功能数字钟的电路设计
【VIP专享】功能数字钟的电路设计
功能数字钟的电路设计一、设计任务与要求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。
选做：1）闹钟功能，可按设定的时间闹时。
2）日历显示功能。
将时间的显示增加“年”、“月”、“日”。
二、数字钟的基本原理一个具有计时、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。
石英晶体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：图 1数字钟整机逻辑图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，它是电子钟的核心，用它产生标准频率信号，再由分频器分成秒时间脉冲。
用反相器与石英晶体构成的振荡电路如图2所示。
利用两个非门G1和G2自我反馈，使它们工作在线形状态，然后利用石英晶体Z1来控制振荡频率。
振荡器振荡频率的精度与稳定度基本上决定数字钟的准确度,晶振频率越高，计时准确度越高。
目前常见的石英晶振频率是4M H z时，则振荡器输出频率为4M H Z。
图2 石英晶体振荡电路振荡器还可以采用555时基电路代替。
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。
例如，振荡器输出4MH Z信号，可通过D触发器（如74LS74）进行4分频变成1MH Z，也可以将10分频计数器74LS160（或74LS90）行4分频变成1MH Z，然后送到10分频计数器74LS160（或74LS90），经过6次10分频而获得1H Z的方波信号。
⑶时间计数器电路：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。
多功能数字钟电路设计
多功能数字钟电路设计1设计内容简介数字钟是一个简单的时序组合逻辑电路，数字钟的电路系统主要包括时间显示，脉冲产生，报时，闹钟四部分。
脉冲产生部分包括振荡器、分频器；时间显示部分包括计数器、译码器、显示器；报时和闹钟部分主要由门电路构成，用来驱动蜂鸣器。
2设计任务与要求Ⅰ以十进制数字形式显示时、分、秒的时间。
Ⅱ小时计数器的计时要求为“24翻1”，分钟和秒的时间要求为60进位。
Ⅲ能实现手动快速校时、校分；Ⅳ具有整点报时功能，报时声响为四低一高，最后一响为整点。
Ⅴ具有定制控制（定小时）的闹钟功能。
Ⅵ画出完整的电路原理图3主要集成电路器件计数器74LS162六只；74LS90三只；CD4511六只；CD4060六只；三极管74LS191一只；555定时器1只；七段式数码显示器六只，74LS00 若干；74LS03(OC) 若干；74LS20 若干；电阻若干，等4设计方案数字电子钟的原理方框图如图（1）所示。
该电路由秒信号发生器、“时，分，秒”计数器、译码器及显示器、校时电路、整点报时电路、闹钟定时等电路组成。
秒信号产生器决定了整个计时系统的精度，故用石英晶体振荡器加分频器来实现。
将秒信号送入“秒计时器”，“秒计时器”采用六十进制计数器，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”也采用六十进制计数器，每60分钟，发出一个“时脉冲”，该信号经被送到“时计数器”作为“时计数器”的时钟脉冲，而“时计数器”采用二十四进制计数器，实现“24翻1”的计数方式，可实现对一天二十四小时的累计。
译码显示电路将“时”、“分”、“秒”计数器的输出状态通过七段式显示译码器译码，通过刘伟LED 七段显示器显示出来。
整点报时电路是根据计时系统的输出状态产生一脉冲信号，然后触发一音频发生器实现整点报时，定时电路与此类似。
校时电路是用“时”、“分”、“秒”显示数5电路设计5.1秒信号发生器秒信号发生器是数字钟的核心部分，它的精度和稳定度决定了数字钟的质量，通常用晶体整荡器产生的脉冲经过整形、分频获得1 Hz的秒脉冲。
A功能数字钟的电路设计
功能数字钟的电路设计数字钟是采用数字电路实现“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置。
