编程的集成度较高的ASIC，可在芯片级实现任意数字逻辑电路，从而可以简化硬件电路，提高系统工作速度，缩短产品研发周期。
故利用FPGA这一新的技术手段来研究电子钟有重要的现实意义。
设计采用FPGA现场可编程技术，运用自顶向下的设计思想设计电子钟。
避免了硬件电路的焊接与调试，而且由于FPGA的I /O端口丰富，内部逻辑可随意更改，使得数字电子钟的实现较为方便。
本课题使用Cyclone EP1C6Q240的FPGA器件，完成实现一个可以计时的数字时钟。
该系统具有显示时、分、秒，智能闹钟，按键实现校准时钟，整点报时等功能。
满足人们得到精确时间以及时间提醒的需求，方便人们生活[2-3]。
2 研究的基本内容与拟解决的主要问题2.1研究的基本内容数字时钟是采用电子电路实现对时间进行数字显示的计时装置，由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用，使得数字钟的精度不断提高。
数字时钟系统的实现有很多，可以利用VerilogDHL语言在Quartus II里实现时、分、秒计数的功能。
在芯片内部存储器设24个字节分别存放时钟的时、分、秒信息。
数字时钟首先是秒位（共8位）上按照系统时钟CLK进行计数，存储器内相应的秒值加1；若秒位的值达到60（110000），则将其清零，并将相应的分位（共8位）的值加1；若分值达到60（110000），则清零分位，并将时位（共8位）的值加1；若计数满24（100100）后整个系统从0开始重新进行计数。
数字时钟实验报告
数字时钟实验报告一、实验目的本次数字时钟实验的主要目的是设计并实现一个能够准确显示时、分、秒的数字时钟系统，通过该实验，深入理解数字电路的原理和应用，掌握计数器、译码器、显示器等数字电路元件的工作原理和使用方法，提高电路设计和调试的能力。
二、实验原理1、时钟脉冲产生电路时钟脉冲是数字时钟的核心，用于驱动计数器的计数操作。
本实验中，采用石英晶体振荡器产生稳定的高频脉冲信号，经过分频器分频后得到所需的秒脉冲信号。
2、计数器电路计数器用于对时钟脉冲进行计数，分别实现秒、分、时的计数功能。
秒计数器为 60 进制，分计数器和时计数器为 24 进制。
计数器可以由集成计数器芯片（如 74LS160、74LS192 等）构成。
3、译码器电路译码器将计数器的输出编码转换为能够驱动显示器的信号。
常用的译码器芯片有 74LS47（用于驱动共阳数码管）和 74LS48（用于驱动共阴数码管）。
显示器用于显示数字时钟的时、分、秒信息。
可以使用数码管（LED 或 LCD）作为显示元件。
三、实验器材1、集成电路芯片74LS160 十进制计数器芯片若干74LS47 BCD 七段译码器芯片若干74LS00 与非门芯片若干74LS10 三输入与非门芯片若干2、数码管共阳数码管若干3、电阻、电容、晶振等无源元件若干4、面包板、导线、电源等四、实验步骤1、设计电路原理图根据实验原理，使用电路设计软件（如 Protel、Multisim 等）设计数字时钟的电路原理图。
在设计过程中，要合理布局芯片和元件，确保电路连接正确、简洁。
按照设计好的电路原理图，在面包板上搭建实验电路。
在搭建电路时，要注意芯片的引脚排列和连接方式，避免短路和断路。
3、调试电路接通电源，观察数码管是否有显示。
如果数码管没有显示，检查电源连接是否正确，芯片是否插好。
调整时钟脉冲的频率，观察秒计数器的计数是否准确。
如果秒计数器的计数不准确，检查分频器的连接是否正确，晶振的频率是否稳定。
数字钟系统电路的设计方案与仿真分析
数字钟系统电路的设计方案与仿真分析
在电子技术实验教学中，构建学生的电路设计理念，提高学生的电路设计能力，是教学的根本目的和核心内容。
数字钟电路的设计和仿真，涉及模拟电子技术、数字电子技术等多方面知识，能够体现实验者的理论功底和设计水平，是电子设计和仿真教学的典型案例。
文中采用了555 定时器电路、计数电路、译码电路、显示电路和时钟校正电路，来实现该电路。
1 系统设计方案
数字钟由振荡器、分频器、计时电路、译码显示电路等组成。
振荡器是数字钟的核心，提供一定频率的方波信号;分频器的作用是进行频率变换，产生频率为1 Hz 的秒信号，作为是整个系统的时基信号; 计时电路是将时基信号进行计数;译码显示电路的作用是显示时、分、秒时间;校正电路用来对时、分进行校对调整。
其总体结构图，如图1 所示。
2 子系统的实现
2.1 振荡器
本系统的振荡器采用由555 定时器与RC 组成的多谐振荡器来实现，如图2 所示即为产生1 kHz 时钟信号的电路图。
此多谐振荡器虽然产生的脉冲误差较大，但设计方案快捷、易于实现、受电源电压和温度变化的影响很小。
2.2 分频器
由于振荡器产生的频率高，要得到标准的秒信号，就需要对所得到的信号进行分频。
在此电路中，分频器的功能主要有两个：1）产生标准脉冲信号;2）提供电路工作需要的信号，比如扩展电路需要的信号。
通常实现分频器的电路是计数器电路，选择74LS160 十进制计数器来完成上述功能［5］。
如图3 所示，555 定时器产生1 kHz 的信号，经过3 次1/10 分频后得到1 Hz 的脉冲信号，为秒个位提供标准秒脉冲信号。
(完整word版)基于FPGA的数字时钟设计开题报告
开题报告毕业设计题目：基于FPGA的数字钟系统设计基于FPGA的数字钟系统设计开题报告1选题目的意义和可行性在这个时间就是金钱的年代里，数字电子钟已成为人们生活中的必需品。
目前应用的数字钟不仅可以实现对年、月、日、时、分、秒的数字显示，还能实现对电子钟所在地点的温度显示和智能闹钟功能，广泛应用于车站、医院、机场、码头、厕所等公共场所的时间显示。
随着现场可编程门阵列( field program-mable gate array ，FPGA) 的出现，电子系统向集成化、大规模和高速度等方向发展的趋势更加明显[1]，作为可编程的集成度较高的ASIC，可在芯片级实现任意数字逻辑电路，从而可以简化硬件电路，提高系统工作速度，缩短产品研发周期。
故利用FPGA这一新的技术手段来研究电子钟有重要的现实意义。
设计采用FPGA现场可编程技术，运用自顶向下的设计思想设计电子钟。
避免了硬件电路的焊接与调试，而且由于FPGA的I /O端口丰富，内部逻辑可随意更改，使得数字电子钟的实现较为方便。
