数字计时器的设计

摘要：本系统由石英晶体振荡器、分频器、计数器、译码器、LED显示器和校分电路组成，采用了中小规模集成芯片。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，扩展电路完成数字计时器的扩展功能，进行了各单元设计，总体调试。多功能数字计时器可以完成0分00秒-9分59秒的计时功能，并在控制电路的作用下具有开机清零、快速校分、整点报时功能。

关键词：石英晶振器；分频器；计数器；译码器；LED显示器

1设计电路的内容和功能要求

1.1设计内容简介

综合运用所学的数字逻辑电路和系统设计的知识，学会在单元电路的基础上进行小型数字系统的设计，提高自己选择器件及解决实际问题的能力。

要求设计一个数字计时器，可以完成0分00秒~9分59秒的计时功能且计时准确，并在控制电路的作用下具有开机清零、快速校分、整点报时的功能。

1.2设计功能要求

（1）设计一个脉冲发生电路，为计时器提供秒脉冲、为报时电路提供驱动蜂鸣器发声的脉冲信号；

（2）设计计时和显示电路，完成0分00秒~9分59秒的计时和显示功能；

（3）设计清零电路，具有开机自动清零的功能，并在任何时候，按

动清零开关，就可以实现计时器清零；

（4）设计校分电路，在任何时候，按下校分开关，可以进行快速校分；

（5）设计报时电路，使数字计时器从9分53秒开始报时，每隔二秒发一声，共发三声低音，一声高音；即9分53秒、9分55

秒、9分57秒发低音（频率1KHz）,9分59秒发高音（频率

2KHz）；

（6）系统级联调试，将上述电路进行级联完成计时器的所有功能；

（7）可增加数字计时器的附加功能，例如数字计时器定时功能、秒表功能、报整点时数功能等。

2设计电路原理框图

图2-1 原理框图

3电路工作原理及逻辑原理图

3.1工作原理

数字计时器是由脉冲发生电路、计时和显示电路、清零电路、校分

电路和报时电路和其它附加电路等几部分组成的，电路由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器等元件构成，可以分为。振荡器产生的脉冲信号经过分频器分频作用后为秒脉冲，秒脉冲送入计数器，计数器计数并且通过“时”、“分”、“秒”译码器显示时间。校分电路实现对“分”上数值的控制，而不受秒十位是否进位的影响，报时电路通过1kHz 或2kHz 的信号和要报时的时间信号进行“与”的运算来实现的定点报时的。

3.2 整体电路逻辑图

图3-1 整体逻辑图

4 各单元电路原理及逻辑设计

4.1 脉冲发生电路

U13

O122O133RTC

O37MR 12RS

O45O54O66O714O813O915O111CTC 9U2B

74LS74N

~1Q

~1CLR

1CLK 3

~1PR

4Y1

22M

C210pF

C120pF VCC

2KHz 1KHz

2Hz

32768Hz

图4-1 脉冲发生电路图

脉冲发生电路是为计时电路提供计数脉冲的，所以需要产生1Hz的脉冲信号。采用石英晶体振荡器和分频器构成。

晶体振荡器是构成数字计时器的核心，它保证了计时的准确及稳定。这里使用晶振的频率为32768Hz。晶体振荡器的振荡信号的频率与振荡电路中的RC元件的数值无关，因此，这种振荡电路输出的是准确度极高的信号。晶体振荡器输出频率较高，为了得到1Hz的秒信号输入，需要对振荡器的输出信号进行分频。通常实现分频器的电路是计数器电路，一般采用多级二进制计数器来实现。例如，将32768Hz的振荡信号分频为1Hz的分频倍数为32768(215)，即实现该分频功能的计数器相当于15级二进制计数器。

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。CD4060计数为14级（214）二进制计数器，可以将32768HZ的信号分频为2Hz。

4.2 计时和显示电路

图4-2 显示电路图

计时电路有分计时，秒十位计时和秒个位计时三个部分构成。分计时器和秒个位计时器为十进制计数器CD4518，秒十位计数器为4位二进制同步计数器74LS161。

秒个位计时单元为十进制计数器CD4518，无需进制转换，引脚10 (上升有效)与1Hz 秒输入脉冲信号相连，引脚14（Q3）可作为向前的进位信号与秒十位计时单元的引脚2相连。

秒十位计时单元为十进制计数器，需要转换为六进制计数器，转换

4518clr1CP GND

2Q12Q2

方法采用反馈置数法，具体方法如下：把引脚14（Q1）、引脚12（Q3）接入74LS00，并把74LS00的引脚六接到74LS161的引脚9（LD），因为（0101）2=（6）10。

分位计时单元为十进制计数器CD4518，无需进制转换，把74LS161的引脚12（Q3）接到分计时电路CD4518的引脚2（上升有效），作为进位信号。级联组装时，则要把分计时电路CD4518的引脚2（上升有效）接到快速校分的输出端。

显示电路由CD4511和LED数码管构成。CD4511把输入的二进制信号翻译成十进制数字，再由数码管显示出来。这里的LED数码管是采用共阴的方法连接的并且接入1KΩ的限流电阻。

4.3清零电路

VCC

27uF

图4-3 清零电路图

清零电路使用RC充放电回路和施密特整形电路组成。主要是连接到计时和显示电路中的CD4518和74LS161的清零（CLR）端，实现上述功能。

4.4 校分电路

图4-4 校分电路图

当重新接通电源或走时出现误差时都需要对时间进行校正，所以计时器应当具有校分的功能。实现思路为首先截断正常的计数通路，然后再将频率较高的脉冲信号（2Hz ）加到秒脉冲输入端，校正好后，再转入正常计时状态即可。

