合肥工业大学数字电路课程设计之电子时钟实验报告1.

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数电实训报告电子时钟

数电实训报告电子时钟

一、实训目的本次数电实训旨在通过实际操作,加深对数字电子技术理论知识的理解,掌握数字电路的设计与制作方法,提高动手能力和故障排除能力。

通过设计并制作一个具有时、分、秒显示功能的电子时钟,熟悉数字电路中的计数器、译码器、显示器等基本模块,并学会运用这些模块完成一个完整的电子系统设计。

二、实训内容1. 电子时钟设计(1)设计要求设计一个具有时、分、秒显示功能的电子时钟,要求:1)采用CMOS集成电路设计,保证电路的稳定性;2)时钟显示采用7段数码管,可同时显示时、分、秒;3)时钟源采用石英晶体振荡器,确保时钟的准确性;4)具有时钟校准功能,可调整时、分、秒的显示值;5)具有时钟复位功能,可恢复时钟到初始状态。

(2)设计原理电子时钟主要由以下模块组成:1)时钟源:采用石英晶体振荡器产生标准时钟信号;2)分频器:将标准时钟信号分频,得到1Hz的秒脉冲信号;3)计数器:对秒脉冲信号进行计数,得到秒、分、时的计数值;4)译码器:将计数值转换为对应的7段数码管显示编码;5)显示器:采用7段数码管显示时、分、秒的计数值;6)校时电路:实现时钟校准功能;7)复位电路:实现时钟复位功能。

(3)电路设计1)时钟源:选用NE555定时器构成石英晶体振荡器,产生标准时钟信号;2)分频器:选用CD4060计数器进行分频,得到1Hz的秒脉冲信号;3)计数器:选用CD4518BCD计数器,分别实现秒、分、时的计数;4)译码器:选用CD4511BCD至7段数码管译码器,将计数值转换为7段数码管显示编码;5)显示器:采用7段数码管,分别显示时、分、秒的计数值;6)校时电路:采用按钮开关实现时钟校准功能;7)复位电路:采用按钮开关实现时钟复位功能。

2. 电子时钟制作(1)元器件准备根据电路设计,准备以下元器件:1)NE555定时器1个;2)CD4060计数器1个;3)CD4518BCD计数器3个;4)CD4511BCD至7段数码管译码器3个;5)7段数码管3个;6)石英晶体振荡器1个;7)电阻、电容、二极管、导线等。

(电子钟)数字电子技术课程设计实验报告

(电子钟)数字电子技术课程设计实验报告

(电子钟)数字电子技术课程设计实验报告摘要
本次实验是一次关于在嵌入式系统中采用数字电子技术用以构建一个电子钟的实践。

在课程设计中,我们对嵌入式实验综合系统(EDS)的基本操作熟悉并最终实现从输入到输出的综合电路设计。

同时,我们把基本的概念和知识应用于所设计的数字电路中,动手实践实现相应的功能,同时也观察了不同参数时所表现出的不同情况,并最终通过实验论证了陈述的情况是否与书面或电子文字形式上描述的内容一致。

关键词:数字电子技术,嵌入式实验综合系统,电子钟
2.实验原理
根据我们的实验要求,我们以芯片MSOE 的实验系统为基础,利用其芯片中的数字电子技术设计了一个电子钟。

我们的实际设计的电路中,主要有电源模块、频率信号输入模块、时钟控制模块、时、分、秒显示模块以及LED灯光模块等主要模块。

我们会首先对频率信号输入信号进行检测,确定时钟的起点和运行方式,然后发送给时钟控制模块,由其来决定时、分、秒的变化,最后将其计算出来的值传递给实际显示模块和LED 指示灯模块,实现所需的功能。

3.实验结果
通过数字电子技术的运用,我们最终实现了一个电子钟的设计,由此我们能得出一个完美的结果,即可以完美地显示出当前的时间,同时即使不同的输入频率时也能准确有效地跟踪记录所需的时间,从而得到一个完美的结果。

4.实验总结
通过本次实验,我们掌握了数字电子技术在嵌入式系统中具体的设计过程,从输入到输出的综合电路设计,明确了各个模块之间的连接关系,使得我们在比较复杂的设计里有强大的能力。

并且通过实践,探究了不同参数情况下的操作以及结果,扩大了我们对数字电子技术的了解,拓宽了设计方面的思路。

电子时钟设计实验报告

电子时钟设计实验报告

编号符号引脚说明编号符号引脚说明1 VSS 电源地9 D2 Data I/O2 VDD 电源正极10 D3 Data I/O3 V L 液晶显示偏压信号11 D4 Data I/O4 R S 数据/命令选择端12 D5 Data I/O5 R/W 读/写选择端13 D6 Data I/O6 E 使能信号14 D7 Data I/O7 D0 Data I/O 15 BLA背光源正极8 D1 Data I/O 16 BLK 背光源负极单片机电子时钟设计报告一、设计任务本次课程设计的电子时钟电路,是基于单片机STC89C52、时钟芯片和液晶显示,运用C语言编程实现。