本课题使用Cyclone EP1C6Q240的FPGA器件，完成实现一个可以计时的数字时钟。
该系统具有显示时、分、秒，智能闹钟，按键实现校准时钟，整点报时等功能。
满足人们得到精确时间以及时间提醒的需求，方便人们生活[2-3]。
2 研究的基本内容与拟解决的主要问题2.1研究的基本内容数字时钟是采用电子电路实现对时间进行数字显示的计时装置，由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用，使得数字钟的精度不断提高。
数字时钟系统的实现有很多，可以利用VerilogDHL语言在Quartus II里实现时、分、秒计数的功能。
在芯片内部存储器设24个字节分别存放时钟的时、分、秒信息。
数字时钟首先是秒位（共8位）上按照系统时钟CLK进行计数，存储器内相应的秒值加1；若秒位的值达到60（110000），则将其清零，并将相应的分位（共8位）的值加1；若分值达到60（110000），则清零分位，并将时位（共8位）的值加1；若计数满24（100100）后整个系统从0开始重新进行计数。
数字系统时钟同步
数字系统时钟同步在当今信息社会中，数字系统广泛应用于各个领域，如计算机、通信网络、物联网等。
而这些数字系统中的时钟同步问题显得尤为重要。
准确的时钟同步不仅关乎系统性能的稳定性，而且对于数据传输和协调多个设备之间的协作起着至关重要的作用。
本文将探讨数字系统时钟同步的概念、问题及常用解决方法。
一、数字系统时钟同步的概念数字系统时钟同步是指在多个设备中，使各个设备的时钟保持一致或接近的过程。
时钟同步的目的是减小时钟之间的差异，确保它们在相同的参考时间下运行。
时钟同步可以通过网络传输同步信息或使用外部参考来实现。
二、数字系统时钟同步的问题1. 时钟漂移：由于各个设备的时钟精度和稳定性存在差异，长时间运行后会导致时钟出现漂移现象。
漂移会影响到系统中各个设备之间的数据交互和同步性能。
2. 数据传输延迟：在数字系统中，数据的传输速度受到时钟同步的影响。
若时钟没有实现同步，设备之间的数据传输可能会出现延迟，进而影响系统的性能。
3. 网络延迟：如果数字系统设备通过通信网络进行时钟同步，网络延迟也是一个需要考虑的因素。
网络延迟过大会导致时钟同步不准确，甚至无法实现。
三、数字系统时钟同步的解决方法为了解决数字系统时钟同步问题，人们提出了多种方法和协议。
以下列举了几种常用的解决方法。
1. NTP（Network Time Protocol）：NTP是一种用于互联网上的时钟同步协议，它采用客户-服务器方式进行时钟同步。
NTP协议通过测量不同服务器之间的延迟，并根据延迟进行时钟调整，从而实现时钟同步。
NTP协议广泛应用于计算机网络中，能够提供较高的时钟同步精度。
2. PTP（Precision Time Protocol）：PTP是一种高精度的时钟同步协议，适用于对时钟同步精度要求很高的应用场景，如金融交易、电力系统等。
PTP协议基于物理层的时间戳，通过网络通信控制时钟同步误差，具有高精度和高稳定性的特点。
3. GPS（Global Positioning System）：GPS是一种基于卫星的全球定位系统，提供高精度的时间信息。
ttl 时钟 emc处理
ttl 时钟 emc处理TTL时钟（Transistor-Transistor Logic Clock）是一种基于电子器件的数字时钟系统，常用于电子设备和计算机系统中。
而EMC （Electromagnetic Compatibility）处理是为了保证电子设备在电磁环境中的正常工作而采取的一系列措施。
本文将探讨TTL时钟的基本原理和EMC处理的重要性。
一、TTL时钟的基本原理TTL时钟是通过使用晶体振荡器和逻辑门电路来实现的。
晶体振荡器负责产生稳定的振荡信号，逻辑门电路则根据振荡信号进行计数和分频。
TTL时钟的工作原理可以简单概括为：晶体振荡器产生高频振荡信号，逻辑门电路根据振荡信号进行计数和分频，最终输出稳定的时钟信号。
TTL时钟的主要特点是工作稳定可靠、响应速度快、功耗低。
它在电子设备和计算机系统中广泛应用，例如CPU、存储器、显示器等。
TTL时钟不仅是这些设备的重要组成部分，也是它们正常运行的基础。
二、EMC处理的重要性EMC处理是为了保证电子设备在电磁环境中的正常工作而采取的一系列措施。
电子设备在工作过程中会产生电磁辐射，同时也会受到外部电磁辐射的干扰。
如果电子设备的电磁辐射超出了规定的范围，就会对其他设备和系统产生干扰，甚至导致设备故障。
EMC处理主要包括两个方面：抑制电磁辐射和抗干扰能力。
抑制电磁辐射主要通过合理的电路设计和地线布局来实现，以减少电磁辐射的产生。
抗干扰能力则是通过增强电子设备的抗干扰能力，以减少外部电磁辐射对设备的干扰。
EMC处理在电子设备的设计和生产过程中起着至关重要的作用。
只有通过EMC处理，才能保证电子设备在电磁环境中的正常工作。
EMC 处理不仅可以提高设备的可靠性，还可以减少设备故障和能耗，延长设备的使用寿命。
三、TTL时钟的EMC处理TTL时钟作为电子设备中的重要组成部分，同样需要进行EMC处理。
TTL时钟的EMC处理主要包括以下几个方面：1. 电路设计方面：在TTL时钟的电路设计中，需要合理布局和连接地线，以减少电磁辐射的产生。
数字钟原理框图
数字钟原理框图
数字钟系统构成
1、数字钟的构成：振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器等几部分
2、数字钟的时、分、秒实际上就是由一个24进制计数器（00-23），两个60进制计数器（00-59）级联构成。
设计数字钟实际上就是计数器的级联。
3、60进制计数器的设计
4、24进制计数器的设计
5、计数器的级联设计
（二）、数字钟设计要点：EWB软件本身提供任意频率的时钟，因此振荡器、分频器不需设计；
另外EWB软件也带有内置译码驱动的数码管，故此译码器和显示器也不需设计。
这样，数字钟的设计实际上就是设计如下图的计数器
EWB软件本身提供任意频率的时钟，因此振荡器、分频器不需设计；
另外EWB软件也带有内置译码驱动的数码管，故此译码器和显示器也不需设计。
这样，数字钟的设计实际上就是设计如下图的计数器.
