数字电子钟的设计与仿真
简易数字钟设计(已仿真)
简易数字钟设计摘 要 本文针对简易数字钟的设计要求，提出了两种整体设计方案，在比较两个方案的优缺点后，选择了其中较优的一个方案，进行由上而下层次化的设计，先定义和规定各个模块的结构，再对模块内部进行详细设计。
详细设计的时候又根据可采用的芯片，分析各芯片是否适合本次设计，选择较合适的芯片进行设计，最后将设计好的模块组合调试，并最终在EWB 下仿真通过。
关键词 数字钟，EWB ，74LS160，总线，三态门，子电路一、引言：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，数字钟能达到准确计时，并显示小时、分、秒，同时能对该钟进行调整。
在此基础上，还能够实现整点报时，定时报闹等功能。
设计过程采用系统设计的方法，先分析任务，得到系统要求，然后进行总体设计，划分子系统，然后进行详细设计，决定各个功能子系统中的内部电路，最后进行测试。
二、任务分析：能按时钟功能进行小时、分钟、秒计时，并显示时间及调整时间，能整点报时，定点报时，使用4个数码管，能切换显示。
总体设计本阶段的任务是根据任务要求进行模块划分，提出方案，并进行比较分析，最终找到较优的方案。
方案一、采用异步电路，数据选择器将时钟信号输给秒模块，秒模块的进位输给分模块，分模块进位输入给时模块，切换的时候使用2选1数据选择器进行切换，电路框图如下：该方案的优点是模块内部简单，基本不需要额外的电路，但缺点也很明显，该方案结构不清晰，模块间关系混乱，模块外还需使用较多门电路，不利于功能扩充，且使用了异步电路，计数在59的时候，高一级马上进位，故本次设计不采用此方案。
方案二、采用同步电路，总线结构时钟信号分别加到各个模块，各个模块功能相对独立，框图如下： 显示 切换秒钟分钟 小时 控制1Hz 脉冲信号闹钟该方案用总线结构，主要功能集中在模块内部，模块功能较为独立，模块间连线简单，易于扩展，本次设计采用此方案。
综上所述，本次设计采用方案二。
秒计数和分计数为60进制，时计数为24进制，为了简化设计，秒和分计数采用同一单元。
基于单片机电子时钟的设计与实现
基于单片机电子时钟的设计与实现一、设计目标设计一个基于单片机的电子时钟，能够准确显示时间并能够进行设置和调整。
二、硬件设计1.时钟部分：采用晶振芯片提供准确的时钟信号2.数码管显示部分：使用共阴数码管进行数字显示3.按键部分：设计几个按键用于设置和调整时间4.电源部分：采用直流电源供电三、软件设计1.功能设计a.时间设置功能：通过按键可以设置当前的时间，包括小时、分钟和秒钟。
b.时间调整功能：通过按键可以调整当前的时间，包括小时、分钟和秒钟。
c.时间显示功能：通过数码管可以实时显示当前的时间。
2.代码实现以C语言为例，以下是一个基于单片机的电子时钟的代码实现示例：```c#include <reg51.h>sbit DS18B20=P1^3; // 定义18B20数据线接口sbit beep=P2^3; // 定义蜂鸣器接口unsigned char hour,min,sec; // 定义小时、分钟、秒钟变量//函数声明void Delay_1ms(unsigned int count);bit Ds18b20Init(;unsigned char Ds18b20ReadByte(;void ReadTime(;void WriteTime(;void DisplayTime(;//主函数void mainP2=0x00;WriteTime(; // 写入时间while(1)ReadTime(; // 读取时间DisplayTime(; // 显示时间Delay_1ms(1000); // 延时1秒}//毫秒延时函数void Delay_1ms(unsigned int count) unsigned int i, j;for(i=0; i<count; i++)for(j=0; j<1275; j++);//18B20初始化函数bit Ds18b20Initbit presence;DS18B20=0;Delay_1ms(100); // 延时450us~1000us DS18B20=1;Delay_1ms(10); // 延时15us~60us presence=DS18B20;Delay_1ms(30); // 延时60us~240us return presence;//18B20读取字节函数unsigned char Ds18b20ReadByte unsigned char i, dat;for(i=0; i<8; i++)DS18B20=0;//主机发起读时序_nop_(; // 延时1us_nop_(; // 延时1us_nop_(; // 延时1usDS18B20=1;//主机释放总线_nop_(; // 延时1us_nop_(; // 延时1us_nop_(; // 延时1usdat，=(DS18B20<<i); // 读取数据位，存放在dat变量中Delay_1ms(3); // 读时序完成后等待48us再接收下一位}return dat;//读取时间函数void ReadTimeunsigned char temp;temp=0x00;while(temp!