电子时钟设计报告书
LED点阵显示电子钟设计-课程设计报告
"单片机原理"课程设计说明书题目LED点阵显示电子钟设计系(部)专业(班级)**指导教师起止日期"单片机原理及应用"课程设计任务书15系(部)：电信系专业：指导教师：学院课程设计鉴定表目录1. 系统总体方案选择与说明42. 各单元硬件设计说明及计算方法53. 软件设计与说明〔包括流程图〕5 5. 调试结果与必要的调试说明12 6. 使用说明12 7. 课程设计体会12 8. 参考文献131. 系统总体方案选择与说明本方案基于AT89S52单片机设计的，还用到13块74HC573和1块74HC138芯片，8快8*8LED 点阵，原理比拟简单，但所有硬件本钱较高，不适应商业用途。
一个是硬件构造的设计，一个是控制的总体思想。
在本小节中将对这两局部容进展简单的表达1.1硬件构造根据工程的功能和要求，可采用AT89S52单片机作为核心控制器。
LED 点阵电子钟系统组成包括：显示电路模块、显示驱动电路模块、按键电路模块以及电源模块。
框图如图1.1所示。
1.2 控制思想LED 点阵电子钟程序主要功能是屏幕显示时间稳定，准确。
所以按照分块设计的方法可以把程序分为主程序、显示程序、调整程序。
主程序主要是用来初始化系统和控制各个子程序之间执行的顺序。
显示程序用来完成数字在LED 点阵上的显示，时钟的显示是使用8块8×8点阵显示屏。
2. 各单元硬件设计说明及计算方法74HC13874HC138 作用原理于高性能的存贮译码或要求传输延迟时间短的数据传输系统在 高性能存贮器系统中,用这种译码器可以提高译码系统的效率。
将快速赋能电路用于高速存贮器时,译码器的延迟时间和存贮器的赋能时间通常小于存贮器的典型存取时间,这就是说由肖特基钳位的系统译码器所引起的有效系统延迟可以忽略不计。
HC138 按照三位二进制输入码和赋能输入条件,从8 个输出端中译出一个 低电平输出。
两个低电平有效的赋能输入端和一个高电平有效的赋能输入端减少了扩展所需要的外接门或倒相器,扩展成24 线译码器不需外接门;扩展成32 线译码器,只需要接一个外接倒相器。
基于51的电子闹钟设计报告（附原理图、PCB图、程序）
基于51的电⼦闹钟设计报告（附原理图、PCB图、程序）成都信息⼯程学院第五届嵌⼊式创新技术⼤赛基于MCS51的智能电⼦闹钟设计报告姓名学院班级实物图⽬录1.电⼦时钟的设计原理和⽅法 (1)1.1设计原理 (1)1.2 硬件电路的设计 (1)1.2.1 STC89C51RC简介 (1)1.2.2 键盘电路的设计 (2)1.2.3蜂鸣器驱动电路 (3)1.2.4 数码管驱动电路 (3)1.2.5 电源电路 (4)1.3软件部分的设计 (4)1.3.1主程序部分的设计 (4)1.3.2中断计时器及时间进位 (5)1.3.3 闹钟⼦函数 (7)1.3.4 按键扫描 (8)1.3.5 时钟闹钟设置 (9)1.3.6 显⽰数字函数 (10)1.3.7 显⽰界⾯函数 (10)1.3.8 闹钟记录及读取 (11)2.硬件调试 (13)附录A:电路原理图 (15)附录B:电路PCB图 (16)附录C:源程序 (17)1.电⼦时钟的设计原理和⽅法1.1设计原理系统框图1.2硬件电路的设计1.2.1 STC89C51RC简介STC89C52R CSTC89C51RC是⼀种带8K闪烁可编程可擦除只读存储器（FPETOM-FlashProgrammabalandErasableReadOnlyMemory ）的低电压、⾼性能CMOS8位微型处理器，即单⽚机芯⽚。
单⽚机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次，内部FLASH 擦写次数为100000次以上。
该芯⽚使⽤⾼密度⾮易失存储制造技术，与⼯业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU 和闪烁存储器集成在单个芯⽚中，使得STC89C51RC 成为了⼀种性价⽐极⾼的微型处理器芯⽚，在许多电路设计中都得到了应⽤。