（三）、芯片选型由于24进制、60进制计数器均由集成计数器级联构成，且都包含有基本的十进制计数器，从设计简便考虑，芯片选择同步十进制计数器74LS160。
（四）、计数器电路
计数器级联时的时钟构成方式可以采用同步时钟，也可以采用异步时钟，这里给出的参考图采用了异步时钟，详图见后页。
数字时钟显示系统——毕业设计
日历时钟显示系统论文设计摘要电子万年历是一种非常广泛日常计时工具，对现代社会越来越流行。
它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，还具有闰年补偿等多种功能，而且DS1302的使用寿命长，误差小。
对于数字电子万年历采用直观的数字显示，可以同时显示年、月、日、周日、时、分、秒和温度等信息，还具有时间校准等功能。
该电路采用AT89S52单片机作为核心，功耗小，能在3V的低压工作，电压可选用3~5V电压供电。
本设计是基于51系列的单片机进行的电子万年历设计，可以显示年月日时分秒及周信息，具有可调整日期和时间功能。
在设计的同时对单片机的理论基础和外围扩展知识进行了比较全面准备。
日历时钟的设计过程在硬件与软件方面进行同步设计。
硬件部分主要由AT89C52单片机，LED显示电路，以及调时按键电路等组成。
在单片机的选择上本人使用了AT89C52单片机，该单片机适合于许多较为复杂控制应用场合。
显示器使用2片7SEG-MPX8-CA和一片7SEG-MPX4-CA。
7SEG-MPX8-CA是一种八个共阳二极管显示器，7SEG-MPX4-CA是一种四个共阳二极管显示器。
为了能更轻松的控制这三片显示器，本人使用了3片74HC164来驱动。
74HC164 是 8 位边沿触发式移位寄存器，串行输入数据，然后并行输出。
关键词：时钟电钟，DS1302，DS18B20，动态扫描，单片机AbstractE-calendar day time is a very wide range of tools, increasingly popular in modern society. It can be year, month, day, Sunday, hours, minutes, seconds for time, but also has a leap year compensation to a variety of functions, and the DS1302's long life, small error. For the digital electronic calendar using an intuitive digital display can simultaneously display year, month, day, Sunday, hours, minutes, seconds, and temperature and other information, but also a time-calibration and other functions. The circuit uses AT89S52 microcontroller as the core, power consumption, low-voltage work in 3V, the voltage can choose 3 ~ 5V voltage supply.The design is based on 51 series of microcontrollers to the design of electronic calendar, you can display date information on when the minutes and seconds, and weeks, with adjustable date and time functions. Monitor the use of two 7SEG-MPX8-CA and a 7SEG-MPX4-CA. 7SEG-MPX8-CA is a total of eight-yang diode display, 7SEG-MPX4-CA is a total of four-yang diode display. In order to more easily control the three monitors, I use three 74HC164 to drive.74HC164 is an 8-bit edge-triggered shift register, serial input data, and parallel output. The software includes calendar program, time to adjust procedures, turn the lunar calendar programs, display programs.Keywords：Clock electric clock:DS1302；DS18B20:Dynamic scan:scm目录一、设计要求与方案论证 (4)1.1设计要求： (4)1.2 系统基本方案选择和论证 (4)1.2.1单片机芯片的选择方案和论证 (4)1.2.2 显示模块选择方案和论证 (5)1.2.3时钟芯片的选择方案和论证 (5)１.2.4温度传感器的选择方案与论证 (6)1.3 电路设计最终方案决定 (6)二.系统的硬件设计与实现 (7)2.1 电路设计框图 (7)2.2 系统硬件概述 (7)2.3 主要单元电路的设计 (8)2.3.1单片机主控制模块的设计 (8)2.3.2时钟电路模块的设计 (9)2.3.3温度采集模块设计 (10)2.3.4 电路原理及说明 (10)2.3.5显示模块的设计 (12)三、系统的软件设计 (14)3.1程序流程框图 (14)3.2计算阳历程序流程图 (15)3.3时间调整程序流程图 (16)3.4阴历程序流程图 (17)四. 指标测 (18)4.1 测试仪器 (18)4.２硬件测试 (18)4.3软件测试 (19)4.4测试结果分析与结论 (20)4.4.1 测试结果分析 (20)4.4.2 测试结论 (20)五、总结 (21)致谢词 (22)参考文献 (22)附录一：系统电路图 (23)附录二：源程序代码 (23)附录三：系统使用说明书 (35)一、设计要求与方案论证1.1 设计要求：（１）基本要求①具有年、月、日、星期、时、分、秒等功能；②时间与阴、阳历能够自动关联；③具有温度计功能；④具备年、月、日、星期、时、分、秒校准功能；( 2 ) 创新要求①具有上、下课响铃功能；②具有防御报警功能；1.2 系统基本方案选择和论证1.2.1单片机芯片的选择方案和论证方案一:采用89C51芯片作为硬件核心，采用Flash ROM，内部具有4KB ROM 存储空间,能于3V的超低压工作,而且与MCS-51系列单片机完全兼容,但是运用于电路设计中时由于不具备ISP在线编程技术, 当在对电路进行调试时，由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时，对芯片的多次拔插会对芯片造成一定的损坏。