=0xaa)Ds18b20Init(; // 初始化温度传感器Delay_1ms(1);DS18B20=0xcc;Delay_1ms(1);DS18B20=0xbe;Delay_1ms(1);temp=Ds18b20ReadByte(; // 读取时间数组的标志位}for(temp=0; temp<7; temp++)//写入时间函数void WriteTimeunsigned char i,j;while(1)Ds18b20Init(;Delay_1ms(1);DS18B20=0xcc;Delay_1ms(1);DS18B20=0x4e;Delay_1ms(1);for(i=0; i<7; i++)DS18B20=0x55;Delay_1ms(1);DS18B20=0xaa;Delay_1ms(1);Ds18b20Init(;Delay_1ms(1);DS18B20=0xcc;Delay_1ms(1);DS18B20=0x48;Delay_1ms(1);j=Ds18b20ReadByte(; // 判断是否写入成功if(j==0x0a)break;}//显示时间函数void DisplayTimeP1=seg[hour/10]; // 显示十位小时P2=(P2&0xf0)，0x08; // 点亮第一个数码管Delay_1ms(5); // 延时一段时间P2=0x0f;//熄灭数码管P1=seg[hour%10]; // 显示个位小时P2=(P2&0xf0)，0x04; // 点亮第二个数码管Delay_1ms(5); // 延时一段时间P2=0x0f;//熄灭数码管P1=seg[min/10]; // 显示十位分钟P2=(P2&0xf0)，0x02; // 点亮第三个数码管Delay_1ms(5); // 延时一段时间P2=0x0f;//熄灭数码管P1=seg[min%10]; // 显示个位分钟P2=(P2&0xf0)，0x01; // 点亮第四个数码管Delay_1ms(5); // 延时一段时间P2=0x0f;//熄灭数码管P1=0x00;//空显示P2=0x00;//熄灭数码管```四、总结通过以上的硬件设计和软件实现，可以实现一个基于单片机的电子时钟。
vhdl数字电子钟的设计与实现
基于VHDL数字电子钟的设计与实现摘要：本课程设计完成了数字电子钟的设计，数字电子钟是一种用数字显示秒、分、时的计时装置，由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，它使数字钟具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点。
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办公室等公共场所，给人们的生活带来极大的方便。
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，来培养我们的综合分析和设计电路的能力。
关键词：电子钟；门电路及单次按键；琴键开关目录第一章引言----------------------------------------------------------------11.1 课题的背景、目的------------------------------------------11.2 课程设计的内容------------------------------------------1 第二章EDA与VHDL简介--------------------------------------------------22.1 EDA的介绍---------------------------------------------22.2 VHDL的介绍--------------------------------------------32.2.1 VHDL的用途与优点-----------------------------------------------------------------32.2.2 VHDL的主要特点----------------------------------------------------------------------2.2.3 用VHDL语言开发的流程------------------------------------------------------------ 第三章数字电子钟的设计方案------------------------------------------63.1秒脉冲发生器--------------------------------------------73.2可调时钟模块--------------------------------------------83.3校正电路------------------------------------------------83.4闹铃功能------------------------------------------------103.5日历系统------------------------------------------------11 第四章结束语---------------------------------------------------------------134.1致谢----------------------------------------------------144.2参考文献------------------------------------------------151引言随着科学技术的不断发展，人们对时间计量的精度要求越来越高。
《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。
基于Proteus的数字电子钟的设计与仿真