STC89C51RC 单⽚机特点：⼯作电压：5.5V-3.4V ⼯作频率：0-40MHz ⽤户应⽤程序空间：8K ⽚上集成128*8RAMISP （在系统可编程）/IAP （在应⽤可编程），⽆需专⽤编程器/仿真器可通过串⼝（P3.0/P3.1）直接下载⽤户程序EEPROM 功能共3个16位定时器/计数器，其中定时0还可以当成2个8位定时器使⽤外部中断4路通⽤异步串⾏⼝（UART ），还可⽤定时器软件实现多个UART ⼯作温度范围：0-75℃引脚说明：VCC:供电电压 GND ：接地P0：P0是⼀个8位漏级开路双向I/O ⼝，低8位地址复⽤总线端⼝。
51单片机电子时钟课程设计报告实验报告
《单片机原理与应用》课程设计总结报告题目：单片机电子时钟（带秒表）的设计设计人员：张保江江润洲学号：********** **********班级：自动化1211指导老师：***目录1.题目与主要功能要求 (2)2.整体设计框图及整机概述 (3)3.各硬件单元电路的设计、参数分析及原理说明 (3)4.软件流程图和流程说明 (4)5.总结设计及调试的体会 (10)附录1.图一：系统电路原理图 (11)2.图二：系统电路PCB (12)3.表一：元器件清单 (13)4.时钟程序源码 (14)题目：单片机电子时钟的设计与实现课程设计的目的和意义课程设计的目的与意义在于让我们将理论与实践相结合。
培养我们综合运用电子课程中的理论知识解决实际性问题的能力。
让我们对电子电路、电子元器件、印制电路板等方面的知识进一步加深认识，同时在软件编程、排错调试、焊接技术、相关仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高，为今后能够独立完成某些单片机应用系统的开发和设计打下一个坚实的基础。
课程设计的基本任务利用89C51单片机最小系统，综合应用单片机定时器、中断、数码显示、键盘输入等知识，设计一款单片机和简单外设控制的电子时钟。
主要功能要求最基本要求1)使用MCS-51单片机设计一个时钟。
要求具有6位LED显示、3个按键输入。
2)完成硬件实物制作或使用Pruteus仿真（注意位驱动应能提供足够的电流）。
3)6位LED数码管从左到右分别显示时、分、秒(各占用2位)，采用24小时标准计时制。
开始计时时为000000，到235959后又变成000000。
4)使用3个键分别作为小时、分、秒的调校键。
每按一次键，对应的显示值便加1。
分、秒加到59后再按键即变为00；小时加到23后再按键即变为00。
在调校时均不向上一单位进位(例如分加到59后变为00，但小时不发生改变)。
5) 软件设计必须使用MCS-51片内定时器，采用定时中断结构，不得使用软件延时法，也不得使用其他时钟芯片。
51单片机电子时钟课程设计实验报告
《单片机原理与应用》课程设计总结报告题目：单片机电子时钟（带秒表）的设计设计人员：张保江江润洲学号： 13 29班级：自动化1211指导老师：阮海容目录1.题目与主要功能要求 (2)2.整体设计框图及整机概述 (3)3.各硬件单元电路的设计、参数分析及原理说明 (3)4.软件流程图和流程说明 (4)5.总结设计及调试的体会 (10)附录1.图一：系统电路原理图 (11)2.图二：系统电路 PCB (12)3.表一：元器件清单 (13)4.时钟程序源码 (14)题目：单片机电子时钟的设计与实现课程设计的目的和意义课程设计的目的与意义在于让我们将理论与实践相结合。
培养我们综合运用电子课程中的理论知识解决实际性问题的能力。
让我们对电子电路、电子元器件、印制电路板等方面的知识进一步加深认识，同时在软件编程、排错调试、焊接技术、相关仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高，为今后能够独立完成某些单片机应用系统的开发和设计打下一个坚实的基础。
课程设计的基本任务利用89C51单片机最小系统，综合应用单片机定时器、中断、数码显示、键盘输入等知识，设计一款单片机和简单外设控制的电子时钟。
主要功能要求最基本要求1)使用MCS-51单片机设计一个时钟。
要求具有6位LED显示、3个按键输入。
2)完成硬件实物制作或使用Pruteus仿真（注意位驱动应能提供足够的电流）。
3)6位LED数码管从左到右分别显示时、分、秒(各占用2位)，采用24小时标准计时制。