电子时钟可以显示日期的年、月、日和时间的时、分、秒,具有复位功能。

二、系统硬件设备及芯片简介数字电子钟系统设计已经成熟,但是目前系统设计时基本都是采用 LED 作为显示电路,造成硬件电路复杂、功耗高、产品体积庞大等特点;液晶显示模块由于具有低功耗、寿命长、体积小、显示内容丰富、价格低、接口控制方便等优点,因此在各类电子产品中被极广泛地推广和应用。

字符型液晶显示模块是一类专门用于显示字母、数字、符号等点阵式液晶显示模块。

本系统设计采用字符型液品显示模块 LCD1602 作为显示器件,这样不仅简化了系统的硬件设计,而且极大地提高了系统的可靠性。

1 LCD1602 简介字符型液晶显示模块 LCD1602 已经是单片机应用设计中最常用的信息显示器件。

LCD1602 可以显示两行,每行16 个字符,采用+5V 电源供电,外围电路配置简单,价格便宜,具有很高的性价比。

2 LCD1602 功能介绍2.1 引脚功能LCD1602 采用标准 14 脚(无背光)或 16 脚(带背光)接口,各引脚功能见表 1。

表1 引脚功能2.2 LCD1602 读写指令LCD1602 读写指令较多且较复杂,具体使用可以查相关资料,下面仅列出最常用的的一些命令:①写指令 38H:显示模式设置;②写指令 08H:显示关闭;③写指令 01H:显示清屏;④写指令 06H:显示光标移动设置;⑤写指令 0CH:显示开及光标设置。

数电课程——电子钟设计报告(正文)

数电课程——电子钟设计报告(正文)

多功能数字钟的电路设计报告一、设计题目:多功能数字钟的电路设计二、设计任务和要求: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。

三、原理电路设计: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。

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:方案比较与选择:(1)振荡器方案二:由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器作为时间标准信号源。

555与RC组成的多谐振荡器图方案二:采用石英晶体振荡器经过分频得到这一时间脉冲信号。

石英晶体振荡器图方案三:由集成逻辑门与RC组成的时钟源振荡器。

门电路与RC组成的多谐振荡器图方案分析:用555组成的脉冲产生电路: R1=15*103Ω,R2=68*103Ω,C=10μF ,则555所产生的脉冲的为:f=1.43/[(R1+2*R2)*103*10*106=0.947Hz,而设计要求为1Hz,因此其误差为5.3%,在精度要求不是很高的时候可以使用。

石英晶体振荡电路:采用的32768晶体振荡电路,其频率为32.768kHz,然后再经过15分频电路可得到标准的1Hz的脉冲输出.R的阻值,对于TTL门电路通常在0.7~2KΩ之间;对于CMOS门则常在10~100MΩ之间。

由门电路组成的多谐振荡器的振荡周期不仅与时间常数RC有关,而且还取决于门电路的阈值电压VTH,由于VTH容易受到温度、电源电压及干扰的影响,因此频率稳定性较差,只能用于对频率稳定性要求不高的场合。

综上分析,选择方案二,石英晶体振荡电路能够作为最稳定的信号源。

(2)分频器时间标准信号的频率很高,要得到秒脉冲,需要分频电路。

在本设计中选择32.768kHz的石英晶振。

合肥工业大学数字电路课程设计之电子时钟实验报告1

合肥工业大学数字电路课程设计之电子时钟实验报告1

设计题目:数字电子钟设计1.设计任务与要求(1)时钟功能: 采用数码管显示累计时间,以24小时为周期。

(2)校时功能: 能快速校准“时”、“分”、“秒”的功能。

(3)整时报时功能: 具体要求整点前鸣叫5 次低音( 500 Hz ) , 整点时再鸣叫一次高音(1 000 Hz左右) , 共鸣叫6 响, 两次鸣叫间隔0 .5 s。

(选做)(4)计时准确: 每天计时误差不超过10 s。

2. 方案设计与论证(1)工作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。

根据题设要求,可得题设的总体设计思路框架如下:1:方案一74LS192芯片对电路进行输入设计。

利用利用编码器74Ls192的秒脉冲分信号。

再利用1HZ对芯片1kHz的输入信号进行分频,得到 74LS192进行产生秒,分,时,最后在数码管上显示出来。

:方案二对芯利用74LS92芯片对电路进行输入设计。

利用编码器74Ls92的秒脉冲分信号。

再利用的输入信号进行分频,得到1HZ 片1kHz 进行产生秒,分,时,最后在数码管上显示出来。

74LS192 方案三:编程实现数字时钟。

方案比较:2综上可知:方案一是最优方案,设计思路清晰,电路简单易实现,原材料可得;故选择第一种方案。

、单元电路设计3整个电路分为振荡电路部分,分频电路部分,秒计数电路部分,校时电路部分七个分计数电路部分,小数计数部分和整点报时部分,部分组成。

数字电子技术课程设计报告报告——电子钟设计

数字电子技术课程设计报告报告——电子钟设计

数字电子技术课程设计报告课题:数字钟的设计与制作学年:专业:班级:姓名:数字电子技术课程设计报告一、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.二、设计内容及要求〔1〕设计指标①由晶振电路产生1HZ标准秒信号;②分、秒为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具有校时功能,可以分别对时及分进展单独校时,使其校正到标准时间;⑥整点具有报时功能,当时间到达整点前鸣叫五次低音〔500HZ〕,整点时再鸣叫一次高音〔1000HZ〕。