基于Proteus的数字电子钟的设计与仿真一、设计目的与要求 (1)二、设计内容与方案制定 (1)三、芯片简介 (1)1、AT89C52 (1)2、AT24C02 (2)四、设计步骤 (3)1、硬件电路设计 (3)1.1.硬件电路组成框图 (3)1.2.各单元电路及工作原理 (3)1.3.绘制原理图 (5)1.4.元件清单列表 (6)2、程序设计 (7)2.1程序流程 (7)2.2主程序 (9)2.2.源程序 (10)五、调试与仿真 (22)六、心得体会 (23)七、参考文献 (23)一、设计目的与要求设计目的:通过课程设计，培养学生运用已学知识解决实际问题的能力、查阅资料的能力、自学能力和独立分析问题、解决问题的能力和能通过独立思考。
设计要求:设计一个时、分可调的数字电子钟、断电后将数据保存，开启后时间将从断电后时间继续行走。
二、设计内容与方案制定具有校时功能，按键控制电路其中时键、分键六个键分别控制时、分时间的调整。
按下小时数实现对小时数加减，按下分钟数实现对分钟数进行加减，并设置有复位键，启始键。
以AT89C51单片机进行实现秒、分、时上的正常显示和进位，其中显示功能由单片机控制共阴极数码管来实现，数码管进行动态显示。
通过AT24C02分别写入时、分、秒数据在断电后实现保存，在下次通电后将数据读出保持为断电前数据。
三、芯片简介1、AT89C52AT89C52是一个低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系2、AT24C02AT24C02支持I2C，总线数据传送协议I2C，总线协议规定任何将数据传件为接收器。
数据传送是由产生串行时钟和所有起始停止信号的主器件控制的。
主器件和从器件都可以作为发送器或接收器，但由主器件控制传送数据（发送或接收）的模式，由于A0、A1和A2可以组成000~111八种情况，即通过器件地址输入端A0、A1和A2可以实现将最多8个AT24C02器件连接到总线上，通过进行不同的配置进行选择器件。
基于FPGA的数字电子钟的设计与实现
基于FPGA的数字电⼦钟的设计与实现背景：本实验所有结果基于Quartus II 13.1 (64-bit)实现，实验过程采⽤⾃下⽽上⽬录⼀、基本功能设计与思路基本功能：能实现秒、分钟、⼩时的计数，计数结果清晰稳定的显⽰在 6 位数码管上。
1、动态显⽰模块该模块主要功能是通过数码管的动态扫描实现 6 位数码管显⽰计数结果，本模块由扫描模块scan_cnt6，位选控制模块 dig_select，数据选择控制模块 seg_select 以及译码模块 decoder 构成扫描模块 scan_cnt6模块功能：产⽣ 位选控制端dig_select 和数据选择端 code_select 模块所需要的地址信息，扫描时钟决定位选信号和数据切换的速度。
设计思路：利⽤74390芯⽚（P160 TTL 双⼗进制异步计数器）构建⼀个模六计数器，就是6进制计数器，利⽤计数到6（110）时，“q2”和“q1”为⾼电平，产⽣ ⼀个复位信号，加到74390的⾼电平有效的异步清0端“1CLR”上，使计数器回0，从⽽实现模六计数。
设计结果：cnt6模块设计图波形仿真：（默认为时序仿真）cnt6模块波形仿真图位选模块 dig_select模块功能：在地址端的控制下，产⽣位选信号。
设计思路：利⽤74138芯⽚（3线-8线译码器），当选通端输⼊端G1为⾼电平，选通端输⼊端G2AN和G2BN为低电平时，将扫描信号cnt6的输出作为输⼊信号，dig[5..0]是译码输出，输出低电平有效。
设计结果：dig_select模块设计图波形仿真：dig_select模块波形仿真图数据选择模块 seg_select模块功能：输⼊ 6 组数据，每组数据 4bit，本模块完成在地址端的控制下从6 组数据当中选择 1 组输出。
设计思路：利⽤74151芯⽚（P91 8选1数据选择器），在控制输⼊端GN为低电平时，将扫描信号的选择下，分别选中D[5..0]对应的输⼊信号输出为Y。
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。
数字电子钟的设计
数字电子钟的设计数字电子钟的设计随着科技的不断发展，数字电子钟已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
它不仅可以告诉我们时间，还可以让我们随时随地掌握时间。
本文将从数字电子钟的功能、设计要素和实现过程三个方面探讨数字电子钟的设计。
一、数字电子钟的功能数字电子钟最基本的功能是显示当前时间。
同时，数字电子钟还可以有多种附加功能，例如显示当前日期、闹钟定时、倒计时、秒表计时等等。
这些功能可以根据用户的需求进行扩展和定制。
数字电子钟还可以根据个人偏好设定显示模式。
比如，可以设定12小时还是24小时制显示，可以选择显示中文还是英文，可以选择不同的背景颜色和字体大小等等。
二、数字电子钟的设计要素数字电子钟的设计要素包括时钟芯片、数字显示器、主芯片、功率模块等多个组成部分。
下面我们来分别介绍一下。
1. 时钟芯片时钟芯片是数字电子钟的核心部件。
它可以提供高精度的时间信号，控制数字显示器显示时间。
常见的时钟芯片有DS1302和DS3231等。
其中，DS3231是一款高精度时钟芯片，可以达到非常高的精度要求。
2. 数字显示器数字显示器是数字电子钟最显著的部分。
常见的数字显示器有LED、LCD和OLED三种类型。
LED数字显示器是最常见的数字显示器，具有显著的视觉效果。
LCD数字显示器可以显示更多的信息，而且更加柔和。
OLED数字显示器颜色更加丰富，显示效果更加真实。
3. 主芯片主芯片是数字电子钟的中央处理器，负责控制各个组成部分间的通讯和协同。
常见的主芯片有STM32和ATMega328P等。