4.5 报时电路

图4-5 报时电路图

3Q43Q12Q12Q3

报时电路在9分53秒、9分55秒、9分57秒以1KHz接通蜂鸣器，9分59秒以2KHz接通蜂鸣器。分、秒十位均部变化，分别为9和5，74LS21（U3B）引脚3输出高电平时蜂鸣器鸣叫。

4.6所用电器元件引脚及真值表

4.6.1译码器（CD4511）

图4-6 CD4511译码器图

表4-1 CD4511 真值表4.6.2分频器( CD4060)

图4-7 CD4060 分频器图

1CP 0CP CP Cr 功能

↓ ↓ ↑ 0 计数任意 0

1 复位

表4-2 CD4060分频器真值表

4.6.3 BCD 码计数器（CD4518）

图4-8 CD4518 BCD 码计数器图输入输出

EN D Q C Q B Q A Q

清零 1 X X 0 0 0 0

计数0 ↑ 1 BCD码加法计数

保持0 X 0 保持

计数0 0 ↓BCD码加法计数

保持0 1 X 保持

表4-3 CD4518 BCD码计数器真值表4.6.4四位二进制计数器（74LS161）

图4-9 74LS161四位二进制计数器图

输入输出CP Cr LD1S0S D C B A D Q C Q B Q A Q CC Q 清零X 0 X X X X X X X 0 0 0 0 0 送数↑ 1 0 X X d c b a d c b a 0-1 计数↑ 1 1 1 1 X X X X 二进制计数

保持X 1 1 0 1 X X X X 不变

保持X 1 1 1 0 X X X X 不变

表4-4 74LS161四位二进制计数器真值表

4.6.5D触发器（74LS74）

图4-10 74LS74 D触发器图

cp s R Qn Qn+1

X X X X Qn

↑0 0 0 0

↑0 0 1 1

↑0 1 0 0

↑0 1 1 0

↑ 1 0 0 0

↑ 1 0 1 1

↑ 1 1 0 X

↑ 1 1 1 X

表4-4 74LS74 D触发器真值表4.6.6二入与非门（74LS00）

图4-11 74LS00 二入与非门图4.6.7非门（CD4069）

图4-12 CD4060 非门图4.6.8二入或门（74LS32）

图4-13 74LS32二入与非门图4.6.9四入与门（74LS21）

图4-14 74LS21四入与门图

4.6.10共阴极数码管

图4-15 共阴极数码管图

5电路安装与调试说明

5.1电路检查

对照电路图检查电路器件是否连接正确，比如器件引脚、电容极性、电源线、地线是否都接正确，连接是否牢靠，电源的数值与方向是否符合设计要求。

5.2按照功能模块分别调试

把每一基本电路分别调试，使之达到正常功能要求，然后才能把它们连接成整机，进行整体调试。

5.3连接调试过程中遇到的问题及解决方法

5.3.1整体布局及线路颜色的重要性

整体布局非常重要，一开始我就没有对元器件进行整体布局导致后面电路的连接线拉得很长而且比较乱，必须对布局做适当调整。

布线颜色也比较重要，因为此次设计电路还是比较复杂，整体电路由5个基本电路构成，基本电路内部使用蓝色线连接，基本电路间

的连接采用黄线进行连接，电源线用红色，接地线用黑色等，便于后期的检查。

5.3.2LED数码管始终显示“0”

因为在进行调试时，没有禁止CD4518和74LS161的清零功能。可以把CD4518的CLR端接“-”，74LS161的CLR端接“+”。

5.3.3基本电路调试时秒十位计时进制错，能显示6，7，等

基本电路调试时反馈置数法没有起作用，因为74LS00没有连接进去，所以基本电路分别调试时，其它基本电路的一些器件也要暂时连接进去，以使电路正常工作。

5.3.4基本电路调试时分不能进位

没有把74LS161的Q3（引脚12）接到分的CD4518的EN（引脚2），正确连接后问题解决。

5.3.5基本电路调试时校分电路不起作用

检查发现连线完全正确，但是两个74LS00没有连接电源，连接电源后正常。由此可见，使用集成器件时，一定不能忘记要接电源。

5.3.6级联调试时分显示不正常

因为基本调试时临时提供分进位的那个线没有拆去，拆去后正常。

5.3.7级联调试时报时电路不正常

电路图对器件的标注上不够清晰，预习不充分，导致在连接报时电路时错误地把两个74LS21当作一组连。

错误地把2KHz和1KHz看作2Hz和1Hz进行连接，而且没有

分清蜂鸣器具有正负极，导致正负极接反，蜂鸣器不工作。

5.3.8三极管NPN引脚判别方法

使用口诀：平面对自己，从左向右ebc即可轻松判断。

5.3.9接线

一定要接实，因为虚接出错很能查找，因此养成良好的习惯很重要。

6对电路的改进意见

6.1电路的改进

（1）在开关处加一个RS锁存器可以消颤，使输入更稳定。

（2）系统在运行时有一定的误差，其原因是晶体振荡的特点所决定的，同时与芯片的内部结构有关。有时会出现跳字现象，解决这些误差的方法是提高石英晶体振荡器的稳定性及使用精度较高的电容等。

6.2电路的创新设计

可以设计成报整点时数电路，该电路功能可分为阶段进行①秒进位脉冲来到时分计数器加1；②报时计数器应记录下此时的分数；③报时计数器开始做减法运算，每减一个脉冲，报时电路鸣叫一次，直至计数器值为零。

7收获体会及建议

7.1收获和体会

电工电子综合实验运用所学《数字逻辑电路》中的理论知识，使我在设计过程中对理论知识有了更为深刻的了解和认识，使学到的知识相互融会贯通，同时也是较好的检验我们所学知识的好机会。

