数字电子时钟课程设计报告
《电子技术》课程设计报告-数字电子钟设计
《电子技术》课程设计报告-数字电子钟设计一、背景介绍数字电子钟是一个实时的计时器，它可以按照设定的时刻精确地表示时间。
它使用微处理器和时钟芯片来处理时间。
因此，它可以被视为一个微处理器系统，系统中含有存储器、计数器、报警功能等。
最新的电子时钟如石英钟使用特制石英晶片来制定时钟。
由于石英可以产生完美的电振动，因此可以更准确地检测时钟改变。
二、数字电子钟的设计原理1、时钟驱动电子时钟的操作需要一定的时间和精度，主要是依靠特殊的驱动器来实现的。
驱动器有石英、硅、力学和光学等多种。
其中石英芯片是电子时钟的核心部件并且最常用。
可以让电子时钟每秒产生32千分之一秒的精度。
2、晶振电路晶体振荡器电路是将电能转换成振荡信号和时钟信号的基础电路。
在电子时钟中，晶振电路可以将3.3V的DC电源转换成正弦波信号。
3、控制电路控制电路是接收电子时钟信号，并将其转换为可读取的数字信号的电路。
它通过检测当前的时钟值与它预设的标准值，来决定是否需要重新设定。
4、显示电路为了使时间显示准确，显示电路需要有一定的能力，它可以将控制电路经过变换后的数字转化为可视的数字或符号信号，比如LED。
我们首先使用PIC16F628A微控制器来控制数字电子钟，PIC16F628A是一款常用的单片机，在实现数字电子钟的最基本功能时天然的具有很多优势，即具有丰富的I/O口及高性能的CPU。
而在驱动这个数字电子时钟时，我们选择了普通的石英晶振，其工作电压为3.3V，频率为32.768kHz。
它的作用是将电源电压转换成正弦波信号，然后此信号可以被PIC单片机读取，从而实现全电子时钟功能。
在处理每秒钟走过的时间时，我们使用计数器根据晶振输入的时钟信号逐渐计数，而当计数器计数到一定值时，PIC单片机就知道一秒的时间已经过去，然后继续进行计算.最后，我们选用一个4位共阳极数码管来将这些数据转化为显示数字的动作，它从数据地址上读取数据，然后一次送到一位，就可以实时显示电子时钟的实时时间。
电子数字时钟课程设计报告（数电）
电子数字时钟课程设计报告（数电）第一篇：电子数字时钟课程设计报告(数电)数字电子钟的设计1.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。
1.1设计指标1.时间以12小时为一个周期；2.显示时、分、秒；3.具有校时功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到标准时间； 1.2 设计要求1、电路设计原理说明2、硬件电路设计(要求画出电路原理图及说明)3、实物制作：完成的系统能达到题目的要求。
4、完成3000字的课程设计报告2.功能原理2.1 数字钟的基本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。
2.2 原理框图3.功能模块3.1 振荡电路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）。
数字电子钟课程设计
数字电子钟 课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解数字电子钟的基本原理，掌握其组成结构，包括时钟芯片、数字显示管等；2. 学生能掌握数字电子时钟的电路连接方式，了解各部分功能及相互关系；3. 学生能运用所学知识分析并解决数字电子钟在实际应用中出现的问题。
技能目标：1. 学生能运用所学知识设计简单的数字电子钟电路，具备实际操作能力；2. 学生能通过查阅资料、合作交流等方式，提高自主学习能力和团队协作能力；3. 学生能运用数字电子钟的设计原理，进行创新设计，提高创新能力。
情感态度价值观目标：1. 学生对电子技术产生兴趣，树立学习信心，培养勇于探索、积极进取的精神；2. 学生认识到数字电子钟在生活中的广泛应用，了解科技发展对人类生活的影响，增强社会责任感；3. 学生在设计和制作过程中，培养耐心、细致的工作态度，提高审美观念。
本课程针对初中年级学生，结合电子技术学科特点，注重理论与实践相结合。
在教学过程中，关注学生个体差异，充分调动学生的主观能动性，培养其创新思维和实际操作能力。
通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际生活，提高综合素养。
二、教学内容1. 数字电子钟原理及组成- 时钟芯片工作原理- 数字显示管工作原理- 数字电子钟的组成结构及功能2. 数字电子钟电路设计- 电路连接方法- 各组成部分的选型与参数- 电路图的绘制与解读3. 数字电子钟编程与调试- 基本编程知识- 编程控制数字显示- 电路调试与故障排查4. 数字电子钟的创新设计- 创新设计理念与方法- 功能拓展与优化- 设计实例分析教学内容依据课程目标，结合教材相关章节，按照以下进度安排：第一课时：数字电子钟原理及组成第二课时：数字电子钟电路设计第三课时：数字电子钟编程与调试第四课时：数字电子钟的创新设计在教学过程中，注重理论与实践相结合，引导学生通过观察、实践、思考，掌握数字电子钟的设计与应用。
同时，鼓励学生进行创新设计，提高其解决问题的能力和创新思维。
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。
数字钟电子课程设计数字时钟