数字系统时钟恢复
数字系统时钟恢复数字系统时钟是人们生活中不可或缺的一部分，它为我们提供了准确的时间信息，协助我们合理安排生活和工作。
然而，由于各种原因，数字系统时钟可能会出现故障或停止工作。
本文将探讨数字系统时钟故障的可能原因，同时提供几种恢复数字系统时钟正常运行的方法。
1. 故障原因分析数字系统时钟故障的原因可能有多种，下面列举几个常见的原因：1.1 电源问题：数字系统时钟通常由电源供应驱动，如果供电不稳定或电源损坏，时钟将无法正常运行。
1.2 电路故障：时钟电路中的元器件或连接可能损坏或松动，造成时钟无法显示或显示不准确。
1.3 软件问题：数字系统时钟的软件程序可能存在错误或损坏，导致时钟无法正常运行。
2. 恢复方法为了恢复数字系统时钟的正常运行，可以尝试以下几种方法：2.1 检查电源：首先，确保时钟的电源供应正常。
检查电源插头和插座是否接触良好，排除供电不稳定的可能性。
如果时钟使用电池供电，可以更换新电池。
2.2 检查电路连接：检查数字系统时钟的电路连接是否良好。
查看电路板上元件是否损坏或脱落，并适时修复或更换。
2.3 软件恢复：如果时钟的故障是由软件问题引起的，可以尝试进行软件恢复。
首先，重启时钟设备，看是否能够解决问题。
如果不能解决，可以尝试恢复出厂设置或者更新软件程序。
3. 预防措施为了避免数字系统时钟故障的发生，可以采取以下预防措施：3.1 定期维护：定期检查数字系统时钟的电源线、电路连接等，确保其正常运行。
如果发现问题，应及时修复。
3.2 防止电压波动：使用稳压器或者UPS等设备，保护数字系统时钟免受电压波动的影响。
3.3 更新软件：定期检查数字系统时钟的软件程序，及时更新最新版本的软件，以修复bug并提升时钟的稳定性和准确性。
4. 结论数字系统时钟的故障可能给我们的生活和工作带来不便，但通过检查电源、电路和软件，并采取预防措施，我们可以有效地恢复和预防时钟故障的发生。
保持数字系统时钟的正常运行，将为我们提供准确的时间信息，帮助我们更好地管理时间和生活。
数字钟原理
数字钟原理
数字钟原理就是通过数字显示器来展示当前时间的一种钟表设备。
它的工作原理主要包括以下几方面：
1. 时钟信号源：数字钟使用一个稳定的时钟信号源，例如晶体振荡器，来提供一个准确、稳定的时钟信号。
2. 时钟信号处理：时钟信号经过处理电路，将其转换为可用于驱动数字显示器的电信号。
这些处理电路包括分频器、驱动器等。
3. 数字显示器：数字钟通常使用七段显示器来展示时间。
七段显示器由多个发光二极管（LED）或液晶显示单元（LCD）组成。
每个发光二极管或液晶显示单元代表一个数字的一部分（如竖线、横线、撇、捺等），通过亮灭与组合来显示数字和符号。
4. 数据转换和控制：数字钟需要将时间数据转换为对应的数字和符号，并通过控制电路将其显示在数字显示器上。
控制电路负责根据当前时间的信息，控制相应的发光二极管或液晶显示单元点亮或熄灭。
5. 电源供应：数字钟需要一个适当的电源供应来提供电能给各个部分。
通常采用交流电或直流电池作为电源。
通过以上原理，数字钟能够准确地展示当前的时间，并且由于
使用数字显示器，易读性较高。
同时，数字钟还可以具备其他功能，如闹钟、定时器等，以满足用户的需求。
1-1数字钟的系统框图2、设计提示
教材：《VHDL硬件描述语言与数字逻辑电路设计》候伯亨 顾新西安电子科技大学参考书：《EDA与数字系统设计》李国丽等机械工业出版社一、多功能数字钟的设计1、数字系统设计问题设计一个能进行时、分、秒计时的12h制或24h制的数字钟，并具有定时与闹钟功能，能在设定的时间发出闹铃音，能非常方便地对时、分和秒进行手动调节，以校准时间，每逢整点．产生报时音报时。
其系统框图如图1-1所示。
1-1数字钟的系统框图2、设计提示此设计问题可分为主控电路、计数器模块和扫描显示三大部分，其中计数器部分的设计是已经非常熟悉的问题，只要掌握六十进制、十二进制的计数规律，用同步计数或异步计数都可以实现，扫描显示模块也已经介绍过，所以主控电路中各种特殊功能的实现是这个设计问题的关键。
用两个电平信号A、B进行模式选择，其中，AB＝00为模式0，系统为计时状态；AB ＝01为模式1，系统为手动校时状态；AB=10为模式2，系统为闹钟设置状态。
设置一个turn信号，当turn＝0时，表示在手动校对时，选择调整分部分；当turn=1 时，表示在手动校对时，选择调整时部分。
设置一个change信号，在手动校时或闹钟设置模式下，每按一次，计数器加1。
设置一个reset信号，当reset＝0时，整个系统复位；当reset=1时，系统进行计时或其他特殊功能操作。
设置一个关闭闹钟信号reset1，当reset1=0时，关闭闹铃信号：reset1=1可对闹铃进行设置。
设置状态显示信号(发光二极管)：LD_alert指示是否设置了闹铃功能；LD_h指示当前调整的是时信号；LD_m指示当前调整的是分信号。
当闹铃功能设置后(LD_atert=1，系统应启动一个比较电路，当计时与预设闹铃时间相等时，启动闹铃声，直到关闭闹铃信号有效。
整点报时由分和秒计时同时为0〔或60)启动，与闹铃声共用一个扬声器驱动信号out。
系统计时时钟为clk＝1Hz，选择另—个时钟clk_1k＝1024Hz作为产生闹铃声、报时音的时钟信号。
数字时钟设计
数字时钟设计摘要随着科技的发展和时间的推移，对钟表精度、实用性的需求也在日益提高。
主要以STC12C5A60S2为核心组成，以LCD1602 LCD作为 LCD显示器，利用 C编程实现了 MCU的内部编程，使其更加准确实用。
本系统具有时、分、秒十进制的计时功能，手动校时校分功能，12小时24小时切换功能，个性化语音定时功能。
关键词：数字时钟STC12C5A60S2 LCD1602一、引言（一）研究背景人类社会是不断发展前进的，人们的生活习惯更是随着人类科技的发展进步而不断适应改变，科技无时无刻不在改变着我们的生活，使我们的生活质量逐步提高。
20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，当前， MCU正朝着高性能、多样化方向发展，并将向 CMOS、低功耗、体积小、容量大、高性能、低成本、内置外围电路等方向发展。
这里是目前微处理器发展的一个重要方向。
采用微处理器进行微处理器的目的是彻底地改造传统的控制系统的思想和设计方式。
大部分过去需要通过模拟或者数字的方式来完成的功能，如今都可以通过单片机来完成。
该技术以软体取代硬体，亦称微型化，是一场对常规技术的革命性变革。