钟表的数字化在提高报时精度的同时，也大大扩展了它的功能，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、定时启闭路灯等。
因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。
1、设计目的1）掌握数字钟的设计、组装与调试方法。
2）熟悉集成电路的使用方法。
2、设计任务与要求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。
选做：1）闹钟功能，可按设定的时间闹时。
2）日历显示功能。
将时间的显示增加“年”、“月”、“日”。
3、数字钟的基本原理及电路设计一个具有计Array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。
石英晶体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：图 1数字钟整机逻辑图振荡器方案一：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。
图 2 555与RC 组成的多谐振荡器图 分析：图中的C2为保护电容，其取值并没有什么要求。
在本设计中，我假设输出的脉冲的占空比为2/3，并且把555与RC 组成的多谐振荡，参考书本上的方案得出占空比3222121=++=R R R R q 故得到R1=R2。
又有电路的振荡周期T=T1+T2=(R1+2R2)Cln2得T=(R1+2R2)Cln2=103-S 。
我在实验中取电容为10nf 。
带入式中，可以得出R1=R2=48K Ω。
在这里取两个47K Ω电阻和滑动电阻2K Ω。
仿真结果如图所示，误差还是比较低的。
方案二：石英晶体振荡器。
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，它是电子钟的核心，用它产生标准频率信号，再由分频器分成秒时间脉冲。
多功能数字钟电路设计实验报告
多功能数字钟电路设计实验报告实验目的：设计一个多功能数字钟电路，能够显示当前时间，并具备闹钟、秒表和计时等功能。
实验原理：1. 数码管显示：使用4位共阴极数码管进行显示，采用BCD码方式输入。
2. 按键输入：使用按键进行时间的调节和选择功能。
3. 时钟频率：使用晶体振荡器提供系统时钟，通过分频电路控制时钟频率。
实验器材：1. 4位共阴极数码管2. 按键开关3. 74LS90分频器4. 时钟晶体振荡器5. 耐压电容、电阻等元件6. 电路连接线实验步骤：1. 连接电路：根据电路原理图，将数码管、按键开关、74LS90分频器、晶体振荡器等连接起来，注意接线正确。
2. 编写程序：根据实验要求，编写相应的程序，实现时钟、闹钟、秒表和计时等功能。
3. 调试电路：将电路通电并运行程序，观察数码管的显示情况和按键功能是否正常。
4. 测试功能：分别测试多功能数字钟的时钟、闹钟、秒表和计时等功能，确保功能正常。
5. 完善实验报告：根据实验结果和观察情况，完善实验报告，并附上电路原理图、程序代码等。
实验结果：经过调试和测试，多功能数字钟电路能够正常显示时间，并具备时钟、闹钟、秒表和计时功能。
使用按键进行时间调节和功能选择，数码管根据不同功能进行相应的显示。
实验总结：通过本次实验，我掌握了多功能数字钟电路的设计原理和实现方法，并且了解了数码管显示、按键输入、时钟频率控制等相关知识。
实验过程中，我发现电路连接正确性对功能实现起到关键作用，同时合理编写程序也是确保功能正常的重要环节。
通过实验，我对数字电路的设计和实现有了一定的了解，并且培养了动手实践和解决问题的能力。
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实验1多功能计时电路的设计——数字钟1.1 实验目的1．通过实验掌握十进制加法计数、译码、显示电路的工作过程。
2．通过实验深入掌握电路的分频原理和数字信号的测量方法。
3．熟悉集成电路构成的计数、译码、显示器件的外部功能及其使用方法。
1.2 实验要求1．秒信号发生电路：为计时器提供秒信号2．计时电路：完成0分00秒～9分59秒的计时功能。
3．清零电路：具有开机自动清零功能；在任何时候，按动清零开关，可进行计时器手动清零。
4．译码显示电路：显示计时电路产生的数字信息。