数字时钟课程设计报告姓名：学号：班级：专业：评阅老师：评分：评语：引言 (3)一. 设计意义和要求 (4)1.1设计意义 (4)1.2设计目的 (4)1.3设计要求 (4)二. 方案设计 (5)2.1设计思路 (5)2.2 方案设计 (5)三. 单元电路设计 (8)3.1秒脉冲电路 (8)3.2 计时电路 (8)3.3 译码和显示电路 (13)3.4调时调分控制电路 (13)3.5整点报时电路 (14)3.6 清零控制电路 (15)四. 调试与检测 (16)五. 总结与体会 (17)六. 元件清单 (18)七. 参考文献 (19)所谓数字钟，是指利用电子电路构成的计时器。
相对机械钟而言，数字钟能实现准确计时，并显示时，分，秒，而且可以方便，准确的对时间进行调节。
在此基础上，还可以实现整点报时的功能。
因此，数字钟的应用十分广泛。
我们要通过这次的课程设计掌握数字钟的原理，学会设计简单的数字时钟。
设计过程采用系统设计的方法，先分析任务，得到系统和要求，然后进行总体设计，划分子系统，然后进行详细设计，确定各个功能子系统中的内部电路，最后按照原理图构成实物，进行调试和改进。
一设计意义及要求1.1设计意义(1). 了解数字钟的原理和功能(2)．学会使用555定时器构成脉冲发生器(3)．了解和掌握计数器，译码器和显示器的工作原理和使用方法(4). 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，学会利用数字电路实现数字钟的功能1.2设计目的(1). 使学生进一步掌握数字电子技术的理论知识，培养学生工程设计能力和综合分析问题、解决问题的能力；(2). 使学生基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力；(3). 熟悉并学会选用电子元器件，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。
1.3设计要求(1). 设计一个准确计时，以数字显示时，分，秒并能校正的时钟。
(2). 小时的计时要求为“12翻1”，分和秒要求为60进制进位。
电子数字钟课程设计
电子数字钟课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电子数字钟的基本原理，掌握电子数字钟的组成及各部分功能。
2. 学生能够运用所学知识，分析电子数字钟电路图，并识别其中的电子元件。
3. 学生掌握二进制和十进制的转换方法，并能够应用于电子数字钟的时间显示。
技能目标：1. 学生能够独立完成电子数字钟的组装和调试，提高动手实践能力。
2. 学生通过实际操作，培养解决实际问题的能力，提高逻辑思维和分析能力。
3. 学生能够运用所学知识，进行电子数字钟的简单故障排查和维修。
情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱科学、积极探索的精神，提高对电子技术的兴趣。
2. 培养学生团队协作意识，学会与他人共同解决问题，培养良好的沟通能力。
3. 增强学生的环保意识，让学生了解电子产品在使用过程中应注意的节能环保问题。
课程性质：本课程属于电子技术实践课程，注重理论联系实际，提高学生的动手实践能力。
学生特点：学生处于初中年级，具有一定的物理知识和动手能力，对电子技术有一定的好奇心。
教学要求：结合学生特点，注重启发式教学，引导学生主动探究，提高学生的实践能力和创新能力。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 电子数字钟原理：介绍电子数字钟的基本工作原理，包括时钟电路、计数器、译码器等组成部分及其功能。
教材章节：第二章 电子数字钟原理2. 电子元件识别：讲解电子数字钟中常用的电子元件，如电阻、电容、二极管、三极管等，并学会识别这些元件。
教材章节：第一章 电子元件基础3. 电路图分析：分析电子数字钟的电路图，理解各部分之间的联系，学会看懂并分析电路图。
教材章节：第三章 电路图分析与设计4. 二进制与十进制转换：介绍二进制与十进制之间的转换方法，并应用于电子数字钟的时间显示。
教材章节：第四章 数字电路基础5. 电子数字钟组装与调试：指导学生动手组装电子数字钟，并学会调试和排错，确保电子数字钟正常工作。
数字电子时钟课程设计报告-5
数字电子时钟课程设计报告-5数字电子时钟课程设计报告-55.结果分析与讨论在本次数字电子时钟课程设计中，我们成功地设计出了一个简单的数字电子时钟。
通过对数字电子时钟的设计，我们深入理解了数字电路和时钟电路的原理，并且应用了Arduino开发板及其相关的编程语言。
在设计过程中，我们首先确定了所需的功能，包括显示时间、日期、设置闹钟等。
然后，我们根据这些功能需求，选择合适的硬件模块和传感器，例如7段数码管显示模块和实时时钟模块。
接着，我们进行了电路的连接和元器件的焊接，确保电路的正常工作。
在编程方面，我们使用Arduino的编程语言来实现时钟功能。
通过编写合适的代码，我们能够获取实时时钟模块的时间和日期，并将其显示在数码管上。
我们还添加了设置闹钟的功能，当闹钟时间到达时，数码管会显示闹钟提醒信息。
通过测试，我们发现我们设计的数字电子时钟能够准确显示时间和日期，并且可以正常设置和响铃闹钟。
同时，我们注意到在电路连接和编程过程中可能出现一些问题，例如电路连接错误、编程错误等。
然而，我们能够及时发现并解决这些问题，确保了时钟的正常工作。
值得一提的是，在本次课程设计中，我们还获得了很多宝贵的经验和知识。
我们学到了数字电路的设计和实现方法，熟悉了Arduino开发板的使用，掌握了一些电路故障的排除方法。