时钟就是诸多科技的一种，从古时人们的结绳记时开始，人们发明了时钟的雏形—日晷，通过太阳光影映射表盘记录时间，再后来人们发明了时钟，使人们可以较清楚地掌握时间，但时钟占空间多，时间表示不够精确、不够直观，所以现在人们又发明了数字时钟，数字时钟采用数字时间显示取代了模拟表盘的时钟，是时间表示准确到秒，并且体积小，使用方便，已经广泛取代市面上的表盘时钟。
（二）研究意义人们在日常生活中需要新的、便携的、功能强大的手表，而数字手表以卓越的性能满足人们的需求，数字钟表是采用数字电路实现时、分、秒等数字显示功能的一种定时设备。
它被广泛地用于私人住宅、车站、码头、办公室等各种公共场合，并逐渐变成了人们的必备物品。
随着数字 IC技术的发展和晶体振动的普及，数字精密腕表已远远超过了传统的腕表。
数字时钟的工作原理
数字时钟的工作原理数字时钟是我们日常生活中常见的一种时间显示设备，它以数字的形式直观地显示时间，方便我们快速获取时间信息。
那么，数字时钟是如何工作的呢？接下来，我们将深入探讨数字时钟的工作原理。
数字时钟的核心部件是数字显示模块，它通常由数码管组成。
数码管是一种能够显示数字和部分字母的显示器件，它由七段发光二极管组成，每个发光二极管的发光区域可以组成数字0-9和部分字母的显示。
数字时钟通过控制数码管的发光状态来显示时间。
数字时钟的工作原理可以分为两个部分，时间信号的获取和数字显示模块的控制。
首先，数字时钟需要获取时间信号，一般来说，它会通过电子时钟芯片或者接收无线信号的方式获取当前的时间信息。
电子时钟芯片内部会有一个高精度的晶体振荡器，它能够稳定地产生一个固定频率的时钟信号，这个信号会被用来计时和显示时间。
一旦获取了时间信号，数字时钟就需要将时间信息转换成数码管可以显示的形式。
这个过程涉及到时间信号的分频和数码管的控制。
时间信号通常是一个固定频率的方波信号，通过分频电路可以将它转换成年、月、日、时、分、秒等不同的时间信号。
这些时间信号经过一定的逻辑运算和数码管的控制，就能够准确地显示在数码管上了。
数码管的控制通常采用多路复用技术，即通过控制数码管的阳极和阴极来选择需要显示的数字，并且以一定的频率进行刷新，从而实现数字时钟的显示。
在刷新的瞬间，我们看到的数字是稳定的，这是因为人眼对光线的适应性，使得我们看到的数字是稳定的，而不是在不停地闪烁。
除此之外，数字时钟还可能包含闹钟、计时器等功能，这些功能都是通过控制电路和逻辑电路来实现的。
比如，闹钟功能需要设定一个特定的时间，当时间信号与设定的时间相同时，就会触发闹钟的响铃。
计时器功能则需要通过按钮来控制计时的开始、暂停和复位。
总的来说，数字时钟的工作原理涉及到时间信号的获取、分频、数码管的控制和功能模块的实现。
通过这些过程，我们能够方便地获取时间信息，提高我们的生活效率。
数字钟电路原理
数字钟电路原理
数字钟电路原理:
数字钟电路是一种基于集成电路的时钟系统，用于显示当前时间并提供时间计数功能。
该电路基于二进制计数原理，使用数字信号和时钟信号来实现时间的计数和显示。
数字钟电路的基本原理如下：
1. 时钟信号生成器: 数字钟电路需要一个精确且稳定的时钟信号来驱动计数器和显示器。
时钟信号生成器通常使用晶体振荡器来提供稳定的频率信号。
2. 二进制计数器: 数字钟电路使用二进制计数器来实现时间的计数。
计数器由若干个触发器组成，每个触发器可以存储一个二进制位。
计数器的位数决定了可以表示的最大时间范围。
3. 分频器: 为了将计数器的输出映射到实际的时间单位，数字钟电路通常使用分频器来将计数器的输出频率减小到合适的范围。
例如，将计数器的输出频率分频到1赫兹，即每秒钟产生一个脉冲。
4. 时分秒显示器: 数字钟电路使用时分秒显示器来展示当前时间。
每个时间单位通常由一个数码管来表示，该数码管可以根据输入的数字信号的不同状态显示不同的数字。
通过连接多个数码管，可以实现显示时、分、秒等时间单位。
5. 锁存器: 为了防止计数器计数过快导致显示器无法跟上，数字钟电路通常使用锁存器来在时钟信号的上升沿将当前计数值锁存，然后再将存储的值送给显示器去显示。
锁存器通常由触发器和逻辑门组成。
通过上述原理，数字钟电路可以实现精确、稳定地显示当前时间，并具备时间计数功能。
这使得数字钟成为了现代生活中不可或缺的设备。
数字电路时钟系统设计
数字电路时钟系统设计Introduction数字电路时钟系统设计是现代电子设备中常见的一个组成部分，它在我们的生活中有着广泛的应用。
本文将介绍数字电路时钟系统设计的基本原理、功能要求及设计步骤。
一、数字电路时钟系统设计原理数字时钟系统设计的基本原理是利用数字信号进行时间计量和显示。
其核心部分是时钟发生器、频率除法器、显示控制逻辑以及数字显示设备。
1. 时钟发生器时钟发生器负责产生稳定的时钟信号，通常以晶体振荡器为基础，通过振荡电路将电能转化为稳定的振荡频率。
2. 频率除法器频率除法器将时钟发生器产生的高频时钟信号进行分频处理，以满足不同精度要求的时钟系统。
常见的分频技术有二分频、十分频等。
3. 显示控制逻辑显示控制逻辑负责对时钟信号进行处理，以便将时间信息传送给数码显示设备。
它通常包括时分秒计数器、时钟控制逻辑等。
4. 数码显示设备数码显示设备是数字电路时钟系统中用于显示时间的部分，如七段数码管、液晶显示屏等。
二、数字电路时钟系统设计要求在设计数字电路时钟系统时，我们需要考虑以下几个方面的要求：1. 精度和稳定性数字时钟系统应具备较高的时间精度和稳定性，以确保准确的时间显示。
2. 功能扩展性数字时钟系统应具备良好的功能扩展性，例如可以添加闹钟、秒表等功能。
3. 低功耗和节能性数字时钟系统要尽可能降低功耗，提高能源利用效率。
4. 高可靠性和抗干扰性数字时钟系统要具备较高的可靠性，同时对外界干扰具有一定的抗干扰性能。
三、数字电路时钟系统设计步骤下面将介绍数字电路时钟系统设计的基本步骤，以帮助读者了解该设计过程。
1. 确定需求根据实际需求确定数字电路时钟系统的基本功能和性能指标，如精度、显示方式等。
2. 选择器件和电路拓扑根据需求选择适当的集成电路和电路拓扑结构，如计数器、分频器、显示器等。
3. 电路设计和调试根据选择的器件和电路拓扑，进行电路设计和调试工作，确保电路的正常工作。
4. 功能扩展和优化根据需求进行功能扩展和系统优化，如添加闹钟、秒表等功能，并进行相应的性能测试和调整。
数字钟原理
数字钟原理数字钟是一种使用数字显示时间的钟表，它通过内部的电子元件来实现时间的精确显示。
数字钟的原理主要包括时间信号的接收、时间信号的处理和数字显示。
下面将从这三个方面来介绍数字钟的原理。
首先，数字钟的原理之一是时间信号的接收。
数字钟通常会接收来自标准时间信号的无线信号或者通过网络接收时间服务器的时间同步信号。
这些时间信号可以来自国家授时中心，也可以来自卫星导航系统，通过接收这些信号，数字钟可以实现对时间的准确同步。