开始计时时为000000，到235959后又变成000000。
4)使用3个键分别作为小时、分、秒的调校键。
每按一次键，对应的显示值便加1。
分、秒加到59后再按键即变为00；小时加到23后再按键即变为00。
在调校时均不向上一单位进位 (例如分加到59后变为00，但小时不发生改变)。
5) 软件设计必须使用MCS-51片内定时器，采用定时中断结构，不得使用软件延时法，也不得使用其他时钟芯片。
电子时钟实验报告
电子时钟实验报告电子时钟实验报告_电子时钟电子时钟实验报告一、实验目的学习8051定时器时间计时处理、按键扫描及LED数码管显示的设计方法。
二、设计任务及要求利用实验平台上4个LED数码管，设计带有闹铃功能的数字时钟，要求：1．在4位数码管上显示当前时间，显示格式为“时时分分”；2．由LED闪动做秒显示；3．利用按键可对时间及闹玲进行设置，并可显示闹玲时间。
当闹玲时间到蜂鸣器发出音乐，按停止键使可使闹玲声停止。
三、工作原理及设计思路利用单片机定时器完成计时功能，定时器0计时中断程序每隔5ms中断一次并当作一个计数，每中断一次计数加1，当计数200次时，则表示1s到了，秒变量加1，同理再判断是否1min钟到了，再判断是否1h到了。
为了将时间在LED数码管上显示，可采用静态显示法和动态显示法，由于静态显示法需要数据锁存器等较多硬件，可采用动态显示法实现LED显示。
闹铃声由交流蜂鸣器产生，电路如右图，当P1.7输出不同频率的方波，蜂鸣器便会发出不同的声音。
四、电路设计及描述(1) 硬件连接部分：在ZKS-03单片机综合实验仪上有四位共阳LED数码管，其标号分别为LED1~LED4。
为了节省MCU的I/O口，采用串行接口方式，它仅占用系统2个I/O口，即P1.0口和P1.1口，一个用作数据线SDA，另一个用作时钟信号线CLK，它们都通过跳线选择器JP1相连。
由于采用共阳LED数码管，它的阴极分别通过限流电阻R20~R27连接到控制KD_0~KD_Q7。
这样控制8个发光二极管，就需要8个I/O口。
但由于单片机的I/O口资源是有限的，因此常采用实验电路所示的串并转换电路来扩充系统资源。
串并转换电路其实质是一个串入并处的移位寄存器，串行数据再同步移位脉冲CLK的作用下经串行数据线SDA把数据移位到KD_0~KD_Q7端，这样仅需2根线就可以分别控制8个发光二极管的亮灭。
而P0口只能作地址/数据总线，P2口只能作地址总线高8位，P3.0、P3.1作为串行输入、输出接口，实验仪上单片机可用作I/O的口仅有：P1.0--P1.7 ，8位；P3.2、P3.3、P3.4、P3.5 ，4位。
数字电子时钟课程设计报告-1
目录一、概述 (1)数字钟简介设计目的设计要求二、主要实验器材 (2)三、设计原理及方框图 (3)四、各部分的电路及实现 (5)振荡器电路计数器的设计六十进制电路整点报时电路校时电路五、总体电路图设计 (10)六、安装与调试 (12)七、收获与体会 (12)一、概述1.1数字钟简介20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。
数字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、剧场、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。
由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使数字钟具有走时准确、性能稳定、集成电路有体积小、功耗小、功能多、携带方便等优点，，因此在许多电子设备中被广泛使用。
电子钟是人们日常生活中常用的计时工具，而数字式电子钟又有其体积小、重量轻、走时准确、结构简单、耗电量少等优点而在生活中被广泛应用，因此本次设计就用数字集成电路和一些简单的逻辑门电路来设计一个数字式电子钟，使其完成时间及星期的显示功能。
多功能数字钟采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置。
具有时间显示、走时准确、显示直观、精度、稳定等优点。
电路装置十分小巧,安装使用也方便。