5．系统级联调试：将以上电路进行级联完成计时器的所有功能。
1.3 实验原理及框图图1.1 三位计时器示意图计时电路示意图如图1.1所示，计时电路完成计时功能，并且将计时结果传送至显示电路，进而实现显示功能。
原理框图如图1.2所示，主要由计时电路，秒信号发生电路，清零电路和译码显示电路组成。
计时电路在秒信号的作用下，产生0:00~9:59的循环计时，清零电路控制计时电路的清零端，实现时钟的清零，最终将计时电路的输出送至译码显示电路，实现时钟的显示。
图1.2 数字钟的原理框图1.4 单元电路设计1．秒信号发生电路图1.3 秒信号发生电路秒信号发生电路为计时电路提供驱动信号，电路原理如图1.3所示。
为提供较为精确的秒信号，本设计中振荡电路采用215Hz 的石英晶体管为主体的晶振电路，并作为电路的秒信号源。
由于振荡电路产生的源信号为215Hz ，而秒的基准信号频率为1Hz ，则需要对215Hz 信号进行分频，得到1Hz 信号。
分频器采用CD4060和74LS74来实现，CD4060为14位二进制串行计数器，各管脚功能如表1.1所示，功能表如表1.2所示。
虽然CD4060内部有14级由T 触发器构成的二分频器，但实际输出端只有10个：Q 4~Q 10、Q 12~Q 14。
Q 1~Q 3以及Q 11并不引出。
CP 1̅̅̅̅、CP 0̅̅̅̅̅、CP 0为晶振电路的引出端，需接外部石英晶体。
多功能数字钟电路设计
多功能数字钟电路设计
1.时钟显示：设计一个数字时钟显示电路，可以显示当前的时间（小
时和分钟）。
可以使用七段显示器来显示数字。
2.闹钟功能：设计一个闹钟功能，可以设置闹钟时间，并在到达闹钟
时间时发出提示声音或闹铃。
3.温度显示：设计一个温度传感器电路，并将当前温度显示在数字时
钟上。
4.日历功能：设计一个日历功能，可以显示当前的日期和星期。
5.定时器功能：设计一个定时器功能，可以设置一个特定的时间间隔，并在到达时间间隔时发出提示声音或闹铃。
6.闹钟休眠功能：设计一个闹钟休眠功能，可以设置一个特定的时间
间隔，在此时间间隔内按下按钮可以将闹钟功能暂时关闭。
7.闹钟重复功能：设计一个闹钟重复功能，可以设置一个特定的时间
间隔，使闹钟在每天相同的时间段重复响铃。
8.亮度调节功能：设计一个亮度调节功能，可以调整数字时钟的显示
亮度。
这些功能可以根据需求进行组合设计，可以使用逻辑门、计数器、显
示器驱动器、温度传感器、按钮等元件来完成电路设计。
多功能数字钟电路设计
多功能数字钟电路设计1、功能要求：①基本功能：以数字形式显示时、分、秒的时间，小时计数器的计时要求为“12翻1”，并要求能手动快校时、快校分或慢校时、慢校分。
②扩展功能：定时控制，其时间自定；仿广播电台正点报时—自动报正点时数。
2、设计步骤与要求：①拟定数字钟电路的组成框图，要求先实现电路的基本功能，后扩展功能，使用的器件少，成本低；②设计各单元电路，并用Multisim软件仿真；③在通用电路板上安装电路，只要求显示时分；④测试数字钟系统的逻辑功能；⑤写出设计报告。
设计报告要求：写出详细地设计过程（含数字钟系统的整机逻辑电路图）、调试步骤、测试结果及心得体会。
3、给定的主要器件：码管BS202（4只），发光二极管（2只），555（2片）。
4、仪器和设备:稳压电源（或数字逻辑学习机），双踪示波器，数字万用表、数字通用板、拨线钳和电烙铁等。
5、参考文献:[1]《电子技术基础课程设计指南》清华大学出版社，焦宝文主编；[2]《电子线路设计大全》华中科技大学出版社，陈碗儿主编[3]《数字电子技术基础》清华大学出版社，阎石主编[4]《TTL集成电路大全》，电子工业出版社6、数字电子钟的设计提示（1）数字电子计时器组成原理图1数字电子计时器的结构框图（2）用74160实现12进制计数器（3）校时电路当刚接通电源或时钟走时出现误差时，都需要进行时间的校准。
校时是数字钟应具有的基本功能，一般电子钟都有时、分、秒校时功能。
为使电路简单，这里只进行分和小时的校准。
校时可采用快校时和慢校时两种方式。
校时脉冲采用秒脉冲，则为快校时；如果校时脉冲由单次脉冲产生器提供则为慢校时。
图3中C 1、 C 2用于消除抖动。