其中，STM32性能比较出色，可以满足高性能要求。
4. 功率模块数字电子钟的功率模块负责提供电源。
常见的功率模块有锂电池和AC/DC适配器两种。
锂电池电量长，使用方便，但是需要经常充电。
AC/DC适配器可以提供长期稳定的电源，但是需要连续供电。
三、数字电子钟的实现过程数字电子钟的实现过程需要进行硬件设计和软件开发两个步骤。
硬件设计包括电路设计和PCB设计两个方面。
数字电子钟设计报告,完整版
一、任务技术指标设计一个数字电子钟（1）能显示小时、分钟和秒；（2）能进行24小时和12小时转换；（3）具有小时和分钟的校时功能。
二、总体设计思想1.基本原理该数字钟由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器和校时电路等六部分组成。
振荡器产生的钟标信号送到分频器，分频电路将时标信号分成每秒一次的方波秒信号。
秒信号送入计数器进行计数，计数到60秒后向分进位，同理计数到60分后向小时进位，并将计数的结果以BCD-七段显示译码器显示出来。
计数选用十进制计数器74LS760D，校时电路通过选通开关对“时”和“分”进行校时。
二十四小时和十二小时的转换也可以用开关进行选择。
2.系统框图如图1：振荡器产生的钟标信号送到分频器，分频电路将时标信号送至计数器。
计数器通过译码显示把累计的结果以“时”、“分”、“秒”的数字显示出来。
整个过程中可选择用校时电路进行校时。
图1 系统框图三、具体设计1.总体设计电路该数字钟由振荡器、分频器、计数器、显示器和校时电路组成。
振荡器产生的钟标信号送到分频器，分频电路将时标信号分成每秒一次的方波秒信号。
秒信号送入计数器进行计数，计数到60秒后向分进位，同理分计数器计数到60分后向小时进位，并将计数的结果以BCD-七段显示译码器显示出来。
计数选用十进制计数器74LS760D，校时电路通过选通开关对“时”和“分”进行校时。
二十四小时和十二小时的转换可以用开关进行选择。
图2 总体电路图2.模块设计（1）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计时的准确程度，通常选用石英晶体构成振荡器电路。
石英晶体振荡器的作用是产生时间标准信号。
因此，一般采用石英晶体振荡器经过分频得到这一时间脉冲信号。
电路中采用的是将石英晶体与对称式多谐振荡器中的耦合电容串联起来，就组成了如图3所示石英晶体多谐振荡器。
图3振荡器电路图和仿真波形图（2）分频器的设计对于分频器的设计选定74LS90集成芯片。
多功能数字电子钟设计
数字逻辑课程设计－多功能数字电子钟多功能数字钟的设计与仿真一.设计任务与要求设计任务：设计一个多功能数字钟。
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直流电源二.设计目的、方案及原理１.设计目的（1）熟悉集成电路的引脚安排。
(2)掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。
(3)了解面包板结构及其接线方法。
（4)了解多功能数字钟的组成及工作原理。
(5）熟悉多功能数字钟的设计与制作2.设计思路(1）设计数字钟的时、分、秒电路。
(2)设计可预置时间的校时电路。
（3)设计整点报时电路。
3.设计过程3．1.总体设计方案及其工作原理为:数字钟原理框图入图1所示，电路一般包括一下几个部分：振荡器、星期、小时、分钟、秒计数器、校时电路、报时电路。
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,但也可以用５55定时器构成。
图1 系统框图数字钟计时的标准信号应该是频率相当稳定的1HZ秒脉冲，所以要设置标准时间源。
数字钟计时周期是24小时，因此必须设置24计数器,秒、分、时由数码管显示。
ﻫ为使数字钟走时与标准时间一致，校时电路是必不可少的。
设计中采用开关控制校时电路“时”“分”“秒”计数器进行校时操作。
3.２.各独立功能部件的设计(１)分、秒计时器(60进制)，时计数器（2４进制），星期计数器（7进制）如下图,图中蓝色线为高电平+5v，绿色为接地线,红色线为时钟脉冲。
获得秒脉冲信号后,可根据６0秒为一分，60分为一小时,24时为一个计数周期的计数规则，分别确定秒、分、时的计数器。
由于秒和分的显示都为60进制,因此他们可有两级十进制计数器组成，其中秒和分的个位为十进数器,十位为六进制计数器,可利用两片74160集成电路来实现。
数字时钟的Multisim设计与仿真
数字时钟的Multisim设计与仿真电子电路Multisim设计和仿真学院：专业和班级：姓名：学号：数字时钟的Multisim 设计和仿真一、设计和仿真要求学习综合数字电子电路的设计、实现和调试1.设计一个24或12小时制的数字时钟。
2. 要求：计时、显示精确到秒；有校时功能。
采用中小规模集成电路设计。
3. 发挥：增加闹钟功能。
二、总体设计和电路框图1. 设计思路1).由秒时钟信号发生器、计时电路和校时电路构成电路。
2).秒时钟信号发生器可由555定时器构成。
3).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。
4).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。
2. 电路框图三、子模块具体设计 1. 由555定时器构成的1Hz 秒时钟信号发生器。
由下面的电路图产生1Hz 的脉冲信号作为总电路的初输入时钟脉冲。