在接收时间信号的过程中，数字钟会对接收到的信号进行解码和处理，以确保时间的准确性和稳定性。
其次，数字钟的原理还包括时间信号的处理。
接收到的时间信号需要经过处理才能被数字钟准确显示出来。
数字钟内部通常会有一个时钟芯片，它可以对接收到的时间信号进行处理和计算，以得出当前的精确时间。
时钟芯片会根据接收到的时间信号进行时钟频率的调整，以确保时钟的准确性和稳定性。
同时，数字钟还会对时间信号进行误差校正，以确保显示的时间与标准时间保持一致。
最后，数字钟的原理还涉及到数字显示。
经过时间信号的接收和处理，数字钟会将计算得到的时间以数字形式显示在时钟面板上。
数字显示通常采用LED或LCD显示屏，它可以清晰地显示出小时、分钟和秒钟的数字。
数字显示不仅方便了人们对时间的观察和理解，而且还可以通过亮度调节和显示格式的设置来满足不同环境下的使用需求。
综上所述，数字钟的原理主要包括时间信号的接收、时间信号的处理和数字显示。
通过对时间信号的接收和处理，数字钟可以实现对时间的准确同步和精确显示。
数字钟的原理不仅涉及到电子技术和信号处理，还涉及到对时间的精准把控和显示技术的应用。
数字钟的出现极大地方便了人们对时间的观察和管理，成为现代生活中不可或缺的一部分。
数字时钟设计
设计报告课程名称在系统编程技术任课教师设计题目数字时钟设计班级姓名学号日期2008年11月30日目录一、题目分析 (2)二、选择方案 (2)三、细化框图 (4)四、编写应用程序并仿真 (4)1、秒计数器 (4)2、分钟计数器 (5)3、小时计数器 (5)4、整点报时 (5)五、全系统联调 (6)六、硬件测试及说明 (6)七、结论 (8)八、课程总结 (9)九、参考文献 (9)十、附录（源程序） (10)一、题目分析1、分析设计要求 （数字时钟的功能）1）具有时、分、秒计数显示功能，以24小时循环计时。
2）具有调节小时、分钟及清零的功能。
3）具有整点报时功能。
4）时钟计数显示时有LED 灯的花样显示。
2、总体方框图3、技术指标及功能要求1）时钟计数：完成时、分、秒的正确计时并且显示所计的数字；对秒、分——60进制BCD 码计数，即从0到59循环计数，时钟——24进制BCD 码计数，即从0到23循环计数，并且在数码管上显示数值。
2）时间设置：手动调节分钟、小时，可以对所设计的时钟任意调时间，秒、分计数器都有进位信号，通过调节进位信号实现对数字钟的调分和调时功能，即当setmin 为高电平时，秒钟信号作为进位信号使分计数器计数，其计数加快实现调分功能。
小时的调时原理与其相同。
3）清零功能：reset 为复位键，低电平时实现清零功能，高电平时正常计数。
4）蜂鸣器在整点时有报时信号产生，蜂鸣器报警。
5）LED 灯在时钟显示时有花样显示信号产生。
二、选择方案1、方案选择及设计规划根据总体方框图及各部分分配的功能可知，本系统可以由四个子模块（即秒计数器、分钟计数器、小时计数器、整点报时）和一个顶层文件构成。
采用自顶向下的设计方法，子模块利用VHDL 语言设计，顶层文件用原理图的设计方法。
2、系统顶层图的设计数字时钟小时计数显示功能模块分钟计数显示功能模块秒钟计数显示功能模块整点报时功能模块clk resetdaout[5..0]hour instclk clk1resetsethourenhour daout[6..0]minute inst1clk reset setmin enmin daout[6..0]secondinst2clk dain[6..0]speak lamp[2..0]alert inst3pin_name7OUTPUTpin_name8OUTPUTpin_name9OUTPUTpin_name10OUTPUTpin_name11OUTPUTVCCsethourINPUT VCCsetminINPUT VCC clkINPUT VCC reset INPUT系统顶层设计图如上所示，由图知： 1）对外端口引脚名称:输入：clk ，reset ，setmin ，sethour ；输出：speaker ，hour[5..0]，minute[6..0]，second[6..0]，lamp[3..0]。
数字系统时钟失步
数字系统时钟失步数字系统时钟（Digital System Clock）是指用于同步各个数字设备、数字电路或计算机系统内各组件之间数据传输和操作的时钟信号。
时钟信号的准确性和稳定性对系统的运行和数据处理具有关键性的影响。
然而，数字系统时钟有时会出现失步的情况，即时钟信号的频率与系统要求的频率不一致，导致数据传输错误和系统性能下降。
本文将探讨数字系统时钟失步的原因和解决方法。
1. 数字系统时钟失步的原因数字系统时钟失步可能由多种因素引起，下面将列举几个常见的原因。
1.1 时钟发生器故障时钟发生器是产生时钟信号的核心组件，一旦发生器件故障，时钟信号的频率就会受到影响，导致时钟失步。
发生器件故障的原因可能是器件老化、温度变化或电源干扰等。
1.2 温度变化温度变化对数字系统时钟的频率产生直接影响。
温度上升时，导致电子元器件内部电子运动加剧，进而引发时钟信号的频率加快，导致时钟失步。
1.3 电源波动电源波动是数字系统时钟失步的常见原因之一。
当供电电压存在波动或噪声时，会直接影响时钟信号的产生和传输，导致时钟频率的不稳定性，进而引发时钟失步。
1.4 系统负荷变化当数字系统的负载发生变化时，会对时钟信号的传输和同步产生影响。
如果负载增加，会导致时钟信号的频率降低，进而引起时钟失步。
2. 数字系统时钟失步的解决方法针对数字系统时钟失步的问题，可以采取以下几种解决方法。
2.1 时钟屏蔽技术时钟屏蔽技术是一种利用数字信号处理技术对时钟信号进行控制和优化的方法。
通过将时钟信号与数据信号分开传输，并在接收端进行解调和整形，可以有效避免时钟失步的问题。
2.2 时钟同步协议时钟同步协议是一种用于在分布式系统中保持各个节点时钟一致性的协议。
通过选用合适的时钟同步协议，可以有效解决数字系统时钟失步问题。
2.3 优化时钟发生器设计对于时钟发生器设计，可以采取优化的电路结构和组件选取，提高时钟信号的产生和传输的准确性和稳定性。
例如，采用高精度晶体振荡器或锁相环电路等技术，可以提高时钟信号的质量和稳定性。
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数字时钟系统摘要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。
通过键盘可以进行校时、定时等功能。
输出设备显示器可以用液晶显示技术和数码管来显示技术。
本系统利用单片机实现具有计时、校时等功能的数字时钟，是以单片机AT89C51为核心元件同时采用LED数码管显示器动态显示“时”，“分”，“秒”的现代计时装置。
与传统机械表相比，它具有走时精确,显示直观等特点。