CLKD 0 D 1 D 2 D 3CLK ETEP Q 0 Q 1 Q 2 Q 3CLD ’R D ’74LS160D 0 D 1 D 2 D 3 CLK ETEP Q 0 Q 1 Q 2 Q 3CLD ’R D ’74LS160111图2 用整体置零法构成的12进制计数器时显示器分显示器秒显示器时译码器 分译码器 秒译码器 时计数器 分计数器 秒计数器 校时电路振荡器分频器定时控制仿电台报整点报时主体部分扩展 部分图3 校时电路4、时基电路图4 由555定时器构成的多谐振荡器5、定时控制电路数字钟在指定的时刻发出信号，或驱动音响电路“闹时”，或对某装置进行控制，都要求时间准确，即信号的开始时刻与持续时间必须满足规定的要求。
数字钟电路设计
数字钟电路设计
数字钟电路设计
一、电路设计思路
1、硬件资源：采用单片机AT89C51，1K SRAM及24C02 EEPROM 存储器，用以存储日期和时间，芯片内部晶振提供时钟信号；光耦等外围电路。
2、编程设计：采用C语言进行程序设计，通过芯片的定时器控制实现自动更新，利用按键设置日期和时间；
3、显示方式：采用7段LED显示器显示出时间和日期；
4、电源：采用DC5V电源供电；
二、电路设计
1、硬件结构：主要包括单片机AT89C51，EEPROM存储器24C02，7段数码管，按键，外部晶振等构成，以下是具体的电路图：
2、编程设计：
（1）定时器0、1的初始化：配置定时器0为定时器模式，定时时间为1ms；定时器1为捕捉模式，定时时间为1s；
（2）按键设置日期和时间：采用按键设置日期和时间，按键按下后，单片机检测按键是否发生改变，如果按键发生改变，则将改变的日期、时间储存到EEPROM，并将信息显示在7段数码管上；
（3）通过定时器0、1的自动更新：每隔1s检测一次是否需要更新时间，如果需要更新时间，则将更新后的时间储存到EEPROM，并将更新后的时间显示在7段数码管上；
三、电路总结
本电路采用单片机AT89C51，EEPROM存储器24C02，7段数码管，按键，外部晶振等构成，采用C语言进行程序设计，通过芯片的定时器控制实现自动更新，利用按键设置日期和时间；采用7段LED显示器显示出时间和日期；采用DC5V电源供电；整个电路的控制程序简单，容易实现。
【图文】多功能数字钟电路设计.
4. 触摸报整点时数电路的设计在有些场合（如夜间），不便于直接看显示时根据功能要求，不难设想在图5.5.8所示电间，希望数字钟有触摸报时功能。
即触摸数字钟路的基础上，增加一触发脉冲控制电路，或将的某端，能够报当时的整点时数。
图5.5.8所示的电路的自动报时改为触摸报时电路即可。
产生触摸控制脉冲的电路有单次脉冲产生器，555集成电路定时器，单稳态触发器等，这些电路已在第二章中介绍过。
五、设计任务功能要求给定的主要器件 74LS00 4片，74LS90 2片， 74LS03（OC） 2片，74LS92 2片，74LS04 2片，基本功能以数字形式显示时、分、秒的时间，为节省器 74LS93 2片，74LS20 2片，74LS191 2片，74LS48 件，其中秒的个位和小时的十位均用发光二极管指示，灯亮为“1”，灯灭为“0”。
小时计数器的计时要求为“12翻1”，1” 0” 12 1” 4片，发光二极管 4只，74LS74 2片，数码显示器但不要直接采用图5.5.5所示的电路，应采用其它方案设计 BS202 4只，555 2片。
“12翻1”电路。
要求手动快校时、快校分或慢校时、慢校分。
可编程逻辑器件---- GAL16V8 3片。
扩展功能（其电路尽可能不与前述电路相同）定时控制，其时间自定；仿广播电台正点报时，触摸报整点时数或自动报整点时数。
周任务：振荡和分频出1Hz信号。
信号。
第4周任务：1000Hz振荡和分频出周任务振荡和分频出信号五、设计任务--设计步骤与要求设计任务设计步骤与要求①拟定数字钟电路的组成框图，要求电路的基本功能与扩展功能同时实现，使用的器件少，成本低；②设计并安装各单元电路，要求布线整齐、美观，便于级联与调试；③测试数字钟系统的逻辑功能，同时满足基本功能与扩展功能的要求；④画出数字钟系统的整机逻辑电路图；⑤写出设计性实验报告。