分计数器 时计数器 秒计数器 译码器 译码器 译码器 校时电路秒信号发生器 数码管显示 数码管显示 数码管显示 图 1. 数字钟4. 校时电路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。
如图，当开关A,B 闭合，C,D 断开时，电路进行正常的计时工作；当开关A,B 断开，C,D 闭合时，就可以自动进行校时。
当然也可以手动校准时间，这是需要不断地闭合、断开开关，每次只改变一个数。
其中C 是校时开关,D 是较分开关，开关E 用来控制秒得校准，断开时，秒显示为0。
四、整体电路原理图 整体电路共分为五大模块：脉冲产生部分、计数部分、译码部分、显示部分、校时部分。
主要由震荡器、秒计数器、分计数器、时计数器、BCD-七段显示译码/驱动器、LED 七段显示数码管、时间校准电路构成。
数字钟数字显示部分，采用译码与二极管串联电路，将译码器、七段数码管连接起来，组成十进制数码显示电路，即时钟显示。
基于Multisim 14仿真设计的多功能数字电子钟
电子产品世界基于Multisim 14仿真设计的多功能数字电子钟Multifunctional digital electronic clock based on simulation design of Multisim 14金子涵，任致远，史旭东，王胜铎 （黑龙江工程学院，哈尔滨150050）摘 要：数字电子钟是一种利用数字电子技术实现计时的钟表。
本文介绍了在Multisim 14仿真软件上设计的满足要求的可调闹钟功能数字钟，对其设计原理、整体框图和各单元电路做了详细说明。
利用Multisim软件具有花费少、效率高、周期短，功能强等优势，可对数字电子钟电路进行分层设计。
将整机框图拆分成多个单元电路，再将各单元电路连线成整机电路，结构清晰，便于理解每个单元电路功能，使整机电路功能一目了然。
关键词：数字电子钟；Multisim 14；可调闹钟；反馈置数法；分层设计0 引言Multisim 14是美国NI公司研发的一款以Windows 为操作平台的EDA工具软件[1]，可以对模拟、数字电路进行仿真与设计，具有丰富仿真分析能力，所以在电子技术领域以Multisim仿真软件为平台进行电路设计非常普遍。
数字电子钟是一种以数字电路技术实现计时的现代计数器，与传统机械式时钟相比，具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，使用寿命更长，因此得到了广泛使用。
从原理上讲，数字电子钟是一种典型数字电路，包括组合逻辑电路和时序电路[2]，所以，本文借助Multisim 14软件仿真数字电路便捷高效的优势，进行模块化电路设计，使得设计花费少、效率高、周期短。
1 设计任务１．１ 基本功能1）应用模拟振荡电路实现正弦波时钟信号发生，并作为数字钟的时钟信号。
2）实现数字时钟计时功能，时间以24 min为1个周期。
3）用数码管显示分钟、秒。
１．２ 扩展功能1）具有校时功能，可以对分钟和秒单独校时。
2）计时过程具有闹钟功能，到达指定时间（时间可选定）蜂鸣。
基于51单片机的电子时钟的设计与实现综述
基于51单片机的电子时钟的设计与实现综述基于51单片机的电子时钟是一种常见的嵌入式系统设计项目。
它通过使用51单片机作为核心处理器，结合外部电路和显示设备，实现了时间的计时和显示功能。
本文将对基于51单片机的电子时钟的设计和实现进行综述，包括硬件设计和软件设计两个部分。
一、硬件设计1.时钟电路时钟电路是电子时钟的核心部分，它提供稳定的时钟信号供给单片机进行计时。
常用的时钟电路有晶振电路和RTC电路两种。
晶振电路通过外接晶体振荡器来提供时钟信号，具有较高的精度和稳定性；RTC电路则是通过实时时钟芯片来提供时钟信号，具有较高的时钟精度和长期稳定性。
2.显示电路显示电路用于将时钟系统计算得到的时间信息转换为人们可以直接观察到的显示结果。
常用的显示器有数码管、液晶显示屏、LED显示屏等。
显示电路还需要与单片机进行通讯，将计时的结果传输到显示器上显示出来。
3.按键电路按键电路用于实现对电子时钟进行设置和调节的功能。
通过设置按键可以实现修改时间、调节闹钟等功能。
按键电路需要与单片机进行接口连接，通过读取按键的输入信号来实现对时钟的操作。
4.供电电路供电电路为电子时钟提供电源，通常使用直流电源。
供电电路需要满足单片机和其他电路的电源需求，同时还需要考虑电源的稳定性和保护措施等。
二、软件设计1.系统初始化系统初始化主要包括对单片机进行外设初始化、时钟初始化和状态变量初始化等。
通过初始化将各个外设配置为适合电子时钟功能运行的状态，并设置系统初始时间、闹钟时间等。
2.计时功能计时功能是电子时钟的核心功能，通过使用定时器和中断技术来实现。
通过设置一个固定时间间隔的定时器中断，单片机在每次定时器中断时对计时寄存器进行增加，实现时间的累加。
同时可以将计时结果转化为小时、分钟、秒等形式。
3.显示功能显示功能通过将计时结果传输到显示器上，实现时间信息的显示。
通过设置显示器的控制信号，将时间信息依次发送到各个显示单元上，实现数字或字符的显示功能。
数字电子钟仿真实习报告
数字电子钟仿真实习报告一、前言随着电子技术的飞速发展，数字电子钟已经成为日常生活中不可或缺的计时工具。
为了更好地了解数字电子钟的原理和设计方法，本次实习选择了数字电子钟仿真实习项目，通过使用Proteus软件进行仿真设计，掌握了数字电子钟的电路原理和编程技巧。
二、数字电子钟的原理数字电子钟主要由时钟发生器、分频器、计数器、显示器等部分组成。
其中，时钟发生器产生基准时钟信号，分频器将时钟信号分频得到秒信号，计数器对秒信号进行计数，显示器用于显示当前时间。
三、仿真设计1. 电路设计本次实习采用51单片机作为主控制器，利用Proteus软件设计了一个简单的数字电子钟电路。