另外具有校时功能，秒表功能，和定时器功能，利用单片机实现的数字时钟具有编程灵活，便于功能的扩充等优点。
关键词：数字钟系统；单片机；LED液晶显示器Digital clock systemAbstractSCM in multi-function digital clock in the application is already very common, people on the digital clock function and are very familiar with the work order. But very few know that its internal structure and working principles. SCM as a digital clock from the core controller, it can achieve the clock signal timing, its time data by the MCU output, use of monitors displayed. Keyboard can be carried out at the school, timing, and other functions. Output devices can be used liquid crystal display monitors and digital technology to display the technology.The system uses MCU with time, the school features such as the digital clock, SCM AT89C51 is also used as the core components of the LED digital display dynamic display "when" and "points" and "seconds" of the modern time device . Compared with the traditional mechanical watches, it has a precise path that intuitive, and other characteristics. In addition a school function, stopwatch function, and the timer function to achieve MCU use of the digital clock with programming flexibility to facilitate the expansion of functional advantages.Key words: digital clock system; SCM; LED LCD Monitor目录设计任务书 (I)摘要 (III)ABSTRACT (IV)1.系统方案 (I)系统概述设计任务书 (I)摘要 (III)ABSTRACT (IV)1.系统方案 (1)1.1 系统概述 (1)1.2 方案论证 (1)1.3 扩展功能 (2)2.设计过程 (2)2.1 设计原理 (2)2.2 所需元器件 (2)3. 电路与程序 (2)3.1 电路设计 (2)3.2 程序设计 (3)3.2.1 程序流程图 (3)3.2.2 主要程序分析 (7)参考文献 (6)4. 总结体会 (16)1、系统方案1.1 系统概述本系统可模拟电子时钟，实现时钟，秒表，倒计时定时器功能，主从CPU数据处理、键盘控制与数据显示。
主控系统能响应按键，并对其进行相应的处理，再把其对应的结果数据在数码管LED上显示。
具体设计基本任务是：1．用LED数码管显示时间，且能显示时、分、秒的24小时制的数字钟。
2．具有校时功能，具体方法：设置三个按钮，其中两个按钮分别对“时”、“分”进行校时，另一个按钮则实现对“秒”位清零系统结构框图如图1.1所示：图1.1数字钟系统结构框图1.2 方案论证方案一1．计数部分采用异步2-5-10进制计数器7490，显示部分参考实验七。
1．计时用的“秒”脉冲信号可用实验板中提供的800Hz分频产生。
800Hz信号同时作为动态扫描显示电路的时钟信号。
2．时、分校时控制，当校时按钮按下时，可对时、分计数器CP端输入秒脉冲来加速计数速度来达到校时目的。
方案二1.用单片机定时器中断原理实现数码管动态10ms循环扫描，同时完成计数功能，并经过多次中断产生“秒”信号。
2.可控制按键实现时，分，秒加一，减一功能。
考虑到设计硬件简单原则，利用单片机实现的数字时钟具有编程灵活，便于功能的扩充等优点，故本设计采用方案二。
1.3扩展功能1.实现秒表功能。
2.可以用于倒计时定时。
3.可以时分秒清零。
2.设计过程1．原理本设计主要应用了单片机原理，利用单片机的I/O口，由键盘控制I/O口，进行单片机相应的程序处理，再用I/O口控制数码管的显示。
利用开关来控制开启，暂停计时，并切换时钟，秒表，倒计时定时器功能。
2．所需元器件六位一体数码管，89C51单片机，7407芯片，12M晶振，按键若干，开关若干，电阻若干，电容若干，导线3．电路与程序设计3.1 电路设计：图3.1总体电路图本系统的设计电路如图3.1所示，左边按键控制时分秒加一减一操作，右边开关切换数码管显示时钟，秒表，倒计时定时器等功能。
单片机下方按键有复位功能：当在时钟方式时，此按键有清零作用；当在倒计时定时器方式时，此按键按下，时分秒均付为最大值。
右上角是六位一体的数码管LED，用于显示。
数码管左边的上拉电阻具有自动拉高P0I/O口的功能。
数码管下方的7407芯片有限流作用，用于防止数码管电流过大而烧毁。
3.2 程序设计3.2.1 程序流程图图3-2-1为主程序流程图，图3-2-2为定时器0程序流程图，图3-2-3为定时器1程序流程图。
图3-2-1主程序流程图此为主程序流程图，初始化后，就一直在while里循环，并把秒，分，时分别拆成各位和十位两个数，放到相应的数码管上显示，并检测是否有按键按下，和定时器T0，T1溢出，来执行相应的键盘子程序和定时器0，1的中断程序。
图3-2-2定时器0程序流程图此为定时器0流程图，在主程序检测到T0溢出时执行该子程序，该中断主要执行数码管循环显示数字，并检测到一秒后秒加一的功能。
图3-2-3定时器1程序流程图此为定时器1流程图，在主程序检测到T1溢出时执行该子程序，该中断程序主要执行数码管循环显示数字，并检测到一秒后秒减一的功能。