通过这次设计，我们加深了对数字电子时钟原理的理解，并且提高了我们的动手能力和解决问题的能力。
总体而言，本次数字电子时钟课程设计是一次非常有意义和有收获的实践活动。
通过设计和实现数字电子时钟，我们巩固了课堂知识，提高了实践能力，拓宽了思维的广度。
我们相信，这次课程设计对我们今后的学习和发展将会具有重要的促进作用。
感谢老师的指导和帮助，感谢小组成员的合作和付出！。
数字电子时钟课程设计报告
数字电子时钟设计报告目录一、设计任务和要求二、设计的方案的选择与论证三、电路设计计算与分析四、总结及心得五、附录六、参考文献一、设计任务和要求（一）设计任务（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：在整点时自动发出鸣叫声并有指示灯闪烁。
（4）闹钟功能：可按设定的时间报时。
（二）设计要求（1）用Multisim画出整个系统电路图，并列出所需器件清单。
（2）调试振荡电路，用Multisim提供的示波器观察其输出波形是否复合要求。
（3）实现整个数字电子钟电路各项任务的正常工作。
二、设计的方案的选择与论证钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。
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。
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，特别是MOS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。
此次设计的数字时钟电子电路分为以下6个部分：（1）振荡电路（2）时间计数电路（3）显示电路（4）校时电路（5）整点报时电路（6）闹钟功能电路。
数字时钟实际上是一个对标准频率（1HZ）进行计数的计数电路，因此，时间计数电路是一个由计数器组成的时序逻辑电路。
用555定时器构成的多谐振荡器作为秒脉冲信号源，控制秒个位的信号输入，整点报时信号输入和闹钟报时信号输入，是整个电路唯一的脉冲信号源。
将计数器与显示器相连接，可以将输入的二进制数翻译成可以直读的十进制数字并显示出来，显示管与计数器之间由译码器相接，作为译码驱动。
由于计数的起始时间不可能与标准时间（如北京时间）完全一致，异或计数过程中可能出现误差，固需要在电路中添加校时电路，以保证可以随时对时间进行校正。
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。
电子技术数字时钟报告电路原理图
电子技术课程设计报告设计题目：数字电子时钟班级：学生姓名：学号：指导老师：完成时间：一.设计题目：数字电子时钟二.设计目的：1.熟悉集成电路的引脚安排和各芯片的逻辑功能及使用方法;2.了解数字电子钟的组成及工作原理 ;3.熟悉数字电子钟的设计与制作;三、设计任务及要求用常用的数字芯片设计一个数字电子钟,具体要求如下：1、以24小时为一个计时周期；2、具有“时”、“分”、“秒”数字显示；3、数码管显示电路；4、具有校时功能；5、整点前10秒,数字钟会自动报时,以示提醒；6、用PROTEUS画出电路原理图并仿真验证；四、设计步骤：电路图可分解为：1.脉冲产生电路；2.计时电路；3.显示电路；4校时电路；5整点报时电路;1.脉冲电路是由一个555定时器构成的一秒脉冲,即频率为1HZ；电路图如下：2.计时电路即是计数电路,通过计数器集成芯片如：74LS192 、74LS161、74LS163等完成对秒脉冲的计数,考虑到计数的进制,本设计采用的是74LS192;秒钟个位计到9进10时,秒钟个位回0,秒钟十位进1,秒钟计到59,进60时,秒钟回00,分钟进1；分钟个位计到9进10时,分钟个位回0,分钟十位进1,分钟计到59,进60时,分钟回00,时钟进1；时钟个位记到9进10时,时钟个位回0,时钟十位进1,当时钟计数到23进24时,时钟回00.电路图如下：3.显示电路是完成各个计数器的计数结果的显示,由显示译码器和数码管组成,译码器选用的是4511七段显示译码器,LED数码管选用的是共阴极七段数码管,数码管要加限流电阻,本设计采用的是400欧姆的电阻;电路图如下：4.校时电路通过RS触发器及与非门和与门对时和分进行校准,电路图如下：5.整点报时电路即在时间出现整点的前几秒,数值时钟会自动提醒,本设计采用连续蜂鸣声；根据要求,电路应在整点前10秒开始整点报时,也就是每个小时的59分50秒开始报时,元器件有两个三输入一输出的与门,一个两输入一输出的与门,发生器件选择蜂鸣器;具体电路图如下：六.设计用到的元器件有：与非门74LS00,与门74LS08,74LS11,7段共阴极数码管,计数器芯片74LS192,555定时器,4511译码器,电阻,电容,二极管在电路开始工作时,对计数电路进行清零时会使用到,单刀双掷开关;设计电路图如报告夹纸;七.仿真测试：1.电路计时仿真电路开始计数时：计数从1秒到10秒的进位,从59秒到一分钟的进位,从1分到10分的进位,从59分到一小时的进位,从1小时到10小时的进位,从23小时到24小时的进位,然后重新开始由此循环,便完成了24小时循环计时功能,仿真结果如下：1. 7.2.8.3. 9.4. 10.5. 11.6. 12.13.2.电路报时仿真由电路图可知,U18：A和U18：B的6个输入引脚都为高电平时,蜂鸣器才会通电并发声,当计数器计数到59分50秒是,要求开始报时,而59分59秒时,还在报时,也就是说只需要检测分钟数和秒计数的十位,5的BCD码是4和1,9的BCD码是8和1,一共需要6个测端口,也就是上述的6个输入端口,开始报时时,报时电路状态如图：3.