电路主要包括51单片机、时钟芯片DS1302、数码管、按键、电阻等元件。
2. 程序设计根据电路设计，编写相应的C语言程序，实现数字电子钟的功能。
程序主要分为以下几个部分：（1）初始化部分：对51单片机和DS1302进行初始化，确保各个接口正常工作。
（2）时间显示部分：通过循环语句实现数码管的动态扫描显示，显示当前时间。
（3）时间设置部分：通过按键实现时间的增减调整，设置完成后保存设置值。
（4）闹钟功能部分：设置闹钟时间，当到达闹钟时间时，通过蜂鸣器进行提示。
四、实习结果与分析1. 实习结果通过Proteus软件对数字电子钟电路进行仿真，观察到数码管能够显示当前时间，通过按键可以进行时间设置和闹钟设置，到达闹钟时间时，蜂鸣器发出提示音。
2. 实习分析（1）掌握了51单片机的硬件接口和编程方法，了解了DS1302时钟芯片的使用方法。
（2）学会了使用Proteus软件进行电路设计和仿真，提高了动手实践能力。
（3）通过本次实习，对数字电子钟的原理和设计方法有了更深入的了解。
五、总结通过本次数字电子钟仿真实习，不仅提高了自己的数字电路设计能力，还对编程技巧和Proteus软件的使用有了更深入的认识。
同时，本次实习使我明白了理论知识与实际操作相结合的重要性，为今后的学习和工作打下了坚实的基础。
EDA设计(II)实验报告数字电子钟
EDA设计（II）实验报告-数字电子钟实验报告：数字电子钟一、实验目的本实验旨在通过使用EDA设计软件，设计并实现一个具有时、分、秒功能的数字电子钟。
通过学习使用EDA工具，掌握数字电路设计的基本步骤和技巧，培养实践能力和创新思维。
二、实验原理数字电子钟是一种以数字形式显示时间的装置，它利用了时、分、秒的计时原理。
核心部分包括一个时钟发生器，用于产生标准时间信号，以及一个计数器，用于对时间进行计数并显示。
此外，还需要一些控制逻辑来控制时、分、秒的进位和显示。
三、实验步骤1.设计准备：在开始设计之前，首先明确设计要求和功能。
考虑到实验的复杂性和可实现性，我们采用最简单的电路结构，即基于计数器和译码器的数字电子钟。
2.绘制电路图：使用EDA设计软件（如Quartus II）绘制电路图。
首先创建新项目，然后添加必要的元件（如74LS192计数器、74LS248译码器等），并根据设计要求连接元件。
3.编写程序：使用硬件描述语言（如VHDL或Verilog）编写计数器和译码器的程序。
确保程序能够实现所需的功能，并进行仿真测试。
4.编译和下载：将程序编译成可下载的配置文件，然后下载到FPGA开发板上。
5.硬件测试：连接开发板到PC，启动程序，观察数字电子钟的显示情况。
检查时间是否准确，各部分功能是否正常。
6.性能评估：对数字电子钟的性能进行评估，包括计时精度、稳定性等指标。
根据评估结果对设计进行优化。
四、实验结果与分析1.设计结果：经过上述步骤，我们成功地设计并实现了一个基于FPGA的数字电子钟。
通过EDA软件和硬件描述语言，我们实现了计数器和译码器的功能，并完成了程序的编写和下载。
2.性能分析：经过测试，我们的数字电子钟具有较高的计时精度和稳定性。
时间显示准确，各部分功能正常。
这表明我们的设计是成功的。
3.优化方向：虽然我们的数字电子钟已经具有较好的性能，但仍有一些方面可以优化。
例如，可以考虑添加更多的功能，如闹钟、温度显示等；也可以进一步优化电路结构，降低成本和提高性能。
数字电子钟设计实训报告
数字电子钟的设计【摘要】本系统由晶体振荡器、分频器、计数器、译码器、七段译码显示器和校准、报时电路组成，采用了CMOS或TTL系列(双列直插式)中小规模集成芯片。
总体方案设计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，进行了各单元电路设计，总体安装、制作及调试。
数字钟是一种计时装置，不仅能替代指针式钟表，还可以运用到定时控制、自动计时及时间程序控制等方面，应用广泛。
【关键词】石英晶振、分频器、计数器、译码器、七段译码显示器、校准、整点报时。
第一章数字电子钟总体方案1.1数字电子钟总体方案的确定数字电子钟组成一般由振荡器、分频器、计数器、译码器及显示器等几部分组成。
石英振荡器产生的时标信号送到分频器，分频电路将时标信号分成秒脉冲，秒脉冲送入计数器进行计数，并把累计结果以“时”、“分”、“秒”的数字显示出来。
“秒”的显示由两级计数器和译码器组成的六十进制计数器电路实现，“分“的显示电路与“秒”相同。
“时”的显示由两极计数器和译码器组成的二十四进制计数器电路实现。
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，一般用石英晶体振荡器加分频器来实现。
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0进行七段显示译码器译码，通过六位七段译码显示器显示出来。
整点报时电路根据计时系统的输出状态产生一脉冲信号，然后去触发一音频发生器实现报时。
校时电路时用来对“时”、“分”显示数字进行校对调整的。
数字电子钟总体方案框图图1.1.1 数字电子钟组成框图1.2数字电子钟电路组成数字电子钟组成一般由振荡器、分频器、计数器、译码器及七段译码显示器等几部分组成（如图1.2.1所示）。
数字电子钟设计报告(显示、调整、报时、万年历、闹钟、秒表)
目录一、引言 (2)二、方案论证选择 (3)2.1设计要求 (3)1.基本要求 (3)2.发挥部分 (3)2.2系统框图 (3)分钟+调整 (3)秒钟 (3)时钟+调整 (3)秒表 (3)闹钟功能 (3)定时报闹 (3)万年历功能 (3)三、电路仿真与设计 (4)3.1核心芯片及芯片管脚图 (4)3.2时、分计数电路模块设计 (4)3.3切换电路模块设计 (5)3.4调整电路模块设计 (6)（1）方案一：利用74125的三态。
