目录
摘要 (1)
Abstract (1)
1数字钟计数单元的设计 (2)
1.1 74LS90功能介绍 (3)
1.2时分秒计数单元 (5)
1.3日期和月份计数单元 (6)
2数字钟译码及显示电路 (9)
2.1译码电路 (9)
2.2数码管显示 (10)
3用Protel 99 SE进行电路原理图设计 (11)
3.1设置原理图设计环境 (11)
3.2放置元件 (11)
3.3原理图布线 (12)
3.4编辑和调整 (13)
3.5检查原理图 (14)
3.6生成网络表 (15)
4用Protel 99 SE进行印刷电路板的设计 (16)
4.2加载网络表 (17)
4.3元器件布局 (17)
4.4自动布线 (18)
4.5编辑和调整 (18)
5仿真结果及分析 (19)
5.1 仿真参数设置 (19)
5.2 仿真结果及分析 (20)
6制作PCB (22)
7小结体会 (22)
附录一元件清单 (23)
附录二参考文献 (24)
摘要
数字钟与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，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。目前，数字钟的功能越来越强，并且有多种专门的大规模集成电路可供选择。
Protel99SE是应用于Windows9X/2000/NT操作系统下的EDA设计软件，采用设计库管理模式，可以进行联网设计，具有很强的数据交换能力和开放性及3D模拟功能，是一个32位的设计软件，可以完成电路原理图设计，印制电路板设计和可编程逻辑器件设计等工作，可以设计32个信号层，16个电源--地层和16个机加工层。
Abstract
The digital clock and is more higher accuracy and intuitive than themechanical clock , is a kind of digital circuit technology implementation, minutes and seconds timing devices, and without a mechanical device, has a longer life, so it has been widely used. A digital clock from principle speaking is a kind of typical digital circuit, which includes the assembly logic circuit and the sequential circuits. At present, a digital clock function is more and more strong, and have a variety of special large scale integrated circuit to choose from.
Protel99SE applies in Windows9X/2000/NT under operating system's EDA design software, uses the design storehouse management pattern, may carry on the networking design, has the very strong data exchange ability and openness and the 3D analogue function, is a 32 design software, may complete the electric circuit schematic diagram design, print work and so on circuit wafer design and programmable logical component design, may design 32 signal levels, 16 power sources--Stratum and 16 machining level.
1数字钟计数单元的设计
数字钟实际上是一个对标准频率(1HZ)进行计数的计数电路。其系 统 由 石 英 晶 体 振 荡 器 、 分 频 器 、 计 数 器 、 译 码 器 、 显 示 器 及 校 时 电 路 组成 ， 数 字 钟 系 统 组 成 框 图 如 图 1所 示 。
图1 数字钟系统组成框图
由于本次实验所使用的是标准频率(1HZ)的连续脉冲，故石英晶体振荡器电路及分频电路不予考虑。为使仿真能顺利进行，校时电路也不做讨论。下面就时间计数器电路、译码驱动电路、数码管三部分展开分析。本节主要讨论计数单元电路的设计。
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,时个位和时十位计数器为24进制计数器。同理，日期计数单元为30进制，而月份计数单元情况特殊，为13进制。
六十进 制 计 数 器 可 由 一 个 十 进 制 计 数 器 和 一 个 六 进 制 计 数 器 连 起 来 构 成 。 可 选 用 两 片 集成 电 路 74LS90 串 起 来 构 成 “ 秒 ” 、 “ 分 ” 计 数 器 。 也 可 用 两 片 74LS160 十 进 制 计 数 器 构 成 。本实验采用的是74LS90，下面介绍一下它的性能。