〔2〕设计要求①画出电路原理图〔或仿真电路图〕;②元器件及参数选择;③电路仿真与调试。

〔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、原理框图数字钟实际上是一个对标准频率〔1HZ〕进展计数的计数电路。

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。

数字电子钟的总体图如图〔1〕所示。

由图〔1〕可见,数字电子钟由以下几局部组成:石英晶体振荡器和分频器组成的秒脉冲发生器;校对电路;六十进制秒、分计数器、二十进制时计数器及七十进制日计数器;以及秒、分、时的译码显示局部等。

四、主要局部的实现方案1 秒脉冲电路由晶振32768Hz经CD4060分频为2Hz,再经过74LS74一次分频,即得1Hz 标准秒脉冲,提供应时钟计数脉冲。

数字钟课程设计实习报告

数字钟课程设计实习报告

数字钟课程设计实习报告一、实习目的与要求本次数字钟课程设计实习旨在让同学们熟悉数字电路的设计与实践,掌握集成电路的引脚安排、各芯片的逻辑功能及使用方法,了解面包板结构及其接线方法,培养同学们动手实践能力和问题解决能力。

实习要求设计并制作一个数字电子钟,具体要求如下:1. 显示时、分、秒,时间以24小时为一个周期;2. 具有校时功能,可以分别对时、分进行单独校正;3. 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;4. 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。

二、实习过程1. 设计原理及其框图数字钟的构成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,其一般构成框图如下:图1 数字钟的组成框图2. 电路设计本次实习采用32768HZ晶振产生振荡脉冲,然后经过CD4060分频后得到2HZ脉冲,再经过74LS74(D触发器)2分频得到1HZ脉冲,由74HC161计数器计数再经CD4511译码器译码后产生驱动数码显示器的信号,使数码显示器呈现出时、分、秒对应的计时数字。

电路还增加了校正电路和整点报时电路,时、分、秒都可手动按键校正,使其准确的工作,在整点的时候发出警报,在每个整点前鸣叫五次低音(500Hz),整点时再鸣叫一次高音(1000Hz)。

3. 元器件及参数选择本次实习所需元器件及参数如下:(1)石英晶体振荡器:32768HZ;(2)CD4060:分频系数为1024;(3)74LS74:D触发器;(4)74HC161:十进制计数器;(5)CD4511:BCD至七段译码器;(6)数码显示器:7段LED;(7)晶体管:放大报警声音;(8)蜂鸣器:报警声音输出。

4. 电路仿真与调试在电路设计完成后,使用Multisim软件进行电路仿真,验证电路功能的正确性。

数字电路数字钟实训报告

数字电路数字钟实训报告

一、引言随着科技的发展,数字电路在各个领域得到了广泛应用。

数字钟作为一种典型的数字电路应用,具有走时准确、显示直观、无机械传动装置等优点,在日常生活、工业控制等领域发挥着重要作用。

本次实训旨在通过设计、制作和调试数字钟,加深对数字电路原理的理解,提高动手能力和实践能力。

二、实训目的1. 掌握数字钟的设计原理,了解数字电路的基本组成和功能。

2. 学会使用数字电路元器件,包括计数器、译码器、显示器等。

3. 提高动手能力和实践能力,培养团队合作精神。

4. 了解数字电路在实际应用中的优缺点,为以后的学习和工作打下基础。

三、实训内容1. 数字钟电路设计(1)设计思路:采用CMOS集成电路,以石英晶体振荡器作为时钟源,通过分频器得到1Hz脉冲信号,然后通过计数器进行计数,最后通过译码器和显示器显示时间。

(2)电路组成:主要包括以下部分:- 晶体振荡器:产生稳定频率的振荡信号;- 分频器:将振荡信号分频得到1Hz脉冲信号;- 计数器:对1Hz脉冲信号进行计数,得到时、分、秒;- 译码器:将计数器的输出转换为对应的数字信号;- 显示器:将数字信号显示在显示器上。