校时电路仿真正常计时校时U15：D和u15:C是一个选通电路,12角接的是秒的进位信号,9角接的是秒的脉冲信号,当SW1接到下引脚时,U15：D接通,u15:C关闭,进位信号通过,计数器的分技术正常计时；当SW1接到上引脚时,U15：D关闭,u15:C接通,校时的秒脉冲通过,便实现了分钟校时,时钟的校时与分钟校时大致相同;八.心得体会以及故障解决设计过程中遇到了一个问题,就是在校时电路开始工作时,校时的选择电路会给分钟和时钟的个位一个进位信号,也就是仿真开始时电路的分钟和时钟个位会有一个1;为了解决这个问题,我采用的是在电路开始工作时,同时给分钟和时钟的个位一个高电平的清零信号来解决,由于时钟的个位和十位的清零端是连在一起的,再加上分钟的个位,在校时小时的时候且当小时跳完24小时时,会给分钟的个位一个清零信号,这时在电路中加一个单向导通的二极管变解决了,具体加在那儿,请参考电路图;在设计过称中,我们也许遇到的问题不止一个两个,而我们要做的是通过努力去解决它；首先我们要具备丰富的基础知识,这是要在学习和实际生活中积累而成的；其次,我们还有身边的朋友同学老师可以请教,俗话说：三人行,必有我师；最后,我们还有网络,当今是个信息时代,网络承载信息的传递,而且信息量非常大,所以我们也可以适当的利用网络资源;通过这次对数字钟的设计与制作,让我了解了设计电路的步骤,也让我了解了关于数字钟的原理与设计理念,要设计一个电路总要先用仿真,仿真成功之后才实际接线;但是仿真是在一个比较好的状态下工作,而电路在实际工作中需要考虑到一些驱动和限流电阻等等,因为,再实际接线中有着各种各样的条件制约和干扰;而且,在仿真中无法成功的电路接法,在实际中因为芯片本身的特性而能够成功;所以,在设计时应考虑两者的差异,从中找出最适合的设计方法;这次学习让我对各种电路都有了大概的了解,所以说,坐而言不如立而行,对于这些电路还是应该自己动手实际操作才会有深刻理解,才能在实际生活和工作中应用起来;。
课程设计_数字电子钟设计报告
课程设计_数字电子钟设计报告第一篇：课程设计_数字电子钟设计报告数字电子钟设计报告数字电子钟设计报告目录1．实验目的 (2)2．实验题目描述和要求 (2)3．设计报告内容...........................................................................2 3.1实验名称.................................................................................2 3.2实验目的.................................................................................2 3.3实验器材及主要器件..................................................................2 3.4数字电子钟基本原理..................................................................3 3.5数字电子钟单元电路设计、参数计算和器件选择..............................3-8 3.6数字电子钟电路图.....................................................................9 3.7数字电子钟的组装与调试............................................................9 4．实验结论.................................................................................9 5．实验心得 (10)参考文献 (10)数字电子钟设计报告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。
数字电子钟课程设计报告
数字电子钟课程设计报告数字电子钟课程设计报告一、选题背景数字电子钟是一种普及程度很高的电子产品，其在日常生活中的重要性不言而喻。
在学习数字电路的过程中，数字电子钟是一个非常典型的应用案例，可以帮助学生更好地理解数字电路的原理和应用。
二、课程设计目标本课程设计的主要目标是：1. 学生能够掌握数字电子钟的基本原理和电路结构2. 学生能够自主设计并构建数字电子钟电路3. 学生能够理解数字电子钟在实际生活中的应用，并且能够从中感受到数字电路技术的魅力三、课程设计内容1. 理论学习本课程将首先讲解数字电子钟的基本原理和电路结构，包括时钟芯片的选用、时钟电路的设计、数字显示电路的设计等方面。
通过理论学习，学生可以对数字电子钟的工作原理和电路结构有一个全面的了解。
2. 实验设计接下来，本课程将进行实验设计，学生将分小组独立完成数字电子钟的设计和构建。
实验设计的过程中，学生需要针对不同的实验条件和实验要求，自行设计和调整电路结构，并通过实验验证电路的正确性和稳定性。
3. 总结与展示在实验完成后，学生将汇报课程设计成果，并且进行总结和反思。
学生需要重点总结电路设计过程中遇到的问题和解决方法，以及从实践中收获到的重要体验。