同时在日期中，它以其小巧，价格低廉，走时精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受广大消费的喜爱设计目的（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）. 提高电路布局﹑布线及检查和排除故障的能力；（4）.培养书写综合实验报告的能力设计要求（1）设计一个有“时”、“分”、“秒”（12小时59分59秒）显示，且有校时功能的电子钟。
时、分、秒计时器的设计报告
时、分、秒计时器的设计一、实验目的掌握数码管动态显示的基本方法；掌握键盘按键控制的实现方法；根据已知电路和设计要求在实验板上实现时、分、秒计时器。
二、实验内容1、在STC89C52实验平台上实现时、分、秒时钟，4位数码管上显示分、秒或者时、分。
2、应用键盘控制时间的显示。
键盘按键控制“切换时分、分秒显示”、“启动停止”、“加秒显示内容”、“加分显示内容”、“加时显示内容”。
3、根据已知电路和设计要求在PROTEUS平台仿真实现时钟系统。
三、实验原理流程图如下所示：11、主程序流程图2、定时器/计数器T0中断服务程序流程图5 仿真分析在Proteus ISIS的80C51中载入程序生成的HEX文件，按开始符号运行，在数码管上观察程序运行结果，系统仿真结果如图5.1所示。
设计功能如下：（1）、初始状态：未按键之前，上电，数码显示00-00-00。
程序运行后，从秒针开始自动运行。
当秒数到59后，下一秒自动变为00，分针变为01，以此类推。
（2）、调整状态：仿真运行过程中，按p0键，系统暂停，此时，继续按p0无效。
第三次按p0，又开始，如此循环。
（3）、设置状态：按下p0暂停后，按p1，则时针加一，按下p2，则时针减一；按两下p0，在按下p1，则分针加一，按下p2，则分针减一。
时间显示格式为：时分秒；误差分析：实际程序到实验板中的电子钟显示存在一定的误差，误差来源可能为三个方面：第一，在程序运行过程中，时钟周期的不精确导致机器周期与理论值存在一定的差别；第二在中断一秒显示过程中，一些指令需要消耗一定的机器周期，使得一秒延时比实际要长；第三在键抖动的反应程度在运行中比较慢。
25.1实例仿真总结通过这次的课程设计我认识到我对单片机的知识学的太少了，对于书本上很多知识还不能灵活运用，都需要去巩固加强，我会在以后的学习中弥补我的不足。
我也了解了80C51集成环境和PROTEUS仿真软件的使用，用此软件练习电子时钟的设计，不仅使我熟悉了软件的使用方法，而且复习了单片机编程的相关知识。
数字钟课程设计报告
数字钟课程设计报告前言：随着科技的不断进步，数字化已经成为了各个领域的主流趋势。
数字技术也在教育领域得到广泛应用。
数字化教育为学生提供了更好的学习方式和体验，同时也给教育工作者带来了更多的创新空间。
本文将围绕数字化教育，探讨数字钟课程设计报告。
数字钟的设计：数字钟是一个数字化的学习工具，在各学科的教学中都得到了广泛应用。
数字钟的设计可以遵循以下步骤：1.确定教学目标：数字钟的设计必须遵循教学目标，以便为教师和学生提供最佳的学习体验，使教学更加生动有趣。
2.选择数字钟的类型：根据教学目标和特点，可以选择不同类型的数字钟，例如计时器、倒计时器、时间轴等。
3.选择数字钟的功能：数字钟的功能会影响到教学效果，因此需要根据教学目标和教学特性选择数字钟的功能。
4.美化数字钟的界面：美化数字钟的界面能够增加学生的学习兴趣，提高教学效果，从而实现教学目标。
数字钟的应用：数字钟是一种数字化教学工具，可以在各个学科的教学中得到广泛应用。
下面以数学为例，详细说明数字钟在数学教学中的应用。
数字钟可以用于教学观念的讲解。
在数学教学中，学习时间的观念非常重要。
使用数字钟可以帮助学生了解时间的本质，为学生认识到时间的重要性打下基础。
数字钟也可以用于学习数学运算。
例如，教师可以设置数字钟来进行加减乘除的计算，帮助学生提高计算速度和精确度。
数字钟还可以用于检查作业。
教师可以在数字钟上设置一个时间限制，让学生在规定时间内完成作业。
如果学生没有完成作业，数字钟将会提醒他们完成。
数字钟的优势：数字化教育工具的吸引力取决于它们的功能和灵活性。