2. 数字钟电路制作与调试(1)元器件选择:根据设计要求,选择合适的元器件,如计数器、译码器、显示器、晶体振荡器等。

(2)电路焊接:按照电路图进行焊接,注意焊接质量,避免虚焊、短路等现象。

(3)电路调试:对电路进行调试,检查各个部分是否正常工作,包括晶体振荡器、分频器、计数器、译码器和显示器等。

四、实训过程1. 设计阶段:查阅相关资料,了解数字钟的设计原理,确定电路设计方案,绘制电路图。

2. 制作阶段:根据电路图,选择合适的元器件,进行焊接,注意焊接质量。

3. 调试阶段:对电路进行调试,检查各个部分是否正常工作,发现问题并及时解决。

五、实训结果1. 成功制作并调试了一台数字钟,实现了时、分、秒的显示。

2. 熟练掌握了数字电路元器件的使用方法,提高了动手能力。

数字电路设计数字钟实验设计报告

数字电路设计数字钟实验设计报告

数字钟实验设计报告数字钟设计一设计任务1. 基本功能:以数字形式显示时、分、秒的时间,小时的计时要求为“24翻1”,分和秒的计时要求为60进位;2.扩展功能:校时、正点报时及闹时功能;二电路工作原理及分析数字电子钟主要由以下几个部分组成:秒信号发生器,时、分、秒计数器,显示器,校时校分电路,报时电路。

数字钟的基本逻辑功能框图图1 数字钟的基本逻辑功能框图振荡器的设计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,振荡的频率越高,计时精度越高。

如果精度要求不高则可以采用由集成逻辑门与R、C组成的时钟源振荡器或集成电路计时器555与R、C组成的多谐振荡器,电路参数如图2所示.接通电源后,电容C1被充电,当Vc上升到2Vcc/3时,使vo为低电平,同时放电三极管T导通,此时电容C1通过R2和T放电,Vc下降。

当Vc下降到Vcc/3时,vo翻转为高电平。

电容C1放电所需时间为tpL=R2ln2≈当放电结束时,T截止,Vcc将通过R1、R2向电容器 C1充电,一;Vc由Vcc/3上升到2Vcc/3所需的时间为tpH=(R1+R2)C1ln2≈(R1+R2)C当Vc 上升到2Vcc/3 时,电路又翻转为低电平。

如此周而复始,于是,是在电路的输出端就得到一个周期性的矩形波。

其振荡频率为f=1/(tpL+tpH) ≈[(R1+2R2)C]振荡周期:T=T1+T2=(R1+2R2)C1In2 得R1+2R2=T/C1In2=故选定R1=,R2=图2 555振荡器(图中R1,R2值不为实际值)图3 555振荡器产生的波形时、分、秒计数器电路时、分、秒计数器电路由秒个位和秒十位,分个位和分十位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,而时个位和时十位为24进制计数器。

校时电路通过开关,触发器,逻辑门组成的校时电路来校时。

电子时钟实验报告

电子时钟实验报告

电子时钟实验报告电子时钟实验报告引言:电子时钟是一种使用数字显示时间的现代化设备,它在我们的日常生活中起着重要的作用。

本次实验旨在通过制作一个简单的电子时钟,了解其工作原理和基本构造,并对其进行测试和改进。

一、实验材料和设备本次实验所需材料和设备包括:电子元件(电阻、电容、二极管等)、集成电路、面包板、电源、示波器、万用表等。

二、实验步骤1. 准备工作首先,我们需要准备好所需的电子元件和设备,并将它们连接在面包板上。

确保连接正确无误后,将面包板连接到电源上。

2. 时钟电路设计我们设计的电子时钟采用了数字时分秒的显示方式。

为了实现这一功能,我们使用了一个集成电路来控制时钟的计时和显示功能。

通过连接电阻和电容,我们可以调整时钟的频率和精度。

3. 时钟电路测试在完成时钟电路的设计后,我们需要进行测试以确保其正常工作。

首先,我们使用示波器来观察时钟信号的波形,并检查其频率和稳定性。

然后,我们使用万用表来测量电压和电流,确保电路中没有异常。

4. 时钟显示改进为了提高时钟的显示效果,我们可以对电子时钟进行改进。

例如,我们可以增加背光功能,使时钟在光线较暗的环境下也能清晰可见。

此外,我们还可以增加闹钟功能,使时钟能够发出声音提醒我们。

5. 结果分析通过实验,我们成功制作了一个简单的电子时钟,并对其进行了测试和改进。

我们发现,该时钟具有较高的准确性和稳定性,能够准确显示时间。

同时,通过添加背光和闹钟功能,我们提高了时钟的实用性和便利性。

6. 实验总结本次实验使我们更加深入地了解了电子时钟的工作原理和构造。

通过实践,我们不仅学会了如何制作一个简单的电子时钟,还了解了如何测试和改进它。

这对我们理解电子时钟的应用和发展具有重要意义。

结论:通过本次实验,我们成功制作了一个简单的电子时钟,并对其进行了测试和改进。

我们深入了解了电子时钟的工作原理和构造,并发现其具有较高的准确性和稳定性。

通过实践,我们不仅学会了如何制作一个电子时钟,还了解了如何测试和改进它。

电子实习数字钟实验报告

电子实习数字钟实验报告

数字钟实验报告一、实验目的1. 学习数字电路的设计与实践,提高动手能力。

2. 了解和掌握数字电子钟的工作原理及制作方法。

3. 培养严谨的科学态度和良好的团队协作精神。

二、实验任务及要求1. 设计并制作一个具有时、分、秒显示功能的数字电子钟。

2. 电子钟应具备校时功能,能手动调整时、分。

3. 电子钟在24小时内整点报时,从59分50秒开始,每2秒钟响一声,共响5次。

4. 电子钟在6--22点之间每整点报时,23--5点之间整点不报时。

三、实验原理及设计思路1. 实验原理数字电子钟主要由石英晶体振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器等组成。