通过总结和反思，学生能够更加深入地理解电路设计和数字电路技术的重要性，并且在今后的学习和实践中能够更好地运用数字电路技术。
四、课程设计要点在本课程设计的过程中，需要重点关注以下要点：1. 实验设计过程中，要求学生充分考虑电路的实用性和稳定性，保证设计方案的可行性；2. 实验完成后，学生需将电路仿真结果量化分析和实验结果验收结合进行总结，分析总结即造福于以后自己的项目和竞赛等；3. 在课程过程中，老师需要及时对学生进行指导和鼓励，引导学生积极探索和创新，激发学生的学习兴趣和创造力；4. 课程设计要求学生具备一定的电子技术基础，具体的要求可以根据学生的实际情况制定。
五、课程实施方案课程设计分为三个阶段：理论学习阶段、实验设计阶段和总结与展示阶段。
数字电子钟设计电子设计课程设计报告
数字电子钟设计电子设计课程设计报告电子技术课程设计报告——数字电子钟设计学院:课程：小组成员：姓名：学号：指导老师：日期:一、选择课题数字电子钟二、选题意义和技术指标及设计要求1、数字电子钟设计的意义：数字电子时钟早已成为人们生活中不可缺少的必需品，广泛用于个人家庭及车站、码头、剧院和办公室等公共场所，给人们的生活、工作、学习以及娱乐带来了极大的方便。
由于数字集成电路技术的发展使数字钟具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点。
而且它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域。
数字电子时钟是采用数字电路实现对时、分、秒数字显示的计时装置，数字钟的精度、稳定度远远的超过老式的机械钟表，并且与机械时钟相比具有更高的准确性和直观性，因此具有更广泛的应用。
2、数字电子钟的设计要求1）数字电子钟的最基本计时功能要保证正常计时；2）数字电子钟需要有校时部分以防止走时不准，能做到快速调整时间；3）数字电子钟需要有整点报时功能以提醒整点时间的到来；4）尽量设计电路时要做到简洁人性化，尽量避免复杂的操作。
3、数字电子钟设计的目的1）熟练掌握我们半年来所学习的数字电子技术基础知识；2）通过设计电路，提高对各种集成电路芯片的认识与理解程度；3）熟悉逻辑电路的特点；4）学会熟练使用电路仿真软件如Multisim的使用；5）提高查找电路故障的能力，培养科学严谨的学习习惯。
4、数字电子钟的技术指标1）设计信号发生器并产生1HZ频率的时钟脉冲信号；2）使用7段数码管实现精准的“时”、“分”、“秒”显示计时；3）以24小时为一个循环计数周期；4）具有手动校时功能，可以随时调整时间防止时间走时不准。
三、电路设计原理分析1、整体设计方案数字电子钟是一种时许组合逻辑电路。
原理图如下：该系统由信号发生器、计数器、译码器、显示数码管等几部分组成。
该系统的工作过程是：信号发生器产生稳定的脉冲信号，输出的信号频率为1HZ，作为数字电子钟的基准信号。
数字电子钟课程设计 报告
《单片机应用技术》课程设计报告书目录一、课程设计的目的及意义 (3)1.1 课程设计的目的 (3)1.2 课程设计的意义 (3)二、课程设计概况 (3)三、课程设计方案及内容 (4)3.1 总体设计方案 (4)3.2 硬件设计 (7)3.3 软件设计 (12)3.4元器件清单 (15)3.5数字钟实物图 (16)四、总结 (16)参考书目 (18)附录一 (19)附录二 (20)附录三 (21)设计题目数字电子钟一、课程设计的目的及意义1、课程设计的目的●进一步掌握各芯片的逻辑功能及使用方法；●进一步掌握数字钟的设计方法和和计数器相互级联的方法；●进一步掌握数字系统的设计和数字系统功能的测试方法；●进一步掌握数字系统的制作和布线方法。
2、课程设计的意义20世纪末，电子技术获得了飞速发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力的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。
时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记时间，忘记了要做的事情，但是，一旦重要的事情，一时的耽误可能酿成大祸。
目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展，发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。
单片机模块中最常见的是数字钟，数字钟是一种利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，具有更长的使用寿命，因此得到了广泛使用。
数字电子钟是采用数字电路对时、分、秒数字显示的计时装置，广泛用于个人家庭、车站、码头、办公室等公共场所，成为人们日常生活中不可缺少的必需品。
由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用，使得数字钟的精度远远超过老式钟表，钟表的数字化给人们的生产生活带来了极大的方便，而且大大的扩展了钟表原来的报时功能，因此研究数字钟及扩大其应用，有着日常现实的意义。
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。
数电课程设计报告-数字电子钟东北大学
数电课程设计报告-数字电子钟东北大学第一篇：数电课程设计报告-数字电子钟东北大学课程设计报告设计题目：数字电子钟设计与实现班级：学号：姓名：指导教师：设计时间：摘要数字时钟已成为人们日常生活中必不可少的必需品，广泛于个人家庭以及办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来了极大的方便。