实验与思考题 5.5.3 若用OC门实现图5.5.7所示报时电路功能，应 5.5.1 你所设计的数字钟电路： 5.5.7 为什么数字电路的布线可以平行走线？如何设计电路？①标准秒脉冲信号是怎样产生的？振荡器的 5.5.8在图5.5.8所示报整点时数电路中，两级反相器数字电路系统中，有哪些因素会产生 5.5.4 稳定度为多少？脉冲干扰？其现象为何？结合数字钟的实 G3与G4校时电路在校时开关合上或断开时，是否②有何作用？不接这两级反相器会出现什么现验现象举例说明。
多功能数字钟电路设计指导书及仿真图
课题一数字电子钟逻辑电路设计一、简述数字电了钟是•种用数字显示秒、分、时、日的计时装置，与传统的机械钟相比，它具有走时准确，显示宜观、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f•手农，大到车站、码头、机场等公共场所的大型数显电了钟。
数字电了钟的电路组成方框图如图所示。
显示器显示器显示器显示器译码器译码器译码器译码器7进制周24进制时60进制分60进制秒计数器计数器计数器计数日时分秒1H分频晶体振荡单次或连续脉冲图敌字电子钟框图由图可见，数字电了钟由以下几部分组成：石英晶体振荡器和分频器组成的秒脉冲发生器：校时电路: 六十进制秒、分计数器，二十四进制(或十二进制)计时计数器：秒、分、时的译码显示部分等。
二、设计任务和要求用中、小规模集成电路设计•台能显示日、时、分、秒的数字电了•钟，要求如下：1.由晶振电路产生1Hz标准秒信号。
2.秒、分为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。
可手动校时：能分别进行秒、分、时、日的校时。
只要将开关置于手动位置，可分别对5・秒、分、时、日进行手动脉冲输入调整或连续脉冲输入的校正。
6.整点报时。
整点报时电路要求在每个整点前呜叫五次低音(500Hz),整点时再呜叫•次高音(1000Hz)o三.可选用器材1.通用实验底板2.直流稳压电源3.集成电路:CD4060、74LS74. 74LS161. 74LS248 及门电路4.晶振：32768 Hz5•电容：100 U F/16V> 22pF、3〜22pF 之间6•电阻:200 Q x 10KQ、22MQ7.电位器:Q或Q8.数显：共阴显示器LC5011-119.开关：单次按键10.三极管：8050喇叭：1W/4, 8Q四、设计方案提示根据设计任务和耍求，对照数字电/钟的框图，可以分以下几部分进行模块化设计。
1.秒脉冲发生器脉冲发生器是数字钟的核心部分，它的持度和稳定度决定了数字钟的质量，通常用晶体振荡器发出的脉冲经过整形、分频获得1HZ的秒脉冲。
多功能数字钟电路设计
题目: 多功能数字钟电路设计器材：74LS390，74LS48，数码显示器BS202， 74LS00 3片，74LS04，74LS08，电容，开关，蜂鸣器，电阻,导线要求完成的主要任务:用中、小规模集成电路设计一台能显示日、时、分秒的数字电子钟，要求如下：1.由晶振电路产生1HZ标准秒信号。
2.秒、分为00-59六十进制计数器。
3.时为00-23二十四进制计数器。
4.可手动校正：能分别进行秒、分、时的校正。
只要将开关置于手动位置。
可分别对秒、分、时进行连续脉冲输入调整。
5.整点报时。
整点报时电路要求在每个整点前鸣叫五次低音（500HZ），整点时再鸣叫一次高音（1000HZ）。
索引摘要 (3)Abstract (3)1系统原理框图............................................. 错误！未定义书签。
2方案设计与论证 (5)2.1时间脉冲产生电路 (5)2.2分频器电路 (8)2.3时间计数器电路 (9)2.4译码驱动及显示单元电路 (10)2.5校时电路 (11)2.6报时电路 (12)3单元电路的设计 (13)3.1时间脉冲产生电路的设计 (13)3.2计数电路的设计 (14)3.2.1 60进制计数器的设计 (14)3.2.2 24进制计数器的设计 (14)3.3译码及驱动显示电路 (15)3.4 校时电路的设计 (16)3.5 报时电路 (17)3.6电路总图 (19)4仿真结果及分析 (20)4.1时钟结果仿真 (20)4.2 秒钟个位时序图 (20)4.3报时电路时序图 (21)4.4测试结果分析 (21)5心得与体会 (22)6参考文献 (23)附录1原件清单 (24)附录2部分芯片引脚图与功能表 (25)摘要多功能数字钟具有时间显示、闹钟设置、环境温度测量、电网电压、电网频率显示，闹铃控制和电网电压的过压、欠压报警等功能,深受人们欢迎。