石英晶体振荡器产生1Hz的基准信号,分频器将1Hz信号分频得到秒信号,计数器对秒信号进行计数实现时、分、秒的显示,译码器将计数器的输出信号转换为显示器所需的信号,显示器以数字形式显示时间。

2. 设计思路(1)选用合适的石英晶体振荡器,确保电子钟的走时准确。

(2)设计分频器,将1Hz信号分频得到秒信号。

(3)设计计数器,实现时、分、秒的计数功能。

(4)设计译码器,将计数器的输出信号转换为显示器所需的信号。

(5)设计显示器,以数字形式显示时间。

(6)设计校时电路,实现手动调整时、分功能。

(7)设计整点报时电路,实现整点报时功能。

四、实验步骤1. 搭建石英晶体振荡器电路,确保输出1Hz的基准信号。

2. 设计并搭建分频器电路,将1Hz信号分频得到秒信号。

3. 设计并搭建计数器电路,实现时、分、秒的计数功能。

4. 设计并搭建译码器电路,将计数器的输出信号转换为显示器所需的信号。

5. 设计并搭建显示器电路,以数字形式显示时间。

6. 设计并搭建校时电路,实现手动调整时、分功能。

7. 设计并搭建整点报时电路,实现整点报时功能。

8. 调试并优化电路,确保电子钟的正常运行。

五、实验结果与分析1. 实验结果经过以上步骤,我们成功制作了一个具有时、分、秒显示功能的数字电子钟。

实验结果显示,电子钟走时准确,能手动调整时、分,整点报时功能正常,符合实验要求。

数字电子钟 实验报告

数字电子钟 实验报告

课题一数字电子钟电子钟是一种高精度的计时工具,它采用了集成电路和石英技术,因此走时精度高,稳定性能好,使用方便,且不需要经常调校。

电子钟根据显示方式不同,分为指针式电子钟和数字式电子钟。

指针式电子钟采用机械传动带动指针显示;而数字式电子钟则是采用译码电路驱动数码显示器件,以数字形式显示。

这些译码显示器件,利用集成技术可以做的非常小巧,也可以另加一定的驱动电路,推动霓红灯或白炽灯显示系统,制做成大型电子钟表。

因此,数字式电子钟用途非常广泛。

一、课程设计(综合实验)的目的与要求设计一个具有如下功能的数字电子钟:1.基本功能(1)能直接显示时、分、秒;(2)能正确计时,小时采用二十四进制,分和秒采用60进制;(3)有校时功能,手动调整时、分;2.扩展功能(1)能进行24小时整点报时,要求从59分50秒开始,每2秒钟响一声,共响5次;每响一次声音持续0.5秒。

(2)要求只在6--22点之间每整点报时,23--5点之间整点不报时;(3)具有任意几点几分均可响铃的闹钟控制电路。

响铃1分钟,可人为通过开关使响铃提前终止;二、设计(实验)正文数字电子钟实际上是一个对标准频率(1HZ)进行计数并通过数码管显示的计数电路,由于计数的起始时间与标准时间(如北京时间)不一致,故需要在电路上加一个校时电路。

标准的1HZ时间信号必须准确稳定,可以使用555定时器设计1HZ的振荡电路。

时间计数电路由秒计数器(个位,十位)、分计数器(个位,十位)电路构成,秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器均为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。

1.系统原理框图如下:2.1 分、秒计时器分、秒计时器均为60进制计数器,当秒计时器接受到一个秒脉冲时,秒计数器个位开始从1计数到9,同时在个位计数产生进位时将进位接秒计数器的十位计数器CLK,此时秒显示器将显示00、01、02、...、59、00;每当秒计数器数到00时,就会产生一个脉冲输出送至分计时器,此时分计数器数值在原有基础上加1,其显示器将显示00、01、02、...、59、00,当分计数器产生进位时,将会在进位端产生高电平,进而触发电路,驱动蜂鸣器,起到整点报时的功能。