数字钟虽然看起来简单，但它的实际用途非常重要。
它能够帮助教师更好地了解学生的学习情况，同时也能够更好地帮助学生提升学习效果。
数字钟优势如下：1、灵活性：数字钟可以根据教学需要进行设计和选择，可以在不同的学科中得到广泛应用。
2、互动性：数字钟可以与学生互动式地使用。
通过使用数字钟可以促进学生互动，提高学生的学习效果，帮助学生主动掌握学习内容。
单片机 电子时钟实验报告
电子时钟设计实验报告姓名：学号：班级：指导老师：一、实验基本要求利用定时计数器，设计一个电子时钟，使用前面使用过的显示子程序。
从左到右依次显示时分秒。
有两种方法实现，一种是在中断程序中计数，产生时分秒计数，送显示缓冲区。
另一种是中断程序每一秒清除一个位变量，而主程序通过监视位变量的变化来知道每秒的时间。
进而要求：1.加入时间调整程序，使用两个或三个按钮，调节当前的时间。
类似平常使用的电子表。
可以让正在调整的位闪烁显示。
2.可以加入一个闹钟钟设置，当所定的时间到时，产生断续的蜂鸣声。
可以加入日历的功能。
二、最终实现的功能1、日历（年、月、日）显示与数值的修改2、时钟（时分秒）显示及数值的修改3、闹钟设定及数值的修改、到时响铃4、秒表计时及秒表重置三、设计核心思想程序设计中设置定时器0作为基本时钟，中断每50ms进入一次，每20次中断即1秒，秒加一，在中断服务程序中执行60秒进位、60分进位。
通过独立式键盘，进行各项数值调整、定时器开启和暂停以及重置。
各个功能在分立的子函数中实现，在主函数中进行调用，结构清晰。
四、设计亮点1、按键功能通过“按下时间的长短”丰富在按键消抖结束后，再次判断按键按下的同时，记录按下时间的长短。
短按实现数值的修改、计时暂停及启动，长按实现模式的切换和重置。
2、闹铃设置为一段音乐通过查阅网上资料，将蜂鸣器的响声富有变化，从而实现一段有旋律的音乐。
3、函数独立设计的程序中包含以下函数模块：延时、初始化、时间（日历、闹钟）显示、键盘扫描、秒表显示、定时器0中断函数（时钟）、定时器1中断（秒表）、音乐、闹钟及主函数。
4、各功能的实现采用模块化处理模式1：时钟显示；模式2：日历显示；模式3：秒表显示；模式4：闹钟显示。
五、实验中的问题总结LED数码管显示部分小结：（1）要设置段选（P2.6）和位选（P2.7）。
（2）段选和位选需按照书上讲的逻辑编写。
虽然P0口作为段选，P2口作为位选，但是程序设计中位选时要将值赋给P0口（打开位选→赋位选→关闭位选）。
电子钟课程设计报告
目录之答禄夫天创作1 前言 01.1 设计目的 0 01.3 设计布景 02 设计思想与原理 (1)2.1 设计思想 (1)2.2 设计原理 (1) (1) (1)2.3 设计环境 (2)2. 4 设计所用设备 (2)3 系统硬件设计 (3) (3)3.1.1 8259芯片的内部结构及引脚 (3)3.1.2 8255芯片的内部结构及引脚 (4)3.1.3 8254芯片的内部结构及引脚 (5)3.2 电子钟硬件接线图 (6)4 系统软件设计 (7) (7)4.2 需要的程序清单 (7)5 系统调试及结果 (14)5.1 调试结果描述 (14)测试结果分析 (14)6 总结 (15)参考文献 (16)1 前言1.1 设计目的通过本次课程设计学习和掌握计算机中经常使用接口电路的应用和设计技术，充分认识理论知识对应用技术的指导性作用，进一步加强理论知识与应用相结合的实践和锻炼。
通过这次设计实践能够进一步加深对专业知识和理论知识学习的认识和理解，使设计者的设计水平和对所学知识的应用能力以及分析问题解决问题的能力得到全面提高。
掌握8255、8259、8254等芯片使用方法和编程方法，通过本次课程设计，学以致用，进一步理解所学的相关芯片的原理、内部结构、使用方法等，学会相关芯片实际应用及编程，系统中采取8086微处理器完成了电子秒表系统的独立设计。
同时并了解综合问题的程序设计掌握实时处理程序的编制和调试方法，掌握一般的设计步调和流程，使我们以后搞设计时逻辑更加清晰。
利用8259A中断控制器、8254定时/计数器、8255A接口芯片以及键盘和数码显示电路，设计一个电子时钟，由8254中断定时，小键盘控制电子时钟的启停及初始值的预置。