在数字计时器课程设计过程中，我认为最重要的就是有个清晰的思路，还要学会如何搜集和查阅有关资料。其次在课程设计中更进一步地熟悉了集成元件的结构及掌握了各集成元件的工作原理和具体的使用方法。在连接六进制、二进制的进位接法中，要求熟悉逻辑电路及其芯片各引脚的功能，那么在电路出错时便能准确地找出错误所在并及时纠正了。此次数字计时器设计要求能按照电路图接出来，并能正常工作。

数字电路连接复杂，因此需要我们连接时要有好的布局和合理的布线规则，如将电源线、地线、传输线、暂时产生的线分别开来，用不同的颜色，或者以基本电路的形式分开，为以后查错或改进带来极大的方便。

细心与耐心是不可或缺的，特别是在连接每一根线时，既要注意剥线的长短要适中，走线时要成直线直角，使电路板连线清晰美观，最重要的是检查时特别方便。

总的来说，通过这次电工电子综合实验更进一步地增强了自己实验的动手能力。指导老师给予了我们很大的帮助，教了一些解决问题的方法。在以后的学习过程中，我相信我会做的更好！

7.2建议

（1）建议老师在我们动手制作之前应先告诉一些关于所做电路的元件资料名称，便于我预习查找，也使我们后期连线更加方便。

（2）教我们一些检测电路的方法，还有关于检测芯片的方法，这样出现问题之后可以更有针对性地检查，而不是对照图纸一根线一根线的检查。

8附录

8.1电工电子综合实验物品清单

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

数字钟设计(带仿真和连接图)

- 数字电子技术课程设计报告题目：数字钟的设计与制作：专业：电气本一班学号：姓名：指导教师：时间： - —

一、设计内容数字钟设计 … 技术指标：（1）时间以24小时为周期；（2能够显示时,分,秒; （3）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; (4)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; (5)为了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、设计时间：第十五、十六周三、设计要求：（1）画出设计的电路原理图； $ (2) 选择好元器件及给出参数，在原理图中反应出来；（3）并用仿真软件进行模拟电路工作情况；（4）编写课程报告。

！摘要数字钟实际上是一个对标准频率（1Hz）进行计数的计数电路。振荡器产生的时钟信号经过分频器形成秒脉冲信号，秒脉冲信号输入计数器进行计数，并把累计结果以“时”、“分”、“秒”的数字显示出来。秒计数器电路计满60后触发分计数器电路，分计数器电路计满60后触发时计数器电路，当计满24小时后又开始下一轮的循环计数。一般由振荡器、分频器、计数器、译码器、数码显示器等几部分组成。振荡电路：主要用来产生时间标准信号，因为时钟的精度主要取决于时间标准信号的频率及稳定度，所以采用石英晶体振荡器。分频器：因为振荡器产生的标准信号频率很高，要是要得到“秒”信号，需一定级数的分频器进行分频。计数器：有了“秒”信号，则可以根据60秒为1分，24小时为1天的进制，分别设定“时”、“分”、“秒”的计数器，分别为60进制，60进制,24进制计数器，并输出一分，一小时，一天的进位信号。译码显示：将“时”“分”“秒”显示出来。将计数器输入状态，输入到译码器，产生驱动数码显示器信号，呈现出对应的进位数字字型。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可以对分和时进行校时。另外，计时过程要具有报时功能，当时间到达整点前10秒开始，蜂鸣器1秒响1秒停地响5次。 } 为了使数字钟使用方便，在设计上使用了一个变压器和一个整流桥来实现数字钟电能的输入，使得可以方便地直接插入220V的交流电就可以正常地使用了。关键词数字钟振荡计数校正报时

《数字逻辑》数字时钟课程设计报告资料

《数字逻辑》课程设计报告题目数字时钟学院（部）信息工程学院专业计算机科学与技术班级计算机一班学生姓名学号20132402 6 月29 日至 7 月 3 日共1 周指导教师（签字）

题目一．摘要：钟表的数字化给人们的生产生活带来了极大的方便，并且极大的扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报有这些，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，有着非常警、学校的按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、定时启闭路灯，甚至各种定时电气的自启用等。所现实的意义。本次数电课设我组设计的数字时钟是由石英晶体振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器、校时电路、报时电路和计时电路组成，石英晶体振荡器产生的信号经过分频器作为秒脉冲，秒脉冲送入计数器计数，计数结果通过“时”、“分”、“秒”译码器在七段显示器上显示时间。二．关键词：校时计时报时分频石英晶体振荡器三．技术要求： 1、有“时”、“分”、“秒”（23小时59分59秒）显示且有校时功能； 2、有计时功能，时钟不会在计时的时候停下。计时范围是0~99秒； 3、有闹铃功能，闹铃响的时间由使用者自己设置，闹铃时间至少一分钟； 4、要在七段显示器（共阴极6片）显示时间； 5、电子钟要准确正常地工作。四、方案论证与选择：钟表的是长期使用的器件，误差容易积累由此增大。所以要求分频器产生的秒脉冲要极其准确。而石英晶体产生的信号是非常稳定的，所以我们使用石英晶体产生的信号经过分频电路作为秒脉冲。秒脉冲信号经过6级计数器，分别得到“秒”、“分”、“时”的个位、十位的计时。由实际的要求，“秒”、“分”计数器为60进制的计数器，小时为24进制。由于74LS160十进制加法计数器易于理解使用，我们在设计各个计数器时都是由采用74LS160芯片级联构成。在计时部分，最小单位是0.01s，我们采用555多谐振荡器产生100HZ的信号作为秒脉冲进入一个4级计数器，计时范围是0~99秒。石英晶体