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,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。
多功能数字钟的电路设计
多功能数字钟的电路设计
1.时钟计数器：使用数字逻辑门和触发器组成的计数器电路，用于实
现时钟的计数功能。
计数器需要能够准确地计时，并能够在到达一定计数
值时进行复位操作。
2.时钟显示器：使用数码管显示器来显示当前的时、分、秒。
每个数
码管都需要能够接收计数器输出的数值，并将其转换成对应的数字显示。
3.按键输入：多功能数字钟通常会包括一些功能设置，例如闹钟、日期、温度等。
因此需要设计一个按键输入电路，用于接收用户的按键输入，并实现对应的功能操作。
4.闹钟功能：在设计中可以添加一个闹钟电路，用于在特定时间发出
警报。
这个电路可以通过比较计数器的当前值和闹钟设定的时间值来判断
何时触发警报。
5.温度传感器：如果需要实现温度显示的功能，可以添加一个温度传
感器，将温度值转换成数字信号，并通过数码管显示出来。
6.日期功能：类似于时钟显示器，设计一个可以显示日期的电路。
可
以通过按键输入来设置日期，并将其显示在数码管上。
7.电源电路：为了供电整个电路，需要设计一个合适的电源电路，可
以通过插座或电池为电路提供稳定的电源。
在电路设计过程中，需要注意的是不同功能模块之间的连接与通讯方式，以及合理的信号处理和控制逻辑。
同时，还要考虑电路的稳定性、抗
干扰能力和功耗等方面的设计要求。
如何设计简单的数字时钟电路
如何设计简单的数字时钟电路数字时钟电路是一种常见的电子电路，用于显示时间并具备时间计时功能。
设计一个简单的数字时钟电路可以通过以下步骤实现。
第一步：确定数字时钟的显示方式常见的数字时钟电路可以采用七段数码管进行显示，每个数码管由七个LED灯组成，用于显示数字0-9。
可以根据需要选择合适的数码管来完成数字时钟的显示。
第二步：确定时钟的计时器数字时钟电路需要一个计时器来跟踪时间。
常见的计时器可以使用555定时器或者基于微控制器的计时器模块。
选择适合自己的计时器并连接到电路中。
第三步：连接七段数码管将选定的七段数码管连接到电路中。
每个数码管的七个LED灯分别对应数码管的a、b、c、d、e、f、g引脚，根据数码管的型号和引脚布局进行正确连接。
例如，将数码管的a引脚连接到计时器的输出引脚，b引脚连接到计时器的另一个引脚，以此类推。
第四步：设计时钟功能根据需要设计时钟功能，包括显示当前时间、设置闹钟、调节亮度等。
可以通过增加按钮开关、旋转编码器或者完成基于微控制器的编程来实现这些功能。
第五步：连接电源和调试将数字时钟电路与合适的电源连接，并进行必要的调试。
确保电路中的元件连接正确并正常工作。
如果有需要，可以使用示波器或多用途测试仪来辅助调试。
总结：通过以上步骤，我们可以设计一个简单的数字时钟电路。
根据需求选择合适的数码管和计时器，连接七段数码管，设计时钟功能并连接电源进行调试。
这样就可以得到一个能够准确显示时间并具备计时功能的数字时钟电路。
需要注意的是，以上步骤只是设计一个简单的数字时钟电路的基本流程，具体的实现可能因项目需求和硬件平台的差异而有所不同。
在实际应用中，还需要考虑电路的稳定性、精度和可靠性等因素，并根据实际情况进行细节调整和优化。
数字钟电路设计数电课设精
目录
数字钟的功能要求 数字钟电路系统的组成方框图 主体电路设计 功能扩展电路的设计 整机电路 MCU控制的数字钟
一、数字钟的功能要求
1、基本功能 准确计时，以数字形式显示时、分、
秒的时间； 小时的计时要求为“12翻1”，分和
秒的计时要求为60进位； 校正时间。
2．仿广播电台正点 表秒个位计算器状态 报时电路的设计
仿广播电台正点报时电路的 功能要求是：每当数字钟计时 快要到正点时发出声响，通常 按照4低音1高音的顺序发出间 断声响，以最后一声高音结束 的时刻为正点时刻。
2．仿广播电台正点报时电路
的设计（续）
设4声低音(约500Hz)分别发生在59分51秒、 53秒、55秒及57秒，最后一声高音(约1kHz) 发生在59分59秒，它们的持续时间均为1秒。 如表所示。 由表可得：Q3S1 =“0” 时500Hz输入音响； Q3S1 =“1” 1kHz输入音响。