电子时钟的显示格式HH：MM：SS由左到右分别为时、分、秒，最大记时59：59：59超出这个时间时分秒位都清零从00：00：00重新开始。
1.3 设计布景微机控制即微型计算机原理控制。
电子钟课程设计实验报告
课程设计总结报告课程名称电子技术课程设计设计题目电子钟的设计专业班级姓名学号指导教师报告成绩信息与工程学院二〇一三年六月二十三日前言 (3)第一章设计要求： (4)1.1 基本要求 (4)1.2 提高要求 (4)第二章原理流程图 (5)2.1 流程图 (5)第三章电路设计 (7)3.1原理图 (7)第四章电路实验与调试 (8)4.1 焊接 (8)4.2 调试与处理出现问题 (8)第五章设计总结 (9)〔附录〕元件清单 (10)电子钟是一种利用数字电路来显示秒、分、时的计时装置，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，因而得到广泛应用。
随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合可以看到数字电子钟。
随着生活水平的不断提高，老式机械表已逐步被新型电子时钟所代替。
数字电子钟在生活中已经得到了广泛的应用。
随着科技的发展，人们对电子产品的应用与要求越来越高，数字电子钟不但可以显示时间，而且可以显示年份、日期、农历、以及星期等等，给人们的日常生活带来了方便。
另外数字电子钟还可以具备以下一些功能：秒表和闹钟功能，闹钟铃声可自选；这样一款数字电子钟便具备了多媒体的色彩。
国内外在该方向的研究现状及分析20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。
单片机模块中最常见的是数字钟，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。
第一章设计要求试设计一个基于AT89C51芯片的电子钟，利用AT89C51芯片和四位一体LED数码管实现基本电子钟。
在上电1s后进行器件检测，1S后显示12：00.也可以添加按键功能，实现时间修改，根据需要增加相应的功能，比方秒表，复位清零等等1.1 基本要求1、电子钟能够实现基本电子钟功能；2、上电1S后显示12：00。
本科毕业设计论文--eda课程设计报告多功能数字钟设计
湖北大学物电学院EDA课程设计报告（论文）题目：多功能数字钟设计专业班级: 14微电子科学与工程*名：**时间：2016年12月20日指导教师：万美琳卢仕完成日期：2015年12月20日多功能数字钟设计任务书1．设计目的与要求了解多功能数字钟的工作原理，加深利用EDA技术实现数字系统的理解2．设计内容1，能正常走时，时分秒各占2个数码管，时分秒之间用小时个位和分钟个位所在数码管的小数点隔开；2，能用按键调时调分；3，能整点报时，到达整点时，蜂鸣器响一秒；4，拓展功能：秒表，闹钟，闹钟可调3．编写设计报告写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。
4．答辩在规定时间内，完成叙述并回答问题。
目录（四号仿宋_GB2312加粗居中）（空一行）1 引言 (1)2 总体设计方案 (1)2.1 设计思路 (1)2.2总体设计框图 (2)3设计原理分析 (3)3.1分频器 (4)3.2计时器和时间调节 (4)3.3秒表模块 (5)3.4状态机模块 (6)3.5数码管显示模块 (7)3.6顶层模块 (8)3.7管脚绑定和顶层原理图 (9)4 总结与体会 (11)多功能电子表摘要:本EDA课程主要利用QuartusII软件Verilog语言的基本运用设计一个多功能数字钟，进行试验设计和软件仿真调试，分别实现时分秒计时，闹钟闹铃，时分手动较时，时分秒清零，时间保持和整点报时等多种基本功能关键词:Verilog语言，多功能数字钟，数码管显示；1 引言QuartusII是Altera公司的综合性PLD/FPGA开发软件，支持原理图、VHDL、VerilogHDL 以及AHDL（Altera Hardware Description Language）等多种设计输入形式，内嵌自有的综合器以及仿真器，可以完成从设计输入到硬件配置的完整PLD设计流程，解决了传统硬件电路连线麻烦，出错率高且不易修改，很难控制成本的缺点。