单片机电子时钟的设计

单片机电子时钟的设计 ----------- 基于单片机的电子时钟专业：运算机科学与技术班级：专升本1班小组成员：张琴张娜赵慧佩学号：23 24 25

基于单片机的电子时钟设计摘要 20世纪末，电子技术获得了飞速的进展，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进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。现代生活的人们越来越重视起了时刻观念，能够说是时刻和金钱划上了等号。关于那些对时刻把握专门严格和准确的人或事来说，时刻的不准确会带来专门大的苦恼，因此以数码管为显示器的时钟比指针式的时钟表现出了专门大的优势。数码管显示的时刻简单明了而且读数快、时刻准确显示到秒。而机械式的依靠于晶体震荡器，可能会导致误差。数字钟是采纳数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置。数字钟的精度、稳固度远远超过老式机械钟。在这次设计中，我们采纳LED数码管显示时、分、秒，以24 小时计时方式，依照数码管动态显示原理来进行显示，用12MHz的晶振产生振荡脉冲，定时器计数。在此次设计中，电路具有显示时刻的其本功能，还能够实现对时刻的调整。数字钟是其小巧，价格低廉，走时精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受宽敞消费的喜爱，因此得到了广泛的使用。 .

目录第一章绪论 1.1 数字电子钟的背景 (4) 1.2 数字电子钟的意义 (4) 1.3 数字电子钟的应用 (4) 第二章整体设计方案 2.1 单片机的选择 (5) 2.2 单片机的差不多结构 (7) 第三章数字钟的硬件设计 3.1 最小系统设计 (11) 3.2 LED显示电路 (14) 第四章数字钟的软件设计 4.1 系统软件设计流程图 (16) 4.2 数字电子钟的原理图 (19) 第五章系统仿真 5.1 PROTUES软件介绍 (20) 5.2 电子钟系统PROTUES仿真 (21) 第六章调试与功能说明 6.1 硬盘调试 (22) 6.2 系统性能测试与功能说明 (22) 6.3 系统时钟误差分析 (22) 6.4 软件调试问题及解决 (22) 附件：主程序 (23)

数字时钟的设计与仿真

湖北民族学院课程设计报告数字时钟设计与仿真课程：电子线路课程设计专业：电子信息科学与技术班级： 0312409 学号： 031240910 学生姓名：谢加龙指导教师：易金桥 2014年 06月 21日

信息工程学院课程设计任务书 2014-06-21

摘要基于单片机AT89c51设计而成的简易数字电子时钟，其主要功能皆由对单片机编程即由软件完成，外围硬件电路只包括报时电路、键盘输入电路和显示电路三个模块。具有外围硬件电路简单、运行功能可靠的优点。关键词：单片机时钟键盘输入显示

目录 1、系统设计要求 (1) 1.1 基本功能 (1) 1.2扩展功能 (1) 2、硬件设计 (2) 2.1系统设计方案选择 (2) 2.2系统原理框图 (2) 2.3各单元的功能描述 (2) 2.4电路连接图 (2) 2.5元器件清单列表 (2) 2.6所用芯片的管脚图 (2) 3、软件设计 (3) 3.1主程序的流程图 (3) 3.2键盘扫描程序流程图 (3) 3.3发声程序流程图 (3) 3.4总程序 (3) 4、调试 (4) 4.1仿真调试 (4) 4.2硬件调试 (4) 5、总结 (5) 参考文献 (6)

1、系统设计要求 1.1 基本功能（1）、要求准确显示“时”、“分”、“秒”，24 小时制；（2）、具有整点报时功能，在每小时59 分51 秒、53 秒、55 秒、57 秒发出低音，59秒整发出高音；（3）、系统工作符合一般时钟要求。 1.2扩展功能：（1）、具有校时功能，用户可修改“时”、“分”，且互不影响；（2）、可切换12 小时制和24 小时制。

数字时钟课程设计方案设计方案

课程设计题目名称：数字时钟专业名称：电气工程及其自动化班级： ******** 学号： *******8 学生姓名： ******* 任课教师： *******

《电子技术课程设计》任务书

2．对课程设计成果的要求〔包括图表（或实物）等硬件要求〕：设计电路，安装调试或仿真，分析实验结果，并写出设计说明书,语言流畅简洁，文字不得少于3500字。要求图纸布局合理，符合工程要求，使用Protel软件绘出原理图（SCH）和印制电路板(PCB),器件的选择要有计算依据。 3．主要参考文献：⑴《电子技术课程设计指导》彭介华编，高等教育出版社，1997年10月 ⑵《数字电子技术》康华光编著高等教育出版社， 2001年要求按国标GB 7714—87《文后参考文献著录规则》书写。 4．课程设计工作进度计划：序号起迄日期工作内容初步设想和资料查询，原理图的绘画 1 2015.11.18-2015.12.21 仿真调试，元件参数测定，实物的拼接与测试 2 2015.12.21-2016.1.8 叙写设计报告，总结本次设计，论文提交 3 2016.1.8-2016.1.18 主指导教师日期：年月日

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。并且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。报告围绕此次数字钟的设计进行介绍、总结，包含了设计的步骤，前期的准备，装配的过程。在实装时，采用了74LS90进行计数，用CD4060产生秒脉冲，CD4511进行数码管转换显示，还要考虑电路的校时、校分，每块芯片各设计为几进制等等，最后实现了数字钟设计所要求的各项功能：时钟显示功能；快速校准时间的功能。关键字：数字时钟校时CD4511