各使能端功能简介如下（续）：
/BI 静态灭零输入使能端。只要BI＝0，不论输入 A3A2AlA0为何种电平，译码器4段输出全为低电 平，显示器灭灯(此时/BI／RBO为输入使能)。 / RBO 动态灭零输出端。在不使用/BI功能时，BI／ RBO为输出使能。该端主要用于多个译码器级联 时，实现对无意义的零进行消隐。实现整数位的 零消隐是将高位的RBO接到相邻低位的RBI，实 现小数位的零消隐是将低位的RBO接到相邻高位的 RBI。
6
M S1 M S2 Q 0
12
7
Q1 9
2
MR1 Q2 MR2 Q3
81 1
3
C LK 0
1 4 C LK 1
1
1 3 a4
7 A
多功能数字钟电路设计
多功能数字钟电路设计
多功能数字钟电路可以用来显示时间、日期、闹钟和定时器等功能。
下面是一个简单的多功能数字钟电路设计，它基于CD4511七段译码器和CD4543 BCD-七段译码器。
1. 时间显示功能
为了显示时间，我们需要使用CD4543 BCD-七段译码器。
该译码器接收来自实时时钟（RTC）模块的BCD编码输出。
RTC模块可以用来跟踪时间和日期，它通常包括一个晶体振荡器、计数器和存储器。
BCD 编码输出通过CD4543译码器转换为七段LED显示。
2. 日期显示功能
类似于时间显示功能，日期显示也需要使用RTC模块。
RTC模块可以提供年份、月份和日期的BCD编码输出。
这些编码输出通过CD4543译码器转换为七段LED显示。
3. 闹钟功能
闹钟功能可以通过计时器和比较器实现。
我们可以使用555定时器作
为计时器，它可以生成一个固定的时间间隔。
然后，我们可以使用一个比较器来比较当前时间和闹钟时间。
如果它们匹配，闹钟就会响起。
4. 定时器功能
定时器功能可以通过555定时器来实现。
我们可以设置计时器的时间间隔，并使用CD4511七段译码器来显示剩余时间。
当定时器完成计时时，它可以触发一个报警器或执行其他操作。
总之，多功能数字钟电路可以实现时间、日期、闹钟和定时器等多种功能。
这些功能可以通过RTC模块、CD4511七段译码器、CD4543 BCD-七段译码器和555定时器等元件来实现。
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功能数字钟的电路设计
一、设计任务与要求
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。
选做：
1）闹钟功能，可按设定的时间闹时。
2）日历显示功能。
将时间的显示增加“年”、“月”、“日”。
二、数字钟的基本原理
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。
石英晶体振荡器产生的
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：
图 1数字钟整机逻辑图
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，它是电子钟的核心，用它产生标准频率信号，再由分频器分成秒时间脉冲。
用反相器与石英晶体构成的振荡电
路如图2所示。
利用两个非门G1和G2自我反馈，使它们工作在线形状态，然后利用石英晶体Z1来控制振荡频率。
振荡器振荡频率的精度与稳定度基本上决定数字钟的准确度,晶振频率越高，计时准确度越高。
目前常见的石英晶振频率是4M H z时，则振荡器输出频率为4M H Z。
图2 石英晶体振荡电路
振荡器还可以采用555时基电路代替。
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。
例如，振荡器输出4MH Z信号，可通过D触发器（如74LS74）进行4分频变成1MH Z，也可以将10分频计数器74LS160（或74LS90）行4分频变成1MH Z，然后送到10分频计数器74LS160（或74LS90），经过6次10分频而获得1H Z的方波信号。
⑶时间计数器电路：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。
⑸整点报时电路：一般时钟都应具备整点报时电路功能,即在时间出现整点前数秒内,数字钟会自动报时,以示提醒.