数字电路数字时钟课程实验报告

数字电路数字时钟课程实验报告

数字时钟设计实验报告一、设计要求:设计一个24小时制的数字时钟。

要求:计时、显示精度到秒;有校时功能。

采用中小规模集成电路设计。

发挥:增加闹钟功能。

二、设计方案:由秒时钟信号发生器、计时电路和校时电路构成电路。

秒时钟信号发生器可由振荡器和分频器构成。

计时电路中采用两个60进制计数器分别完成秒计时和分计时;24进制计数器完成时计时;采用译码器将计数器的输出译码后送七段数码管显示。

校时电路采用开关控制时、分、秒计数器的时钟信号为校时脉冲以完成校时。

三、电路框图:图一 数字时钟电路框图四、电路原理图:(一)秒脉冲信号发生器秒脉冲信号发生器是数字电子钟的核心部分,它的精度和稳定度决定了数字钟的质量。

由振荡器与分频器组合产生秒脉冲信号。

振荡器: 通常用555定时器与RC 构成的多谐振荡器,经过调整输出1000Hz 脉冲。

分频器: 分频器功能主要有两个,一是产生标准秒脉冲信号,一是提供功能译码器 译码器 译码器 时计数器(24进制) 分计数器 (60进制) 秒计数器 (60进制)校 时 电 路秒信号发生器扩展电路所需要的信号,选用三片74LS290进行级联,因为每片为1/10分频器,三片级联好获得1Hz标准秒脉冲。

其电路图如下:图二秒脉冲信号发生器(二)秒、分、时计时器电路设计秒、分计数器为60进制计数器,小时计数器为24进制计数器。

60进制——秒计数器秒的个位部分为逢十进一,十位部分为逢六进一,从而共同完成60进制计数器。

当计数到59时清零并重新开始计数。

秒的个位部分的设计:利用十进制计数器CD40110设计10进制计数器显示秒的个位。

个位计数器由0增加到9时产生进位,连在十位部计数器脉冲输入端CP,从而实现10进制计数和进位功能。

利用74LS161和74LS11设计6进制计数器显示秒的十位,当十位计数器由0增加到5时利用74LS11与门产生一个高电平接到个位、十位的CD40110的清零端,同时产生一个脉冲给分的个位。

电子钟——合肥工业大学数字逻辑课程设计报告

电子钟——合肥工业大学数字逻辑课程设计报告

一)设计题目:电子钟二)设计任务和基本要求:1.实验台上的六个数码管显示时、分、秒;2.能使电子钟复位(清零);3.能启动和停止电子钟运行;4.在电子钟停止运行状态下,能够修改时、分、秒的值;5.具有报时功能,整点时喇叭鸣叫。

三)所用主要器件和设备:1、TDS 系列数字电路实验系统2、ISP 系统可编程器件以及《数字逻辑》课程实验所用部分中、小规模集成电路等3、PC 计算机4、ISP1032E 可编程逻辑器件以及数据选择器、触发器、移位寄存器、计数器及基本门电路等5、在Windows 平台上运行的ispLEVER 编程软件四)设计思想:数字钟电路的基本结构由两个 60 进制计数器和一个24 进制计数器组成,分别对秒、分、小时进行计时,当计时到23 时59 分59 秒时,再来一个计数脉冲,则计数器清零,重新开始计时。

当数字钟处于计时状态时,秒计数器的进位输出信号作为分钟计数器的计数信号,分钟计数器的进位输出信号又作为小时计数器的计数信号时、分、秒的计时结果通过6 个数码管来动态显示。

数字钟除了能够正常计时外,还应能够对时间进行调整。

因此,通过模式选择信号MOD1、MOD2 控制数字钟的工作状态,即控制数字钟,使其分别工作于正常计时,调整分、时和设定分、时5 个状态。

当数字钟处于计时状态时,3 个计数器允许计数,且秒、分、时计数器的计数时钟信号分别为CLK,秒的进位, 分的进位;当数字钟处于调整时间状态时,被调的分或时会一秒一秒地增加;当数字钟处于定时状态时,可以设定小时和分;当计时到所设定的时刻时,会响闹钟五)设计步骤及程序:pause是暂停键,当暂停时set1与set2分别控制调节为时还是为分或是为秒。

exam提供一个模拟上升沿,hh,hl,mh,ml,sh,sl分别控制小时高位,低位,分钟高位,分钟低位,秒高位,低位。

thh,thl,tmh,tml,tsh,tsl分别表示时分秒变化的中间变量。

数字电路电子钟设计实验报告

数字电路电子钟设计实验报告

数字电路电子钟设计实验报告目录1.实验目的2.实验题目描述和要求3.设计报告内容3.1实验名称3.2实验目的3.3实验器材及主要器件3.4数字电子钟基本原理3.5数字电子钟制作与调试3.6数字电子钟电路图3.7数字电子钟的组装与调试4.实验结论5.实验心得1.实验目的※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;※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;※提高电路布局﹑布线及检查和排除故障的能力;※培养书写综合实验报告的能力。