基于FPGA的数字钟设计

摘要伴随着集成电路技术的发展, 电子设计自动化(EDA)技术逐渐成为数字电路设计的重要手段。基于FPGA的EDA技术的发展和应用领域的扩大与深入，使得EDA技术在电子信息，通信，自动控制，计算机等领域的重要性日益突出。本设计给出了一种基于FPGA的多功能数字钟方法，采用EDA作为开发工具，VHDL语言和图形输入为硬件描述语言，QuartusII作为运行程序的平台，编写的程序经过调试运行，波形仿真验证，下载到EDA实验箱的FPGA芯片，实现了设计目标。系统主芯片采用CycloneII系列EP2C35F672C8。采用自顶向下的设计思想，将系统分为五个模块:分频模块、计时模块、报时模块、显示模块、顶层模块。用VHDL语言实现各个功能模块, 图形输入法生成顶层模块. 最后用QuartusII 软件进行功能仿真, 验证数字钟设计的正确性。测试结果表明本设计实现了一个多功能的数字钟功能，具有时、分、秒计时显示功能，以24小时循环计时；具有校正小时和分钟的功能；以及清零，整点报时功能。关键词：EDA技术；FPGA；数字钟；VHDL语言；自顶向下

Abstract Accompanied by the development of integrated circuit technology, electro nic design automation (EDA) technology is becoming an important means of digital circuit design. FPGA EDA technology development and expansion of a pplication fields and in-depth, the importance of EDA technology in the field of electronic information, communication, automatic control, computer, etc. hav e become increasingly prominent. This design gives a FPGA-based multifunctional digital clock using ED A as a development tool, VHDL language and graphical input hardware descri ption language, the QuartusII as a platform for running the program, written procedures debugging and running, the waveform simulation downloaded to th e FPGA chip to achieve the design goals. The main system chip CycloneII series EP2C35F672C8. Adopted a topdw n design ideas, the system is divided into five modules: frequency module, ti ming module, timer module, display module, the top-level module. With VHD L various functional modules, graphical input method to generate the top-level module. Last QuartusII under simulation, to verify the correctness of the digi tal clock design. The test results show that the design of a multifunctional digital clock, with seconds time display, 24-hour cycle timing; has a school, cleared, and th e whole point timekeeping functions. Key words: EDA technology; FPGA; VHDL language; top-down; digital cloc k

数字时钟的Multisim设计与仿真

数字时钟的M u l t i s i m 设计与仿真 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】

数字电子技术课程设计学院：信息工程学院班级：电气二班姓名：刘君宇张迪王应博学号：

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、实现基础调研应用设计、逻辑设计、电路设计用Multisim 软件验证电路设计分析电路功能是否符合预期，进行必要的调试修改撰写Project 报告，提交Multisim 二、总体设计和电路框图 24 分、校时部分。主要由矩形波产生器、秒计数器、分计数器、时计数器、LED 图1. 数字钟电路框图七段显示数码管、时间校准电路，闹钟电路构成。五、结论由脉冲发生器、秒计数器、分计数器、时计数器、LED显示数码管设计了数字时钟电路，经过仿真得出较理想的结果，说明电路图及思路是正确的，可以实现所要求的基本功能：计时、显示精确到秒、时分秒校时。下页附设计感想和分工整点报时设计体会

刘君宇分工：完成电路设计，整点报时，闹钟，扩展功能）通过对软件Multisim的学习和使用，进一步加深了对数字电路的认识。在仿真过程中遇到许多困难，但通过自己的努力和同学的帮助都一一克服了。首先，连接电路图过程中，数码管不能显示，后经图形放大后才发现是电路断路了。其次，布局的时候因元件比较多，整体布局比较困难，因子电路不如原电路直观，最后在不断努力下，终于不用子电路布好整个电路。调试时有的器件在理论上可行，但在实际运行中就无法看到效果，所以得换不少器件，有时无法找出错误便更换器件重新接线以使电路正常运行。在整个设计中，计数器的接线比较困难，反复修改了多次，在认真学习其用法后采用归零法和置数法设计出60进制和24进制的计数器。同时，在最后仿真时，预置的频率一开始用的是1hz，结果仿真结果反应很慢，后把频率加大，这才在短时间内就能看到全部结果。总之，通过这次对数字时钟的设计与仿真，为以后的电路设计打下良好的基础，一些经验和教训，将成为宝贵的学习财富。

数字电子钟设计说明..

数字电子钟课程设计一、设计任务与要求 (1)设计一个能显示时、分、秒的数字电子钟，显示时间从00: 00: 00到23: 59: 59; (2)设计的电路包括产生时钟信号，时、分、秒的计时电路和显示电路(3)电路能实现校正 (5)整点报时二、单元电路设计与参数计算 1. 振荡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。 2. 分频器由于振荡器产生的频率很高，要得到秒脉冲需要分频，本实验采用一片74LS90 和两片74LS160实现，得到需要的秒脉冲信号。

3. 计数器秒脉冲信号经过计数器，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。（1）六十进制计数由分频器来的秒脉冲信号，首先送到“秒”计数器进行累加计数，秒计数器应完成一分钟之内秒数目的累加，并达到 60秒时产生一个进位信号。本作品选用一片74LS161和一片74LS160采取同步置数的方式组成六十进制的计数器。（2）二十四进制计数 “24翻1”小时计数器按照“ 00— 01—02,, 22—23— 00—01”规律计数。与生活中计数规律相同。二十四进制计数同样选用74LS161和74LS160计数芯片。但清零方式采用的是异步清零方式。 MMgM 加 EHagij Z 1 进位信号脉冲

电子时钟课程设计55026

. 单片机课程设计题目：电子时钟班级：姓名：学号：指导教师：设计时间：

摘要针对数字时钟的问题，利用8051单片机，proteus软件，vw(伟福)等软件，运用单片机中定时计数器T0,中断系统以及按键的控制实现了电子时钟的设计。设计的电子时钟通过数码管显示，并能通过按键的设计实现小时与分钟的调整。时间的启动与暂停等等。关键字：数字时钟；单片机；定时计数器 .