三、原理电路方案比较以及各单元电路；
（1）时间脉冲产生电路
方案一：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。
图 1 555与RC组成的多谐振荡器图
方案二:由逻辑门电路和RC组成RC振荡电路。
方案三：由逻辑门电路和石英晶体做成的石英晶体振荡器。
由于555定时器产生的方波信号误差较不适合和做时钟脉冲信号。
方案一否定。
而RC组成的振荡器易受温度影响。
不适合用作时钟基础信号。
而由石英晶体组成的振荡器输出信号稳定且抗干扰能力强加上电路简单，被选作此时钟的信号源。
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。
电路图如下所示
图中有几点需要注意：
a、电阻最小10M，电容10p-47p，
b、如用的是TI的4060 则要在10M电阻和晶振之间在10端那条线上介个100K
电阻不然不能正常起振!请注意
元件选择：
此处用的晶振为32768HZ晶振。
CD4060包含振荡电路所需的非门。
(2)分频电路
一般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，从尽量减少元器件数量的角度来考虑，这里可选多极２进制计数电路CD4060和CD4040来构成分频电路。
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２进制计数器，可以将32768Ｈz的信号分频为２Ｈz，其内部框图如图2.1所示，从图中可以看出，CD4060的时钟输入端两个串接的非门，因此可以直接实现振荡和分频的功能。
综上所述，可选择CD4060同时构成振荡电路和分频电路。
如图可实现15级2分频，即可得1Hz信号。
9端输出1HZ信号。
(3)计数电路
A、因为秒位和分位是六十进制故选择十进制加法器。
当秒的各位走到10，便从进位端CO输出高电平到十位的计数端。
当十位数字到六时便输出清零信号，从而达到六十进制的效果。
B、小时位显示的时候，因为只有二十四小时，所以采用24进制。
当计数达到24的时候便输出清零信号进行置零。
芯片选择方面：
如果要用到加法器类似160那种元件则还要加上译码电路，这样会使得带你撸练习复杂。
而采用CD40110这种带译码输出功能的十进制计数器来实现时钟功能就会使电路简化许多。
至少省了六个译码芯片。
以下是CD40110的基本信息
CD40110引脚图
C、六十进制计数器的连接（包括秒位、分位）：
共阴七段BCD码
从图中看出6的笔段码特殊在b位是0，其他未都是1.利用这这特征就行六十进制的清零。
具体实现方法是在输出6的那个CD4011芯片的a，c,d,e,f,g连一个8/1的与门电路如CD4068（1脚与门输出，13脚与非门输出）.电路图如下：D、二十四进制。
二十四进制清零的机制就是当计数到24时输出一个清零信号让两个计数芯片清零。
从而达到效果。
一上图的BCD码看出:
2的笔段码中的B2位即C端特殊从上往下看只有这位是零所以用或非门（如
CD4078）比较合适；
在看4的笔段码其中零的部分和1的笔段码的零重合所以完全接或非门或导致21进制清零。
所以在B5即F口处接个非门然后在连接到或非门当然B4位即E口（或者D口）也要链接到或非门。
这样二十四进制的清零接法如图所示：
（4）报时电路：
设计要求整点报时，即时当分位60清零的时候给一个刺激信号让报时电路工作。
而60进制的清零信号（也就是小时位的进位信号）平时都处在低电平，清零时输出高电平。
这样加上一个反相器就满足单稳态电路的触发信号的要求。
要有源蜂鸣器响，就要给其一段高电平。
正好数电里有一个电路叫单稳态电路所以只要计算RC就可以让蜂鸣器响一秒。
经计算的R=1M,C为105(NE555中包含与非门以及非门)
(5)调时电路：
需要调试时本方案采用断开秒位的输入信号，把其信号接到分位的信号输入端以及小时位的信号输入端。
当然要做好防抖保护。
四、整体电路：
由于器件繁多，加上接线复杂。
这里就不全部连线。
单元电路连线上面已有。
这里就不多余练线。
实物电路图：
五、元件清单：
六、总结：
此电路优点在于省去了单独的译码电路，使电路芯片大大减少。
同时也方便连线。
缺点是由于当初排版安排不是很合理导致两块板的使用率只有%50。
浪费了器材。
由于电阻选择不合理导致数码管太亮。
1.2k合适。
需要改进的地方就是由于时间仓促未使用PCB。
在设计此电路的过程中发现在一些器件使用上在多熟悉，以为许多器件并不像网上说的那样使用。
还需要自己捉摸。
比如在晶振电路中加100k的电阻。
在带你调试的过程中要有耐心，仔细检查电路的连接是否有问题。