2.实验题目描述和要求(1)数字电子钟基本功能数字电子钟是一个大众化产品,一般来讲应具有以下基本功能。

①能进行小时、分、秒显示。

②能进行小时、分、秒设置。

③能实现整点报时。

④能通过设置,实现任意时间报时。

(2)数字电子钟基本性能一个实用的数字电子钟应满足三个“度”:精度、亮度和响度。

①精度是指显示的时间必须准确。

②亮度是指显示的时间必须让人看得清楚。

③响度是指报时的声音必须清脆有力。

(3)数字电子钟用于教学设计时必须考虑的因素从教学角度来看,数字电子钟的设计应考虑以下几点。

①数字电路可由多种不同方案实现,在方案比较时应着重考虑所选用的方案在设计时能否把数字电路包含的主要知识全部囊括进去。

②应把数字电子钟分解成若干个模块,并在印制电路板设计时把各模块固定在不同的区域。

③应确保大多数学生能在规定时间内完成制作与调试。

④数字电子钟印制电路板(PCB)设计时除留下足够的训练内容让学生完成外,应设计一标准印制电路板设计示范区。

(4)本教材设计的数字电子钟总体方案根据以上分析,本教材把数字电子钟分解为信号电路、显示电路、计时电路、校时电路和报时电路五个功能相对独立的模块(如图8-1所示),采用如图8-2所示的设计方案,并按要求实施时参照一下规定进行。

①各模块的制作、调试按显示电路、信号电路、计时电路、校时电路和报时电路的顺序进行。

电子钟课程设计实验报告

电子钟课程设计实验报告

电子钟课程设计实验报告实验报告:电子钟课程设计一、实验目的:1. 掌握电子时钟的硬件设计和软件编程方法。

2. 熟悉数字电路的设计和实现。

3. 提高电路设计和实验能力。

二、实验设备和材料:1. FPGA 开发板。

2. 七段数码管。

3. 按钮开关。

4. 时钟电路。

三、实验原理:本电子钟的基本原理是通过 FPGA 芯片实时计数,并将计数结果转化为时间的显示。

时钟电路提供一个恒定的时钟信号,FPGA 芯片在每个时钟脉冲到来时进行计数,并将计数结果转化为显示在七段数码管上。

按钮开关用于设置时间。

四、实验步骤:1. 确定时钟信号的频率,并设计时钟电路,将时钟信号连接到FPGA 开发板上的时钟输入引脚。

2. 将七段数码管分别连接到 FPGA 开发板上的输出引脚。

3. 设计计数模块,包括计数器和时钟信号的同步控制。

4. 设计显示模块,将计数结果转化为七段数码管的控制信号。

5. 设计按钮开关控制模块,用于设置时间和调整闹钟参数等功能。

6. 将上述模块整合在一起,并进行综合和实现。

7. 进行电路调试和测试,检查电子钟的功能是否正常。

五、实验结果:经过调试和测试,实验电子钟正常工作,能够实时显示当前时间,并且可以通过按钮开关进行时间设置和闹钟调整。

六、实验总结:通过本次实验,我掌握了电子时钟的硬件设计和软件编程方法,提高了数字电路设计和实验能力。

通过学习和实践,我深刻理解了数字电路和时序控制的基本原理,并能够将其应用到实际项目中。

我还发现,在设计和实现电子钟的过程中,需要注意时序控制的正确性,以确保信号的稳定和正确传递。

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设计题目:数字电子钟设计
1.设计任务与要求
(1)时钟功能: 采用数码管显示累计时间,以24小时为周期。

(2)校时功能: 能快速校准“时”、“分”、“秒”的功能。

(3)整时报时功能: 具体要求整点前鸣叫5 次低音( 500 Hz ) , 整点时再鸣叫一次高音(1 000 Hz左右) , 共鸣叫6 响, 两次鸣叫间隔0 .5 s。

(选做)
(4)计时准确: 每天计时误差不超过10 s。

2. 方案设计与论证
(1)工作原理
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。

根据题设要求,可得题设的总体设计思路框架如下:
方案一:
利用编码器74Ls192芯片对电路进行输入设计。

利用74LS192对芯片1kHz的输入信号进行分频,得到1HZ的秒脉冲分信号。

再利用74LS192进行产生秒,分,时,最后在数码管上显示出来。

方案二:
利用编码器74Ls92芯片对电路进行输入设计。

利用74LS92对芯片1kHz的输入信号进行分频,得到1HZ的秒脉冲分信号。

再利用
74LS192进行产生秒,分,时,最后在数码管上显示出来。

方案三:
编程实现数字时钟。

方案比较:
方案电路难易程度实现成本其它
方案一简单低电路简单,不易调

方案二简单低电路简单,容易实
现,但无74LS92芯
片方案三难高需要编程,比较难综上可知:
方案一是最优方案,设计思路清晰,电路简单易实现,原材料可得;故选择第一种方案。

3、单元电路设计
整个电路分为振荡电路部分,分频电路部分,秒计数电路部分,分计数电路部分,小数计数部分和整点报时部分,校时电路部分七个部分组成。

(1)振荡电路部分:
振荡电路部分要求产生精度较高的1KHz的信号,可用555定时器产生。

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。

555芯片的引脚图:
电路设计图如下:
振荡周期:T=0.69(R1+2R2)C;
其中当R1=5.1K,R2=4.2K,C1=0.1uF,C2=0.01uF。

因为电路总存在误差,最后在实际电路中把R1设为电位器,使其可调节。

(2)分频电路部分:
利用74LS192把产生1KHz的信号分频为1Hz的秒脉冲信号,其原理图如下:
(3)秒计数电路部分:
秒的个位部分为逢十进一,十位部分为逢六进一,从而共同完成60进制计数器。