1 引言时钟，自他发明的那天起，就成为人类的朋友，但随着时间的推移，科学技术不断的发展，人们对时间计量的进度要求越来越高，应用越来越广。怎样让时钟更好地为人类服务，怎样让我们的老朋友焕发青春呢？这就要求人们不断设计出新型时钟。现金，高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器，由于电子钟，石英表，石英钟都使用了石英技术，因此走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要经常调校，数字式电子钟用集成电路计时时，译码代替机械式传动，用LED显示器代替指针显示器，减小了计时误差，这种表具有时、分、秒显示的功能，还可以进行时、分的校对，片选的灵活性好。时钟电路在计算机系统中起着非常重要的作用，是保证系统正常工作的基础。在一个单片机应用系统中，时钟有两方面的含义：一是指为保障系统正常工作的基准震荡定时信号，主要由晶振和外围电路组成，晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢；二是指系统的标准定时时钟，及定时时间，它通常有两种方法实现：一是软件实现，即用单片机内部的可编程定时/计数器来实现，但误差很大，主要用在对时间精度要起不高的场合；二是用专门的时钟芯片实现，在对时间精度要求很高的情况下，通常采用这种方法。本文主要介绍用单片机内部的定时计数器来实现电子时钟的方法，以单片机为核心，辅以必要电路，构成了一个单片机电子时钟。单片机应用系统由硬件系统和软件系统两部分组成。硬件系统是指单片机以及扩展的存储器、I\O接口、外围扩展的功能芯片以及接口电路。软件系统包括监控程序和各种应用程序。在单片机应用系统中，单片机是整个系统的核心，对整个系统的信息输入、处理、信息输出进行控制。与单片机配套的有相应的复位电路、时钟电路以及扩展的存储器和I\O接口，使单片机应用系统能够运行。在一个单片机应用系统中，往往都会输入信息和显示信息，这就涉及键盘和显示器。在单片机应用系统中，一般都根据系统的要求配置相应的键盘和显示器。配置键盘和显示器一般都没有统一的规定，有的系统功能复杂，需输入的信息和显示的信息量大，配置的键盘和显示器功能相对强大，而有些系统输入/输出的信息少，这时可能用几个按键和几个LED指示灯就可以进行处理了。在单片机应用系统在中配置的键盘可以是独立键盘，也可能是矩阵键盘。显示器可以是LED指示灯，也可以是LED数码管，也可 .

多功能数字时钟设计

课程设计报告学生姓名:刘佳学号：2017307010102 学院:电气工程学院班级:通信171 题目:多功能数字时钟设计指导教师：刘晓峰职称: 高级实验师指导教师：杨修宇职称: 实验师 2018 年 12 月 28 日

目录 1. 设计要求 (3) 2. 设计原理及框图 (3) 2.1 模块组成 (3) 3. 器件说明 (4) 4. 设计过程 (8) 4.1显示电路模块设计 (8) 4.2时钟脉冲电路模块设计 (9) 4.3计时模块电路设计 (10) 4.4计时校时控制模块电路设计 (11) 4.5整点报时与定点报时模块电路设计 (12) 5. 仿真调试过程 (13) 6. 收音机原理及焊接调试 (14) 6.1收音机原理 (14) 6.2收音机焊接工艺要求 (16) 6.3收音机调试过程 (16) 7. 设计体会及收获 (17)

1. 设计要求 (1)以24小时为一个计时周期，稳定的显示时、分、秒。 (2)当电路发生走时误差时，可以对所设计的时钟进行校时。 (3)电路有整点报时功能。报时声响为四低一高，最后一响高音正好为整点。 (4)电路具有闹钟功能，当闹钟所设定时间与时钟计时相同时，发出提示音，时长为一分钟。 2. 设计原理及框图 2.1 模块组成多功能数字时钟由时钟脉冲电路模块、秒计时模块、分计时模块、时计时模块、显示模块、计时校时控制模块、定点报时模块与整点报时模块组。如图1所示。图1 多功能数字时钟原理框图多功能数字时钟由时钟脉冲电路模块、秒计时模块、分计时模块、时计时模块、显示模块、计时校时控制模块、定点报时模块与整点报时模块组成。时钟脉冲电路模块由振荡电路与分频电路组成，为数字时钟提供秒脉冲信号、定点整点报时信号以及调试信号。计时电路包括“秒”计时、“分”计时与“时”计时电

基于Multisim的数字时钟设计

东北大学课程设计报告课程设计名称:数字电子技术课程设计专题题目：指导教师：学生姓名：学号：专业：计算机科学与技术班级：设计日期: 2017 年7 月 3 日~ 2017 年7 月7日