(6)（2）方案二：利用74162的置数端（LOAD），置数调整。
(7)3.5整点报时电路模块设计 (8)3.6秒表电路模块设计 (9)3.6定时报闹电路模块设计 (11)3.7万年历电路模块设计 (12)四、遇到的问题.......................................................................... 错误！未定义书签。
五、心得体会.............................................................................. 错误！未定义书签。
一、引言电子钟亦称数显钟（数字显示钟），是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械时钟相比，直观性为其主要显著特点，且因非机械驱动，具有更长的使用寿命，相较石英钟的石英机芯驱动，更具准确性。
电子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、剧院、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大地方便。
相对于其他时钟类型，它的特点可归结为“两强一弱”：比机械钟强在观时显著，比石英钟强在走时准确，但是它的弱点为显时较为单调。
数字钟的核心即数字电子技术课程中有关时序逻辑电路、组合逻辑电路的内容。
这些也是我们学电子的学生应该掌握的最基本知识。
通过这次试验，不仅可以加深我对数字电子技术课程的理解，也可以提高自己的动手能力以及实际问题中解决问题的能力，培养对数字电子技术的兴趣。
数字电子钟设计与仿真
数字电子钟的设计与仿真摘要：本文介绍了一种数字电子钟的设计与仿真。
数字电子钟的设计涉及到模拟电子技术与数字电子技术。
其中，绝大部分是数字部分：逻辑门电路、数字逻辑表达式、计算真值表与逻辑函数间的关系、编码器、译码器显示等基本原理。
是典型的时序逻辑电路，包含了计数器、二进制数、八进制数、十六进制、二十四进制、十进制数的概念。
关键词：数字电子钟；振荡器；计数器；时序逻辑电路；校正；报时中图分类号：tp311.521数字电子钟概述数字电子钟的逻辑框图1-1所示。
它由555集成芯片构成的振荡电路、分频器、计数器、显示器组成。
555集成芯片构成的振荡电路产生信号经过分频器作为秒脉冲，秒脉冲送入计数器，计数结果通过“日”、“时”、“分”、“秒”译码器显示时间。
图1-1数字电子钟的逻辑框图工作原理：振荡器产生的稳定的高频脉冲信号，作为数字钟的时间表基准，它将时标信号送到分频器，再经过分频器输出标准秒脉冲，即将时标信号分成每秒一次的方波信号。
秒信号送入计数器进行计数，秒计数计满60后向分。
2单元模块2.1电源模块。
电源电路如图2-1所示，220v交流电经变压器变为9v交流电，后经整流(全波整流)、滤波(470μf电容)、稳压(w7805)输出+5v直流电。
图2-1给出了电源电路。
在变压器次级交流电压为正半周时，即a为正b为负时，二极管、导通，、截至。
电流流过的路径是：从a点出发，经二极管、负载，再经回到b点。
如图2-1实线所示。
若忽略二极管的正向压降，可以认为上的电压≈。
当为负半周，即a为负b为正时，二极管、导通，、截至。
图2-1稳压源电路电流的通路是从b点出发，经、负载回到a点。
如图2-1中虚线所示。
若忽略二极管的正向压降 =- 。
从图上看出，无论的正、负半周如何变换，流经的电流方向始终不变，即由c→d。
四只二极管中对应桥臂上的两只为一组，两组轮流导通。
在负载上，即可得到全波脉冲的直流电压和电流。
因为这种整流属于全波整流类型。
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数字电子钟的设计与仿真
作者：朱曾志
来源：《计算机光盘软件与应用》2013年第08期
摘要：本文介绍了一种数字电子钟的设计与仿真。
数字电子钟的设计涉及到模拟电子技术与数字电子技术。
其中，绝大部分是数字部分：逻辑门电路、数字逻辑表达式、计算真值表与逻辑函数间的关系、编码器、译码器显示等基本原理。
是典型的时序逻辑电路，包含了计数器、二进制数、八进制数、十六进制、二十四进制、十进制数的概念。
关键词：数字电子钟；振荡器；计数器；时序逻辑电路；校正；报时
中图分类号：TP311.52
1数字电子钟概述
数字电子钟的逻辑框图1-1所示。
它由555集成芯片构成的振荡电路、分频器、计数器、显示器组成。
555集成芯片构成的振荡电路产生信号经过分频器作为秒脉冲，秒脉冲送入计数器，计数结果通过“日”、“时”、“分”、“秒”译码器显示时间。
图1-1数字电子钟的逻辑框图
工作原理：振荡器产生的稳定的高频脉冲信号，作为数字钟的时间表基准，它将时标信号送到分频器，再经过分频器输出标准秒脉冲，即将时标信号分成每秒一次的方波信号。
秒信号送入计数器进行计数，秒计数计满60后向分。
2单元模块
2.1电源模块。
电源电路如图2-1所示，220V交流电经变压器变为9V交流电，后经整流(全波整流)、滤波(470μF电容)、稳压(W7805)输出+5V直流电。
图2-1给出了电源电路。
在变压器次级交流电压为正半周时，即A为正B为负时，二极管、导通，、截至。
电流流过的路径是：从A点出发，经二极管、负载，再经回到B点。
如图2-1实线所示。
若忽略二极管的正向压降，可以认为上的电压≈ 。