当计数到59时清零并重新开始计数。

秒的个位部分的设计:利用十进制计数器74LS192设计10进制计数器显示秒的个位。

个位计数器由0增加到9时产生进位,连在十位部计数器脉冲输入端CP,从而实现10进制计数和进位功能。

利用74LS192设计6进制计数器显示秒的十位,当十位计数器由0增加到5时利用反馈清零法清除,同时产生一个脉冲给分的个位。

所用到的74LS192芯片为资料为:
仿真电路中所使用的是74LS161芯片,其逻辑功能与74LS192几乎一样,故设计出的秒计数电路为:
(4)分计数电路部分:
分的个位部分为逢十进一,十位部分为逢六进一,从而共同完成60进制计数器。

当计数到59时清零并重新开始计数。

分的个位部分的设计:利用十进制计数器74LS192设计10进制计数器显示秒的个位。

个位计数器由0增加到9时产生进位,连在十位部计数器脉冲输入端CP,从而实现10进制计数和进位功能。

利用74LS192设计6进制计数器显示分的十位,当十位计数器由0增加到5时利用反馈清零法清除,同时产生一个脉冲给时的个位。

设计的电路图如下:
(4)时计数电路部分:
来自分计数电路的进位脉冲使时的个位加,个位计数器由0增加到9是产生进位,连在十位计数器脉冲输入端CP,当十位计到2且个位计到3是经过74LS192与门产生一个清零信号,将所有时的个位与十位都清零。

电路原理图如下:
(6)整点报时部分电路:
当59分50秒开始,进行预报时,每当个位数为奇数时蜂鸣器响一声,共5声。

在此电路中不用常规中的报时电路那么复杂,而是巧用74LS148芯片;把判断59分,50秒,的电平线接入到74LS148的输入端,当达到59分50秒+秒的个位为奇数时,芯片的GS端恰好输出低电平来判断是否该进行报时,此方法简单易懂,而且电路连接不复杂。

原理图如下:
其中74LS148的相关资料如下:
(7)校时电路
数字钟应具有秒校时,分校正和时校正功能,因此,应截断秒个位,分个位和时个位的直接计数通路,并采用正常计时信号与校正信号两信号进行或后接入其中。

这里利用轻触开关来实现校时功能,轻触开关的一端接高电平,另一端接时或分的个位,秒的个位的CP,当按下轻触开关时,时或分或秒的个位就会加1,这样就能实现校时功能。

4.总的电路原理图如下:
将设计的各个单元电路进行级联,得到数字电子钟系统电路原理
图如下:
材料清单:
编号类型数量其它
1 555 1
2 74LS192 9
3 74LS00 1
4 74LS04 1
5 74LS08 2
6 74LS148 1
7 R1 1 5K电位器
8 R2 1 4.7K
9 C1 1 0.01uF
10 C2 1 0.1uF
5.调试分析及调试中所遇问题及解决方法。

在按原理图连接好电路后,并不能成功的工作;故进行一步一步的调试;在调试过程中需要对电路的原理必须掌握,在这种我遇到很多问题,但在自己仔细琢磨和请教老师下,都一一的解决了。

编号调试遇到问题分析问题解决方法
问题 1 10进制,就开始
进位反馈清零信号
不对
不用进位信号
清零,用8+2与
反馈清零法
问题2 分频后秒脉冲
较快
产生的1KHz
的信号频率不
准确
(1)调节振荡
电路电位器
(2)分频加大
模值
问题3 时计数部分由
23直接变为04 当24时,忘记
清除个位
添加清除个位
的电路后,问题
解决
问题4 数码管偶尔乱
码电路接触不良选择较好的导
线,确保每一次
连线稳固
在排除完电路中上述问题后,电路正常工作。

打开电路时,随机产生一个时间,调节到目的时间,并按24小时时间值进行,当达到整
点时,能进行整点报时,且误差很低。

综上述,电路完全符合要求。

6.心得和体会。

通过这次对数字电子钟的设计作,让我了解了电路设计的基本步骤,也让我了解了关于数字钟的原理与设计理念,要设计一个电路先进行软件模拟仿真再进行实际的电路制作,不能直接的去连电路。

但是最后的成品却不一定与仿真时完全一样,因为,再实际接线中有着各种各样的条件制约着。

还有我们不能直接的拿其他人的电路来直接用,而是应该通过对数字电路的了解,和相关芯片的功能的了解,结合自身知识,参考他人电路,设计出自己的数字电子时钟。

这次试验,让我收获很多,学到了理论之外的一些知识,提高了自己的动手能力和分析问题处理问题的能力。

最后谢谢许良凤老师在试验中给与悉心的指导。

7.参考资料。

[1] 谢自美. 电子线路设计.实验.测试 [M],武昌:华中理工大学出版社。

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