由于数字集成电路技术的发展采用了先进的三石英技术，使数字时钟具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点，它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域。
尽管目前市场上已有现成的数字时钟电路芯片出售，价格便宜、使用也方便，但鉴于数字时钟电路的基本组成包含了数字电路的组成部分，因此进行数定时钟的设计是必要的。
在这里我们将已学过的比较零散的数字电路的知识有机的、系统的联系起来用于实际，来增养我们的综合分析和设计电路的能力。
本次设计以数字时钟为主，实现对时、分、秒数字显示的计数器计时装置，周期为24小时，显示满为23时59分59秒并具４有校时功能的数电子时钟。
电路主要采用中规模的集成电路，本电路主要脉冲产生模块、校时模块、两个六十进制模块（分、秒）、一个二十四进制模块（时）和一个报时逻辑电路组成。
时、分、秒再通过BCD-7段译码显示屏显示出来。
关键词：计数器译码器校时目录概述2 课程设计任务及要求2.1 设计任务2.2 设计要求3 理论设计3.1方案论证3.2 系统设计3.2.1 结构框图及说明3.2.2 系统原理图及工作原理3.3 单元电路设计3.3.1秒脉冲电路设计3.3.2时、分、秒计数器电路3.3.3校时电路3.3.4译码显示电路3.3.5定时电路设计4.软件仿真4.1 仿真电路图4.2 仿真过程4.2 仿真结果5.结论6.使用仪器设备清单7.参考文献。
8.收获、体会和建议。
5 5 8 10 11 13 15 16181919202.课程设计及要求2.1设计任务数字电子时钟是一种用数字电路技术实现“时”、“分”、“秒”计时的装置。
数字电子钟课程设计报告
单片机原理与应用摘要本论文基于单片机原理技术介绍了一款于STC89C52芯片作为核心控制器的单片机数字电子钟的设计与制作，包括硬件电路原理的实现方案设计、软件程序编辑的实现、数字电子钟正常工作的流程、原理图仿真实现、硬件实物的安装制作与硬件实物的调试过程。
该单片机数字电子钟采用LED 数码管能够准确显示时间（显示格式为：时时，分分，秒秒），可随时进行时间调整，时间可采用12 小时制显示或24 小时制显示，采用12 小时显示时可在标志位数码管上显示A（表示上午）或B（表示下午），可暂停时间的变动,暂停时一位数码管上显示字母T，可按自己的要求设置扩展的小键盘个数。
关键词：单片机；数字电子钟；数码管；STC89C52目录1.设计任务与要求 (3)1.1设计任务 (3)1.2设计要求 (3)2.方案设计与论证 (4)2.1单片机芯片选择方案 (4)2.2数码管显示选择方案 (5)2.3数码管驱动选择方案 (5)3.硬件单元电路设计与参数计算 (6)3.1电源电路 (6)3.2按键电路 (6)3.3时钟电路 (6)3.4驱动电路 (7)3.5LED显示电路 (7)3.6单片机电路 (7)4.软件设计与流程图 (8)4.1数字电子时钟主程序流程图 (8)4.2中断服务程序流程图 (8)4.3显示子程序流程图 (11)5.总原电路及元器件清单 (12)5.1总原理图 (12)5.2PCB制板图 (13)5.3整体电路仿真图 (14)5.4元件清单 (15)心得体会 (16)参考文献 (17)致谢 (18)程序清单 (19)1.设计任务与要求1.1设计任务用单片机设计一个数字电子钟，采用LED 数码管来显示时间。
1.2设计要求（1）显示格式为：XX：XX：XX，即：时：分：秒。
（2）时间可采用12 小时制显示或24 小时制显示，采用12 小时显示时必须在另外一个数码管上显示A（表示上午）或B（表示下午）。
（3）设置一个按键用于时间显示方式的切换。
数字电子课程设计报告
数字电子课程设计报告——多功能电子钟一、设计题目多功能数字电子钟的设计二、设计要求1.有“时”、“分”、“秒”（23小时59分59秒）显示且有校时功能。
（设计秒脉冲发生器）；2、有整点报时功能。
（选: 上下午、日期、闹钟等）3.用中规模、小规模集成电路及模拟器件实现。
4.供电方式: 5V直流电源三、设计任务1.画出数字电子钟的电路图。
2.用EWB进行功能仿真。
3.撰写课程设计说明书四、设计总体框图和总电路图图1 多功能数字电子钟系统框图图2 总电路图五、设计方案及论证主电路是由TTL集成电路功能部件和单元电路构成。
本方案主要功能特点:1.实现“时”、“分”、“秒”（23小时59分59秒）显示且有校时功能；2.自行设计的用555定时器组成的多谐振荡器和分频器组合的秒脉冲发生器, 可以代替1Hz方波信号源是电路正常运作；3、有星期的显示功能, 以及时钟12/24进制的转换, 并能同步正常进位；4.实现整点报时功能。
1.振荡器的设计振荡器是数字电子钟的核心部件。
有以下两种方案:方案一: 选用石英晶体构成的振荡器电路石英晶体振荡器的精度较高, 由于振荡器的稳定度及频率的精确度决定了数字钟的及时的准确程度, 而且, 通常情况下, 震荡器的频率越高, 计数精度越高, 所以多数都采用石英晶体振荡器, 如：电子手表中的晶体振荡器电路。
方案二: 555定时器构成的振荡器555定时器构成的晶体振荡器的精度不比石英晶体振荡器, 不过考虑到555定时器在数字电子中有广泛的应用, 而且本设计中不要求很高的精度, 所以这里采用555定时器构成多谐振荡器, 设置振荡频率为1kHz 。