当为负半周，即A为负B为正时，二极管、导通，、截至。
图2-1稳压源电路
电流的通路是从B点出发，经、负载回到A点。
如图2-1中虚线所示。
若忽略二极管的正向压降 =- 。
从图上看出，无论的正、负半周如何变换，流经的电流方向始终不变，即由C→D。
四只二极管中对应桥臂上的两只为一组，两组轮流导通。
在负载上，即可得到全波脉冲的直流电压和电流。
因为这种整流属于全波整流类型。
2.2秒脉冲发生模块。
双极型555定时器由电阻分压器、比较器、基本RS触发器、双极型三极管T和输出缓冲器组成，其外部有八个引脚，第8脚为电源端，第1脚为接地端，第3脚为输出端，第4脚为直接复位端，第5脚为控制电压输入端，第6脚为复位控制端，第2脚为置位控制端，第7脚为放电端。
如图2-2所示为555定时器引脚图。
图2-2555定时器引脚图
2.3计数模块。
74LS161是具有异步清0、置数、计数、保持等功能的4位同步二进制加法计数器，图2-3为其引脚排列和逻辑符号，逻辑功能见表2-1。
图2-374LS161引脚排列和逻辑符号
（1）功能说明。
CLR端出现低电平0时，使Qa~Qd直接清0，即与CLK脉冲无关；CLR=1，LOAD=0时，在CLK脉冲下降沿将4位二进制数a~d置入Qa~Qd，称为同步置数；CLR=LOAD=1，在ENT=ENP=1时，对CLK脉冲进行同步加法计数(下降沿翻转)；
CLR=LOAD=1、ENT•ENP=0时，计数器数值保持不变；进位输出RCO=ENT•QdQcQbQa。
即全为1时有进位(RCO=1)；
74LS161通过CLR和LOAD可以方便的组成小于16的任意进制计数器，按异步清0法将Qd和Qb通过与非门反馈到CLR实现十进制计数。
（2）功能表
表2-174LS161功能表
输入输出
CLRLOADENPENTCLKAB CD Qa QbQcQd
清0 0XX X X X X X X 0 0 0 0
置数10X X ↑ a b c d a b c d
计数111 1↑X X X X 计数
保持 0 X
11X XX X X
X 0 保持
2.4显示模块。
74LS248(BCD码七段译码器兼驱动器)其管脚图如下图2-4所示。
现将各管脚功能介绍一下：
A、B、C、D是BCD码输入端；a,b,c,d,e,f,g是输出端。
试灯输入端：低电平有效。
当＝0时，数码管的七段应全亮，与输入的译码信号无关。
本输入端用于测试数码管的好坏。
动态灭零输入端：低电平有效。
当＝1、＝0、且译码输入为0时，该位输出不显示，即0字被熄灭；当译码输入不全为0时，该位正常显示。
本输入端用于消除无效的0。
如数据0034.50可显示为34.5。
灭灯输入/动态灭零输出端：这是一个特殊的端钮，有时用作输入，有时用作输出。
当作为输入使用，且＝0时，数码管七段全灭，与译码输入无关。
当RBOBI/作为输出使用时，受控于和：当＝1且＝0时，＝0；其它情况下＝1。
本端钮主要用于显示多位数字时，多个译码器之间的连接。
图2-474LS248管脚图
共阴极七段LED显示器系统用七段发光二极管来显示译码器输出的数字，显示器有两种：共阳极显示器或共阴极显示器。
74LS48译码器对应的显示器是共阴极显示器。
3数字电子钟电路的仿真与调试
3.1 仿真软件简介。
NI Multisim软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真，能够快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。
凭借NI Multisim，您可以立即创建具有完整组件库的电路图，并利用工业标准SPICE模拟器模仿电路行为。
3.2 电路的仿真。
按照原理图逐部分仿真，先仿真数字电子钟的秒部分，然后分部分和时部分，最后是日部分。
仿真秒部分时，应先仿真显示器而后是74LS248译码器，然后是
74LS161计数器组成的60进制计数器。
然后按上述顺序分别连接分、时、日部分。
如图3-1所示
图3-1秒单元仿真示意图
3.3数字电子钟的实现
（1）数字电子钟的完整电路图见附录仿真图。
（2）数字电子钟的工作原理：首先给秒个位的INA端输入一个标准秒脉冲信号(此信号即为555脉冲发生器产生的标准脉冲信号，其校准方法如下：
J1，J2，J3开关都打向上边时，数字钟开始计数，其中，秒、分为60进制计数，时为24进制计数,星期为七进制。
J2，J3打向上边，J1打向下边时，可以进行校分功能：即每拨动校时开关J1一次，计数器开始计数，多次脉冲后就可以进行准确校时。
J2打向下边，J3，J1打向上边时，可以进行校时功能，其方法与校分的方法相同。
J3打向下边，J2，J1打向上边时，可以进行校日期功能，其方法与校分的方法相同。
3.4调试方法
（1）首先调试555定时器。
用示波器观察555定时器输出波形，确定555定时器是否正常工作，振荡频率是否是2Hz。
调节电位器R1，使555定时器产生频率为2Hz的方波信号。
（2）调试分频器。
用示波器观察分频器输出波形，确定信号频率是否是1KHz。
（3）调试计数、译码显示电路。
将秒信号输送给秒计数器、分计数器、和时计数器，观察各计数器是否工作正常。
（4）调试校时电路。
观察校时电路是否起到校时作用。
（5）整体调试。
各部分电路连接起来，观察电子钟是否正常工作。
参考文献：
[1]杨欣.电子设计从零开始[M].北京:清华大学出版社,2005:43-47.
[2]谢嘉奎.电子线路[M].北京:高等教育出版社,2003.
[3]夏路易,石宗义.电路原理图与电路设计教程Protel99SE[M].北京:北京希望电子出版
社,2002.。