1.1 74LS90功能介绍
74LS90的引脚图如图1.1.1a 所示，它由四个触发器及附加门组成，有两个时钟脉冲输入端A CP 、B CP 。两个清零输入端Ro (1)、Ro (2)，两个置“9”输入端R 9(1)、R 9(2)，四个输出端Q D 、Q C 、Q B 、Q A ，两个NC 端(空脚)。74LS90的引脚图如下图：
图2 74LS90的引脚图
74LS90的功能表如下表：
表1 74LS90的功能表
从功能表我们便清楚地知道，利用74LS90的Ro (1)、Ro (2)和R 9(1)、、
、R 9(2)可以实现复位和置位功能。当R 9(1)、、、R 9(2)两个输入端全为“1”时，无论Ro (1)、Ro (2)为何状态，计数器置“9”；当Ro (1)、Ro (2)都为“1”时，R 9(1)、、、R 9(2)中有一个为“0”时，计数器清零。当Ro 、R 9，输入端都为低电平时，74LS90方可计数。计数功能如下：
①时钟脉冲从A 端输入，从Q A 端输出，则是二进制计数器。
②时钟脉冲从B 端输入，从Q D 、Q C 、Q B 。端输出，则是异步五进制加法计数器。
③当Q A 和CP B 端相连，时钟脉冲从A 端输入，从Q D 、Q C ，Q B 、Q A 端输出，则
是8421码十进制计数器。
④当A端和Q
D 端相连，时钟脉冲从B端输入，从Q
D
、Qc、Q
B
、Q
A
端输出，则
是5421码十进制计数器。
⑤利用置“0”端和置“9”端，可以实现N进制计数器，当N>10时，可用计数器级联反馈方式去实现。
1.2时分秒计数单元
秒个位计数单元为１０进制计数器，无需进制转换，只需将Q
A
与CPB相连
即可。CPA与１ＨZ秒输入信号相连，Ｑ
D
可作为向上的进位信号与十位计数单元的CPA相连。
秒十位计数单元为６进制计数器，需要进制转换。当C PA 输人第六个脉冲触发
时这时输出端状态为Q
D QcQ
B
Q
A
=0110 ，Q
B
=Q
C
＝1，合起来的信号分别送入个十两个
计数器的Ro
（2）， Ro
（1）
清零端，清零后使计数器归零，完成六十进制计数功能，同
时，还把这个信号作为进位信号输出。60进制的连接如图1.1.2所示，，
图3 60进制的连接图
分个位和分十位计数单元电路结构分别与秒个位和秒十位计数单元完全相同，也是分个位计数单元的Ｑ
D
作为向上的进位信号应与分十位计数单元的CPA
相连，分十位计数单元的Ｑ
B、Q
C
合起来的信号分别送入个十两个计数器的Ro
（2）
，
Ro
（1）
清零端，清零后使计数器归零，同时还把这个信号作为进位信号输出。
时个位计数单元电路结构仍与秒或个位计数单元相同，但是要求，整个时计数单元应为24进制计数器，所以在两块74LS90构成的100进制中截取24，就得在24的时候进行异步清零。
当“时”个位计数器输入端CPA到来第十个触发信号时，计数器复零，进位端Ｑ
D
向“时”十位计数器输人进位信号，进行“时”的计数。当第二十四个来自
“分”计数器的进位信号到来时，“时”个位计数器的输出状态为Q
D QcQ
B
Q
A
= 0100,
“时”十位计数器的输出状态为Q
D QcQ
B
Q
A
= 0010 ，这时“时”个位计数器的 Q
C
和
“时”十位计数器的Ｑ
B
输出均为“1”, 把这两个信号合起来，分别送到个和十计数器的清零端R o(1) 、R o(2) ，计数器清零后完成二十四进制计数。其连接图如图1.1.4所示，
图4 24进制的连接图
1.3日期和月份计数单元
因为不同的月份的日期数不相同，为了简单设计，每月设定为30天。但是设计电路不能是简单的30进制计数器，因为日期不像时分秒一样存在0号这种情况，因此需要在电路上进行改进。
日期计数采用的是01-02…30-01…的计数规律。设计电路采用两片异步二—五—十进制加法计数器74LS90级联构成30进制时计数器。两片74LS90芯片都接成8421BCD码输出的十进制计数形式。
当日期变为30号时，8421BCD码即为0011 0000，获得时区域送来的脉冲，变为0011 0001，高位强制置零，立即变为0000 0001，即1号，不曾产生0号。当然，在初始情况下，日期月份都是置零的。
日期计数电路图如图5所示。
图5 日期计数单元
月份计数采用13进制，变化规律是00-01-02…12-00-01…的计数规律。设计电路采用两片异步二—五—十进制加法计数器74LS90级联构成13进制时计数器。两片74LS90芯片都接成8421BCD码输出的十进制计数形式。
当月份变为12时，8421BCD码即为0001 0010，再获得脉冲则变为0001 0011，这时根据电路图，两个月份计数器都瞬间置零，因此不存在13月，但是出现了0月份的情况，此时需要额外获得一个脉冲，而计数器置零时产生了一个下降脉冲，可以反作用于月份计数单元，在极短的时间内从0000 0000变为0000 0001，
即1月份。电路图如下图所示：
图6 月份计数单元
2数字钟译码及显示电路
2.1译码电路
译码是编码的逆过程。也就是把给定的代码进行翻译，变成相应的状态。译码器选用74LS48 ，它是4线～7段译码器／驱动器，输人端A3、A2 、A1、A0为8421 BCD 码输人，有上拉电阻。因此在与LED 数码管连接时不需再外接限流电阻。 74LS48 的译码输出(Ya～Ye) 是高电平有效，适用于驱动共阴极LED 数码管。74LS48 的引脚图如图7所示,字形显示图如图8所示。
图7 74LS48 的引脚图
图8 74LS48字形显示图