参考文献[1] 康华光，邹寿彬，秦臻. 电子技术基础——数字部分. 北京——高等教育出版社，2006. 1[2] 张毅刚，彭喜元，董继成. 单片机原理及应用. 高等教育出版社，2003.12[3] 刘鲲，刘春亮，黄焱. 单片机C语言入门. 人民邮电出版社，2008年4月第1版.3.2.2源程序1.开始函数的定义：#include<reg51.h>#define uchar unsigned char //宏定义#define uint unsigned int //宏定义#include <intrins.h> //循环左移函数库void jian_pan(); //键盘子函数char code duan_ma[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0xbf,0x86,0xdb,0xc f,0xe6,0xed,0xfd,0x87,0xff,0xef}; //时钟显示数组int ss,mm,hh,s_shi,s_ge,m_shi,m_ge,h_shi,h_ge,t,t0,zy,j,ds; //zy 为左移的意思sbit p32=P3^2;sbit p31=P3^1;sbit p30=P3^0;sbit p37=P3^7;2.主程序：void main(){ ds=1; //定时器初始化P2=0xfe; //数码管位初始化P0=0x3f; //如果时时钟，断码初始置0P1=0xff; //键盘初始t=0; //1S时，t=700t0=0; //数码管动态显示一次，t0=2，10ms左右TH0=(65536-10001)/256;TL0=(65536-10001)%256;TH1=(65536-10001)/256;TL1=(65536-10001)%256;EA=1;ET1=0; //开定时器0TR1=0; //定时器开始工作ET0=1;TR0=1;while(1){if (P1!=0xff) //判断是否有键，有键就执行jian_pan子程序jian_pan();s_shi=ss/10; //拆分s_ge=ss%10;m_shi=mm/10;m_ge=mm%10;h_shi=hh/10;h_ge=hh%10;}}3.定时器0中断程序：void timer0() interrupt 1{if(p32==1)j=610;elsej=10;TH0=(65536-10001)/256; //重新初始化T0TL0=(65536-10001)%256;t++;t0++;if(P2==0xdf) //如果数码管显示到第6个下一个显示第1个数码管 1101 1111 -> 0111 1111 -> 1111 1110P2=0x7f;//秒分时计算if(ss==60) //若ss为60，ss=0，同时mm+1{ss=00;mm++;}if(mm==60) //若mm为60，mm=0，同时hh+1{mm=00;hh++;}if(hh==24) //若hh为24，hh=0hh=00;//数码管动态显示，t=0~2时左移一位，并显示那一位相应的值if(t0==2){t0=0;//P2循环左移一位zy=P2;zy=_crol_(zy,1);P2=zy;//相应数码管显示相应的数值if(P2==0xfe)P0=duan_ma[s_ge];if(P2==0xfd)P0=duan_ma[s_shi];if(P2==0xfb)P0=duan_ma[m_ge+10];if(P2==0xf7)P0=duan_ma[m_shi];if(P2==0xef)P0=duan_ma[h_ge+10];if(P2==0xdf)P0=duan_ma[h_shi];}if (t==j){t=0;if (p31==1)ss++;}if(t>611)t=0;if(p30==0) //转到timer1上去{ET0=0;TR0=0;ET1=1;TR1=1;t=0;}}4.定时器1中断程序：void timer1() interrupt 3{ j=610;if(ds==1)mm=59;if(ds==0)ds=0;elseds--;TH1=(65536-10001)/256; //重新初始化T1TL1=(65536-10001)%256;t++;t0++;if(P2==0xdf) //如果数码管显示到第6个下一个显示第1个数码管 1101 1111 -> 0111 1111 -> 1111 1110P2=0x7f;//秒分时计算if(ss==-1) //若ss为60，ss=0，同时mm+1{ss=59;mm--;}if(mm==-1) //若mm为60，mm=0，同时hh+1{mm=59;hh--;}//数码管动态显示，t=0~2时左移一位，并显示那一位相应的值if(t0==2){t0=0;//P2循环左移一位zy=P2;zy=_crol_(zy,1);P2=zy;//相应数码管显示相应的数值if(P2==0xfe)P0=duan_ma[s_ge];if(P2==0xfd)P0=duan_ma[s_shi];if(P2==0xfb)P0=duan_ma[m_ge+10];if(P2==0xf7)P0=duan_ma[m_shi];if(P2==0xef)P0=duan_ma[h_ge+10];if(P2==0xdf)P0=duan_ma[h_shi];}if (t==j){t=0;if (p31==1){if((ss||hh||mm)!=0)ss--;}}if(t>611)t=0;if(p30==1) //转到timer1上去{ET1=0;TR1=0;ET0=1;TR0=1;t=0;}}5.键盘子程序：void jian_pan(){uint temp;temp=P1;switch(temp){case 0xfe: //秒个位加1 {while(P1!=0xff){}if(ss==59)ss=00;elsess++;}break;case 0xfd: //秒个位减1 {while(P1!=0xff){}if(ss==00)ss=59;elsess--;}case 0xfb: //分个位加1 {while(P1!=0xff){}if(mm==59)mm=00;elsemm++;}break;case 0xf7: //分个位减1 {while(P1!=0xff){}if(mm==00)mm=59;elsemm--;}break;case 0xef: //时个位加1 {while(P1!=0xff){}if(hh==23)hh=00;elsehh++;}break;case 0xdf: //时个位减1 {while(P1!=0xff){}if(hh==00)hh=23;elsehh--;}case 0xbf:{ss=0;}break;case 0x7f:{while(P1!=0xff){}if(p30==1){hh=0;mm=0;ss=0;}else{hh=23;mm=59;ss=59;}}break;}}4.总结体会课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.随着科学技术发展的日新日异，单片机已经成为当今计算机应用中空前活跃的领域，在生活中可以说得是无处不在。