目录摘要 (3) Abstract (3) 第1章概述 (4) 1.1设计思路 (4) 1.2主要内容 (4) 第2章课程设计任务及要求 (5) 2.1 设计任务 (5) 2.2 设计要求 (5) 第3章系统设计 (6) 3.1 方案论证 (6) 3.2 系统设计 (6) 3.2.1 结构框图及说明 (6) 3.2.2 系统原理图及工作原理 (7) 3.3单元电路设计 (8) 3.3.1数字时钟秒脉冲信号的设计 (8) 3.3.2器件分析 (8) 3.3.3 计数器设计 (9) 3.3.4 计时电路设计 (11) 3.3.5 数字时钟电路设计 (12) 3.3.6 校时电路 (12) 3.3.7 整点报时 (13) 3.3.8 闹钟电路 (14) 第4章仿真调试 (16) 4.1时钟显示 (17) 4.1.1 时钟显示完整的00:00:00 (17) 4.1.2 时钟完整显示01:00:00 (17) 4.1.3 时钟完整显示23:59:59 (18) 4.1.4 仿真开关校准“秒”电路 (18) 4.1.5 仿真开关校准“分”电路 (19) 4.1.6 仿真开关校准“时”电路 (19) 4.2 整点报时 (20) 4.2.1 07:59:50—07:59:59报时 (20) 4.3 闹钟电路 (21) 4.3.1 7:59:00闹钟设定 (21) 第5章结论 (22) 第6章利用Multisim14.0仿真软件设计体会 (23) 参考文献 (23) 第7章收获、体会和建议 (24)

(完整版)数字电路课程设计--数字时钟

《数字时钟》技术报告概要数字钟是一个将“ 时”，“分”，“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。它的计时周期为24 小时，显示满刻度为23 时59 分59 秒。一个基本的数字钟电路主要由秒信号发生器、“时、分、秒、”计数器、译码器及显示器组成。由于采用纯数字硬件设计制作，与传统的机械表相比，它具有走时准，显示直观，无机械传动装置等特点。本设计中的数字时钟采用数字电路实现对“时” 、“分”、“秒” 的显示和调整。通过采用各种集成数字芯片搭建电路来实现相应的功能。具体用到了555 震荡器，74LS90 及与非，异或等门集成芯片等。该电路具有计时和校时的功能。在对整个模块进行分析和画出总体电路图后，对各模块进行仿真并记录仿真所观察到的结果。实验证明该设计电路基本上能够符合设计要求！一、系统结构。（1）功能。此数字钟能显示“时、分、秒”的功能，它的计时周期是24 小时，最大能显示23 时59 分59 秒，并能对时间进行调整和校对，相对于机械式的手表其更为准确。 2）系统框图

系统方框图 1 （3）系统组成。 1.秒发生器：由555 芯片和RC 组成的多谐振荡器，其555 上3 的输出频率由接入的电阻与电容决定。 2.校时模块：由74LS03 中的4 个与非门和相应的开关和电阻构成。 3.计数器：由74LS90 中的与非门、JK 触发器、或门构成相应芯片串接得到二十四、六十进制的计数器，再由74LS90 与74LS08 相连接而得到秒、分、时的进分别进位。 4.译码器：选用BCD 锁存译码器4511，接受74LS90 来的信号，转换为7 段的二进制数。

5.显示模块：由7 段数码管来起到显示作用，通过接受CD4511 的信号。本次选用的是共阴型的CD4511 。二、各部分电路原理。 1.秒发生器：555 电路内部（图2-1）由运放和RS 触发器共同组成，其工作原理由8处接VCC ，C1 处当 Uco=2/3Vcc>u11 时运放输出为1，同理C2 也一样。最终如图3 接口就输出矩形波，而形成的秒脉冲。图 2-2 555 功能表 2.校时模块：校时模块主要由74LS03中的4个与非门构成（图2-3），由其功能图看得出只要有一个输入端由H 到L 或者从L 到H 都会使输出端发生高低变化。因此通过开关的拨动产生高低信号从而对时、分处的计数器起到调数作用。

基于时钟的24小时计时器的设计

《数字与逻辑电路基础》课程设计——24小时计时器的设计姓名：学号：学院：任课教师：

目录 ....................................................................................... 错误！未定义书签。引言. (3) 摘要 (3) 74LS390介绍 (3) DCD-HEX数码管介绍 (4) 一、设计思路 (4) 二、设计框图 (5) 三、各个计时芯片的输出状态表 (5) 1.秒针低位输出状态表 ................................................. 错误！未定义书签。 2.秒针高位输出状态表 (6) 3.分针低位输出状态表 (6) 4.分针高位输出状态表 (6) 5.时针低位输出状态表（高位为0、1时） (7) 6.时针低位输出状态表（高位为2时） (7) 7.时针高位输出状态表 (7) 四、反馈置数设计分析 (8) 五、进位信号的输入端分析与选择 (8) 六、电路图绘制 (9) 七、用M ULTISIM仿真并进行截图 (9) 八、对仿真结果分析 (9)

引言现在的日常生活都离不开时间，有些时候就需要进行时间的计时，比如奥运会的比赛需要计时，汽车动力性能技术指标的测试也需要计时，上到卫星火箭，下到潜艇游轮，甚至做个课堂练习也要计时，生活中无时不刻都在都离不开计时器的应用。因此，精准计时器的设计与生产变得尤为重要。所以，本次设计将基于Multisim软件进行计时器的设计与仿真。摘要 24时计时器将采用6个74LS390芯片对各个计时位进行输出,6个七段数码管进行译码以及显示，采用反馈置数的方式进行各个位的计时进行清零（该芯片清零方式为异步清零）；根据设计框图分析先列出输出状态表，然后根据输出状态表结果进行电路的绘制；然后根据电路的绘制结果，在Multisim软件上进行电路设计与连接，最后进行计时器仿真截，图并且对仿真结果进行分析。 74LS390介绍 74LS390双2-5-10进制的异步计数器且为下降沿触发，从CPA输入计数脉冲，由QA输出产生2分频信号：CPB输入计数脉冲，由QD 输出可产生5分频信号。若在器件外部将QA于CPB相连，计数脉冲从CPA输入，即成为8421BCD码十进制计数器；若将QD与CPA相连，计数脉冲从CPB输入，便可成为5421BCD码十进制计数器，输出顺