利用软件电路设计连线方便，修改容易；电路结构清楚，功能一目了然2 总体设计方案2.1 设计思路根据系统设计的要求，系统设计采用自顶层向下的设计方法，由时钟分频部分，计时部分，按键调时部分，数码管显示部分，蜂鸣器四部分组成。
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目录
1前言 (1)
2设计目的 (1)
3设计任务 (1)
4设计方案 (1)
5数字钟电路设计原理 (2)
5.1设计步骤 (2)
5.2数字钟的构成 (2)
5.3数字钟的工作原理 (4)
6总结 (8)
7.附录 (10)
8.参考文献 (11)
9.致谢 (13)
一、前言
数字钟是采用数字电路实现对时、分、秒数字显示的计时装置，以其显示的直观性、走时准确稳定而受到人们的欢迎，广泛用于个人家庭、车站、码头、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来了极大的方便，已成为人们日常生活中不可少的必需品，由于数字集成电路的发展和石英晶体与 555 振荡器的广泛应用，使得数字钟的精度远远超过老式钟表，钟表的数字化给人们生产生活带来了极人的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。
诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、通断动力设备、以及各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。
因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。
二、设计目的
1.掌握数字钟的设计方法。
2熟悉集成电路的使用方法。
3通过实训学会数字系统的设计方法；
4通过实训学习元器件的选择及集成电路手册查询方法；
5通过实训掌握电子电路调试及故障排除方法；
6熟悉数字实验箱的使用方法。
三、设计任务及指标
（1）设计制作一个数字电子钟。
（2）时间计数电路采用24进制，从00开始到23后再回到00；
（3）各用2位数码管显示时、分、秒；
（4）具有手动校时、校分功能，可以分别对时、分进行单独校正；
（5）计时过程具有报时功能，当时间到达整点前10秒开始，蜂鸣器响1秒停1秒地响5次；
四、设计方案
一个基本的数字钟电路主要由译码显示器、“时”，“分”，“秒”计数器和定时器组成。
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、电路组成。
首先构成一个由32768Hz的石英晶体振荡器和由CD4060构成的分频器构成的产生震荡周期为一秒的标准秒脉冲，由74LS161采用清零法分别组成六十进制的秒计数器、六十进制分计数器、二十四进制时计数器和七进制的周计数器。
使用由32768Hz的石英晶体振荡器和由CD4060构成的分频器构成的产生震荡周期为一秒的标准秒脉冲，把秒计数器地进位输出作为分计数器的CP脉冲，分计数器的进位输出作为时计数器的CP脉冲，时计数器的进位输出作为周计数器的CP 脉冲。
使用74LS48为驱动器， BS201A数码管作为显示器。
五、数字钟电路设计原理
5.1设计步骤
1、设计一个精准的秒脉冲产生电路；
2、设计60进制、24进制计数器；
3、设计译码显示电路；
4、设计校时电路；
5、设计整点报时电路。
5.2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。
下图为数字钟的构成框图。
图1
5.2.1石英晶体振荡器
石英晶体本身并非振荡器，它只有借助于有源激励和无源电抗网络方可产生振荡。
晶体的频率（基频或n 次谐波频率）及其温度特性在很大程度上取决于其切割取向。
振荡器是数字钟的核心，石英晶体振荡器的特点是振荡的频率准确，电路结构简单，频率易于调整。
石英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。
不管是指针式的电子钟还是数字显示的电子钟都使用了晶体振荡器电路。