电路图如下：图3 555定时器接成的秒脉冲发生器555定时器频率计算公式:添加公式2ln )2(121C R R f += 周期 T=1/f 根据公式, 设置R1=R2=4.77M Ohm , C=0.1uf 则f 1Hz,T 1s2.分频器设计分频器的设计目的: 产生等间距的频率稳定的标准秒脉冲信号。
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数字时钟课程设计报告目录一．设计的目的、任务和要求 (2)二．设计的方案的选择与论证 (4)三．电路的设计 (5)（a）设计内容 (5)（b）数字时钟结构的设计 (5)（c）设计步骤 (6)1.时钟脉冲发生器的设计 (6)2.时分秒计数电路的设计 (8)3.计数器的组间级联设计 (13)4.校准电路的设计 (15)四.电路的仿真与调试 (17)五．总结及心得 (19)六．附录 (21)七．参考文献 (22)一、设计的目的、任务和要求(一)设计目的电子技术（数字）课程设计是电子技术基础课程的实践性教学环节，通过该教学环节，要求达到以下目的：1.使学生进一步掌握数字电子技术的理论知识，培养学生工程设计能力和综合分析问题、解决问题的能力；2.使学生基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力；3.熟悉并学会选用电子元器件，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。
（二）设计任务1．显示时、分、秒。
2，可以24小时制或12小时制。
3．具有校时功能，分别对小时和分钟单独校时，对分钟校时的时候，最大分钟不向小时进位。
校时时钟源可以手动输入或借用电路中的时钟。
4．为了保证计时准确、稳定，由晶体振荡器提供标准时间的基准信号。
（三）设计要求1.设计时综合考虑实用、经济并满足性能指标要求；2.必须独立完成设计课题；3.合理选用原件；4.按时完成设计任务并提交设计报告。
二、设计的方案的选择与论证考虑到实用、经济和性能指标的满足，运用CB555，74LS160, CC4011,电阻，电容等器件经行电子时钟电路的计数及校准功能的设计。
运用CB555与电阻电容组合连接成一个周期为一秒的多谐振荡器，用与非门的组合连接成校准电路对电子时钟进行校对。
在连接计算器电路时可以用整体置零法和整体置数法。
本实验电路采用整体置零法.总体电路是由各功能电路或单元电路组成的。
数字电子钟是由振荡电路、时间计数电路、数码显示电路和校时电路组成。
三、电路的设计（a）设计内容运用CB555定时器，电阻，电容设计一个多谢振荡器，用多片74LS160、多片显示译码器、与非门的组合设计时、分、秒计数器，用于非门的组合连接校准电路。
用两片74LS160级联构成60进制计数器，用来计“秒”，其CP输入信号为秒脉冲；另两片74LS160级联构成60进制计数器，用来计“分”，其CP输入为“秒”变为0时产生的一个下降沿信号；还有两片74LS90级联构成24进制计数器，用来计“时”，其CP输入为“分”变0时产生的一个下降沿信号。
这样六片74LS160实现了数字钟的计时功能。
它们的输出用六片数码显示管显示。
（b）数字时钟主要由以下几个部分组成：秒信号发生器、时、分、秒计数器，译码器及显示器，校时电路，清零电路组成。
电路设计结构图如图一所示。
图一电路设计结构图（c）设计步骤1.设计时钟脉冲发生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。
一般来说，振荡器的频率越高，计时精度越高，但耗电量将增大。
如果精度要求不高也可以采用由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器。
根据理论知识运用，运用CB555定时器与电阻电容组合设计多谐振荡器的振荡器的周期为1秒，即周期T=1，根据理论知识得，多谐振荡器周期的计算公式为：，多谐振荡器频率的计算公式为：，占空比的计算公式为：,通过以上公式计算多谐振荡器的周期频率的大小跟外接电阻的阻值。
运用CB555定时器设计多谐振荡器，由CB555定时器的参数特性可知，当电源电压为5V时，在100mA的输出电流下输出电压的典型值为3.3V，所以取VCC=5V时可以满足对输出周期为一秒的脉冲信号的要求。
令占空比q=2／3，C=10uF时，得=，则，即3C=1，则。
通过计算得电阻R=48K，电容C=10uF，因两个电阻的大小相等，所以取两只阻值为47K的电阻和一个阻值为2K的电位器串联，得到设计电路，如图二所示。
图二时钟脉冲发生器2.设计时分秒计数电路（1）秒计数器的设计秒脉冲信号经过6级计数器，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60进制，小时为24进制。
60进制计数器数字钟的“分”和“秒”计数器均为模60的计数器，它们的个位都是十进制计数器，而十位则是六进制计数器，其计数规律为：要想实现计数功能，可以选用74LS90芯片级联组成模数为60的计数器，也可以用4518双重BCD 加法计数器芯片，采用反馈归零法实现秒60进制，还可以用74LS160十进制芯片来实现。
若选用74LS90级联的话，只要一级出现问题，则整个计数功能模块都会受到影响，从而使计数出现问题。
所以，综合考虑，选用74LS160十进制芯片，它不仅造价便宜，使用普遍，而且使用方便。
其管脚图如图三所示。