数字电子钟仿真

数字电子钟课程总结题目：基于Multisim10.0的多功能电子钟的设计与仿真学院：电子工程学院专业：电子信息工程学号： 20121271008 姓名：卫丽业指导教师：蒋品群 2014年 05月

基于Multisim10.0的多功能电子钟的设计与仿真摘要: 数字钟是由555定时器电路产生1KHz秒时钟信号, 经过分频器分频后输出稳定的秒脉冲, 作为时间基准。秒计数器满60向分计数器进位,分计数器满60向时计数器进位, 时计数器以24为一个周期。计数器的输出经译码器送到数码管显示,可将时、分、秒在相应位置正确显示。计时出现误差或者调整时间时可以用校时电路进行时、分的调整,并实现整点报时功能。关键词: 数字钟分频器译码器校时电路整点报时电路定时器 1．概述主要是通过Multisim10.0软件作为应用平台,设计出电子数字钟逻辑电路,并在这个平台上进行仿真,验证它的工作状态是否正常,以实现要求的功能电路。 1.1 研究目标与任务设计一个24小时制的数字时钟。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。 1.2 研究步骤（1）根据要求，设计出比较合理的方案，选取合适的硬件器件，熟悉各个器件的性能；（2）通过Multisim10.0软件进行仿真和调试；（6）实验总结。 2．总体设计和电路框图 2.1 设计思路 1).由秒时钟信号发生器、计时电路、校时电路和整点报时电路构成。 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、分计数器的时钟信号为校时脉冲以完成校时。 2.2 电路框图

数字时钟的multisim设计与仿真.doc

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. 电路框图图1. 数字钟电路框图三、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。

2. 分、秒计时电路及显示部分在数字钟的控制电路中，分和秒的控制都是一样的，都是由一个十进制计数器和一个六进制计数器串联而成的，在电路的设计中我采用的是统一的器件74LS160D 的反馈置数法来实现十进制功能和六进制功能，根据74LS160D 的结构把输出端的0110（十进制为6）用一个与非门74LS00引到CLR 端便可置0，这样就实现了六进制计数。由两片十进制同步加法计数器74LS160级联产生，采用的是异步清零法。显示部分用的是七段数码管和两片译码器74LS48D 。 3. 时计时电路及显示部分由两片十进制同步加法计数器74LS160级联产生，采用的是同步置数法，u1输出端为0011（十进制为3）与u2输出端0010（十进制为2）经过与非门接两片的置数端。显示部分用的是七段数码管和两片译码器74LS48D 。图2. 时钟信号发生电路图3. 分秒计时电路

数字时钟课程设计报告

《电子线路课程设计报告》系另 1」：机电与自动化学院专业班级：电气及自动化技术1001 学生姓名：陈星涯指导教师：梁宗善 i=r （课程设计时间： 2012年1月3日——2012年1月13日）华中科技大学武昌分校 1.课程设计目的................................................. 3页 2.课程设计题目描述和要求....................................... 3页 2.1课程设计题目............................................. 3页

2.2课程设计要求............................................. 3页 3. ......................................................................................................... 比较和选定设计的系统方案.................................................... 4页 3.1数字钟的构成............................................. 4页 4.单元电路设计及工作原理....................................... 5页 4.1时基电路................................................. 5页 a. 多谐振荡器的工作原理................................... 5页 4.2计数器................................................... 7页 a.中规模计数器组件介绍.................................. 7页 b.60 进制计数器 .......................................... 8页 C.12 翻1计数器........................................... 9页 4.3译码器................................................... 10页 4.4显示器................................................... 10页 4.5校时电路................................................. 11页 4.6定时控制电路............................................. 12页 4.7仿广播电台正点报时电路................................... 13页 5.调试过程及分析............................................... 14页 5.1显示器故障排查........................................... 14页 5.2计数器调试及分析......................................... 15页 5.3校时电路的调试........................................... 16页 5.4增加抗干扰电路........................................... 16页 5.5闹时电路的调试........................................... 17页 5.6仿广播电台整点报时电路调试............................... 17页 6.课程设计总结................................................. 17页 7.参考文献..................................................... 19页 8.附件一：电子时钟主体电路电路图............................... 20页 9.附件二：扩展电路电路图....................................... 21页 10.附件三：系统所需元器件清单 ................................ 22页 11.课程设计成绩.............................................. 23页一、设计任务与目的数字时钟是一种利用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与传统的

数字时钟设计实验报告

电子课程设计题目：数字时钟

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

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。其电路图如下：

数字时钟的Multisim设计与仿真

电子电路设计和仿真 Multisim 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

二、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图2.时钟信号发生电路 2. 分、秒计时电路及显示部分 -VC K ? OTT - ? THR ? T￡L1 - O0&I H L : ? r GND ，,, 48kQ R2 48kQ —10uF 士伯 DtiF ....... ■ ■ j - ■ ■ >100Q

在数字钟的控制电路中，分和秒的控制都是一样的，都是由一个十进制计数器和一个六进制计数器串联而成的，在电路的设计中我采用的是统一的器件74LS160D 的反馈置数法来实现十进制功能和六进制功能，根据74LS160D的结构把输出端的0110 （十进制为6）用一个与非门74LS00引到CLR端便可置0，这样就实现了六进制计数。由两片十进制同步加法计数器74LS160级联产生，采用的是异步清零法显示部分用的是七段数码管和两片译码器74LS48D 。图3.分秒计时电路 3.时计时电路及显示部分由两片十进制同步加法计数器74LS160级联产生，采用的是同步置数法， u1输出端为0011 （十进制为3）与u2输出端0010 （十进制为2）经过与非门接两片的置数端。显示部分用的是七段数码管和两片译码器74LS48D 。