5.2.2分频器
在数字电路中，分频器是一种可以进行频率变换的电路，其输入、输出信号是频率不同的脉冲序列。
输入、输出信号频率的比值称为分频比。
例如，2分频器的输出信号频率是输入信号频率的2
1，8分频器的输出信号频率是输入信号频率的8
1。
分频器电路将32768Ｈz 的高频方波信号经32768（152）次分频后得到1Hz 的方波信号供秒计数器进行计数。
分频器实际上也就是计数器。
5.2.3计数器
在数字钟电路中，时间计数电路由秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位
计数器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，而根据设计要求，时个位和时十位计数器为
24进制计数器，周计数器为7进制计数器。
有了时间标准“秒”信号后，就可
以根据“60秒为1分”、“60分为1小时”、“24小时为1天”、“7天为1周”的
计数周期，分别组成。
将这些计数器适当连接，就可以实现“秒”、“分”、“时”、
“周”的计时功能。
5.2.4译码器
要将“秒”、“分”、“时”、“周”的状态显示成清晰的数字符号，就需要将计
数器的状态经译码器进行译码，并通过显示器将其显示出来。
译码驱动电路将计
数器输出的8421BCD码转换为数码管需要的逻辑状态，并且为保证数码管正常工
作提供足够的工作电流。
5.2.5数码管
数码管通常有发光二极管（LED）数码管和液晶（LCD）数码管，本设计提供
的为ＬＥＤ数码管。
5.3数字钟的工作原理
5.3.1 分频电路
本次课程设计中采用CD4060来构成分频电路。
CD4060在数字集成电路中可
实现的分频次数最高，而且CD4060还包含振荡电路所需的非门，使用更为方便。
的信号分频为CD4060计数器为１４级２进制计数器，可以将３２７６８Ｈ
Z
２Ｈ
，其内部框图如图所示，从图中可以看出，CD4060的时钟输入端两个串接Z
的非门，因此可以直接实现振荡和分频的功能。
图2 分频电路
要得到1Hz的秒信号，可以将2Hz的信号输入到2分频电路中，本次课程设计采用74LS74 D触发器作为2分频电路，从输出端可得到1Hz的秒脉冲。
图3 秒脉冲电路
如上图所示，电路由14级二进制串行计数器CC4060和晶体、电阻及电容构成。
CC4060内部所含的门电路和外接元件构成振荡频率为32768Hz的振荡器。
经计数器作14级分频后得到频率为1Hz（周期为1s）的脉冲。
5.3.2计数器电路
a.六十进制计数。
秒计数器的电路形式很多，一般都是由一级十进制计数器和一级六进制计数器组成。
下图所示是用两块中规模集成电路74LS161按反馈置零法串接而成。
秒计数器的十位和个位，输出脉冲除用作自身清零外，同时还作为“分”计数器的输入信号。
分计数器电路与秒计数器相同。
图4 六十进制计数
b.二十四进制计数。
下图所示为二十四进制小时计数器，是用两片74LS161组成的。
图5 二十四进制计数
5.3.3译码和显示电路
计数器实现了对时间的累计以8421BCD码形式输出，选用显示译码电路将计数器的输出数码转换为数码显示器件所需要的输出逻辑和一定的电流，选用
74LS247作为显示译码电路，选用LED七段数码管作为显示单元电路。
图6 译码和显示电路
5.3.4 校准电路
图7 校准电路
数字钟应具有分校正和时校正功能，因此，应截断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可以随时切换的电路接入其中。
即为用COMS与或非门实现的时或分校时电路，In1端与低位的进位信号相连；In2端与
校正信号相连，校正信号可直接取自分频器产生的1H
Z 或2H
Z
（不可太高或太低）
信号；输出端则与分或时个位计时输入端相连。
当开关打向下时，因为校正信号和0相与的输出为0，而开关的另一端接高电平，正常输入信号可以顺利通过与或门，故校时电路处于正常计时状态；当开关打向上时，情况正好与上述相反，这时校时电路处于校时状态。
实际使用时，因为电路开关存在抖动问题，所以一般会接一个RS触发器构成开关消抖动电路，所以整个较时电路就如图。