U174LS160NQA 14QB 13QC 12QD 11RCO 15A 3B 4C 5D 6ENP 7ENT 10~LOAD 9~CLR1CLK 2图三74LS160的管脚图秒计数器的设计电路如图四所示。
图四秒计数器的设计电路图（2）分计数器的设计同样通过整体置数法运用两片74LS160、与非门和两片显示译码器连接成60进制的计数器作为分的计数电路。
两个芯片的复位端CLR和分个位芯片的工作状态控制端ENP、ENT接高电平，分十位芯片的工作状态控制端ENP、ENT接分个位芯片的进位输出端。
分个位计数单元为10进制计数器，无需进制转换，当QDQCQBQA变成1001时，通过与非门把它接回到置数端，计数器的输入置为0000，使计数器又从0000开始，如此重复。
分十位计数单元为6进制，当QDQCQBQA变成0101时，通过与非门把它接回置数端，计数器的输入置为0000，计数器又从0000开始，如此重复，十位和个位合起来就是60进制。
同时两个分计数芯片的脉冲输入端接秒计数器的进位输出端，当各个芯片开始工作时，秒计数器的进位输出端给分计数器的两片分计数芯片的输入高电平脉冲，使分计数器开始计数，当分计数器的输出为59状态时使两个芯片的置数端工作，进行置数，同时分十位上的进位信号传输给“时”个位的计数单元。
分计数器的设计电路如图五所示。
图五分计数器的设计电路（3）时计数器的设计时计数单元为24进制计数器，其输出为8421BCD码。
同样采用十进制计数器74160N来实现时间计数单元的计数功能。
数字钟的“时”计数器为模24的计数器，它的个位是四进制计数器，而十位则是二进制计数器，其计数规律为：即当数字时钟运行到“23时59分59秒”时计数器再加一个秒脉冲时数字钟自动运行到“00时00分00秒”，实现日常生活的24小时计数制。
计数功能的原理，由振荡器给秒个位每秒送一个脉冲，当个位由0循环到9时，个位向十位送一个脉冲，这样依次的，就可以完成计数的功能。
时计数器的设计电路如图六所示。
图六时计数器的设计电路3.计数器的组间级联问题“秒”的脉冲输入端接校准电路的输出，“秒”个位的进位输出端接“秒”十位的工作状态控制端，“秒”的进位输出接“分”的两个芯片的脉冲输入端，“分”的个位进位输出端接“分”十位工作状态控制端，“分”的进位输出端接“时”的两个芯片的脉冲输入端，“时”个位进位输出端就“时”十位的工作状态控制端，“时”“分”“秒”的复位端都接高电平，计数器秒脉冲信号经过6级计数器，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。
电路如图七所示。
图七计数器的组间级联电路图4.设计校准电路在实际生活当中，由于各种各样的原因，可能会使数字钟计时不准。
当数字钟计时出现误差时，必须对时间进行校正，通常称为“校时”。
校时是数字钟应该具备的基本功能，要求能对时和分进行校对。
对校时电路的设计要求是，在进行小时校正时不影响分和秒计数器的正常计数；同理，进行分校正时不影响秒计数器的正常计数。
这时就要进行手动或者自动的校准。
若采用自动校准，由于脉冲一直存在，所以校准的时候会带来不便。
因此，本次设计采用手动校准。
校时脉冲即为秒进位脉冲或分进位脉冲。
图7所示电路为校“时”、校“分”电路。
其中J1为校“分”用的控制开关，J2为校“时”用的控制开关，J3为总的校时开关。
其中，当总校时开关打到校准档时就进行手动校时。
校准时开关接5V的直流电源，输入为高电平。
经过一个反相器输出低电平。
输入的信号经过三个与非门低电平0，送到分计数器的个位计数器，就可以进行校分。
同理也可以进行校时。
设计的校准电路如图八所示。
图八校准电路的设计电路图四、电路的仿真与调试（1）可以先将系统划分为多谐振荡器、计数器、校准电路、译码显示等部分，对它们分别进行设计与调试，最后联机统调。
（2）各部件调试完毕后，用示波器或频率计观察石英晶体振荡器的输出频率（3）将频率为1Hz的标准秒脉冲信号分别送入“时“分”、“秒”计数器，检查各级计数器的工作状况。
（4）各部件调试正常后，进行组装联调，检查校准电路是否可以实现快速校时，最后对系统进行微调。
（5）仿真调试完毕后得电子时钟总电路，如图九所示。
图九电子时钟电路图五、总结及心得大三我们已经学习了数字电子电路和模拟电子电路，对电子技术有了一些初步了解，但那都是一些理论的东西。
通过这次对数字钟的设计与制作，让我们了解了电路的设计程序，也对数字钟的原理与设计理念有了一定的了解。
我们知道了如何设计出1HZ的信号，也对时分秒的设计有了一定的了解，并且知道在实际电路一般步骤为由数字钟系统组成框图按照信号的流向分级安装，逐级级联，这里的每一级是指组成数字钟的各功能电路。
同时，在此次的数字钟设计过程中，我们更进一步地熟悉了芯片的结构及掌握了各芯片的工作原理和其具体的使用方法，也锻炼了自己独立思考问题的能力和通过查看相关资料来解决问题的习惯。
虽然这只是一次简单的课程设计，但通过这次课程设计我们了解了课程设计的一般步骤，和设计中应注意的问题。
此外，我们也深刻地体会到设计一个电路前先进行仿真的重要性，更深有体会，通过仿真可以对自己设计得电路进行逐级排查和调试，找出电路中问题的所在，及时纠正自己的错误。
回顾这次的课程设计，让我感慨颇多，从选题到定稿，从理论到实践，在这过程中我学到很多很多的东西，而且巩固了以前所学过的知识，学到了很多在书本上所没有学到过的知识。
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。