74LS48功能表如下表所示：
表2 74LS48 功能表
当要求输出 0～15 时，消隐输人“BI”应为高电平或开路；灭零输入“RBI”和测试灯输入“LT”都必须在无效电平状态，即应为高电平。
2.2数码管显示
LED显示器件有共阳极和共阴极两种。选用共阴极的LC5011数码管作为显示器件。图1 .3所示为LC5011的引线端子排列图。
图9LC5011的引线端子排列图
3用Protel 99 SE进行电路原理图设计
电路原理图的设计是整个电路设计的基础，因此电路原理图要设计好，以免影响后面的设计工作。电路原理图的设计一般有如下步骤：
3.1设置原理图设计环境
进入Protel 99 SE界面，执行菜单File/New命令，创建一个新项目，然后再选择File菜单下的new...,则弹出如下对话框，从框中选择原理图服务器。
图10 建立原理图设计文档
看到（Schematic Document）图标，双击图标，建立原理图设计文档。双击文档图标(设计所设的文件名为XIN.Sch)，进入原理图设计主界面。执行菜单Design/Options和Tool/Preferences，设置图纸大小、捕捉栅格、电气栅格等。
3.2放置元件
在设计管理器中选择Browse SCH页面，在Browse区域中的下拉框中选择Library，然后单击ADD/Remove按钮，弹出的如下窗口，在窗口中寻找Protel 99 SE子目录，在该目录中选择Library＼SCH路径，在元件库列表中选择所需的元件库，比如Miscellaneous devices ddb，TI Databook库等，单击ADD按钮，即可把元件库增加到元件库管理器中。为便于仿真，此设计选择Sim元件库。根据此实验电路的需要，到元件库中找出所需的元件，然后用元件管理器的Place 按钮将元件放置在工作平面上，再根据元件之间的走线把元件调整好。
图11 选择所需元件库
根据设计数字钟的需要，实验从Sim元件库中选取了74LS90、74LS48及AMBERCC各6个，二输入与门74F08三个，脉冲IPULSE一个；在Simulate中选
择一个+5V电源；在电源实体Power Objects中选择（地线）。
3.3原理图布线
利用Protel 99 SE提供的各种工具（常用的有三个工具条，分别为数字实体Digital Objects、绘图工具条Drawing Tools、连线工具条Writing Tools）、指令进行布线，将工作平面上的器件用具有电气意义的导线、符号连接起来，构
成一个完整的电路原理图。本设计的电路图如下图所示。
图12 日期和月份计数单元
图13 时分秒计数单元
3.4编辑和调整
利用Protel 99 SE 所提供的各种强大的功能对原理图进一步调整和修改，以保证原理图的美观和正确。同时对元件的编号、封装进行定义和设定，更改元件属性等。由于相同元件较多，可选择Tools /Annotate(注释)，选择你想要的排序方式对元件进行自动编号。
用鼠标双击任一个元件都会弹出元件的属性对话框。Lib Ref：元件样本，修改此项将直接替换原有的元件，元件样本名不会显示在元件图上；Footprint：
元件的封装方式（元件的封装是指设计PCB时，根据实际元件尺而定义的焊点，
另外还附加一些属性和元件外观的符号，需要注意的是每个元件的Footprint 必须要添上相应的封装号）；Designator:设置元件的序号；Part Type:设置元件参数值。下图为74LS90的属性设置对话框。
图14 74LS90的属性设置对话框
3.5检查原理图
使用Protel 99 SE 的电气规则，即执行菜单命令Tools/ERC对画好的电路原理图进行电气规则检查。主要是检查电路中是否有电气特性不一致的情况（如元件的序列号重复），ERC检查依据问题的严重性分别以错误（Error）或警告（Warning）信息来提示用户。
选择Tools菜单下的ERC项，则弹出错误对话框，直接点击OK即可进行ERC 检查。ERC检查文件时，如果有问题将用坐标标注重名元件的位置。返回电路原理图，改正错误的元件属性后，再次进行ERC检查。正确结果如图15所示。
图15 ERC检查无误
3.6生成网络表
网络表是电路原理图设计和印刷电路板设计之间的桥梁,是PCB中自动布线的灵魂。所以必须生成网络表。
选取Design设计菜单下的Create Netlist选项则会弹出对话框，点击OK。
图16 生成网络表
网络表文件包含两种内容：一对方括号之间表示一个元件的属性，有序号、封装号和参数；一对圆括号之间是通过一个点的连接线，包括从哪各点出发，接到哪里。
至此，电路图DA.Sch全部完成。
4用Protel 99 SE进行印刷电路板的设计
电路设计的最终目的是为了设计出电子产品，而电子产品的物理结构是通过印刷电路板来实现的。Protel 99 SE为设计者提供了一个完整的电路板设计环境，使电路设计更加方便有效。应用Protel 99 SE设计印刷电路板过程如下：4.1创建PCB文件
执行菜单File/New命令，弹出如下对话框，从框中选择PCB设计服务器（PCB Document）图标，双击该图标，建立PCB设计文档。双击文档图标，进入PCB 设计服务器界面。
4.2加载网络表
在设计工作区的板层标签上选择KeepOutLayer，然后选择工具条Placement Tools上的按钮，画边框。此时画的只是一个粗略的边框，虽然没必要太精确，但不能太大。待到布线完成后，再来画精确的边框。
执行菜单Design/Load Nets命令，然后在弹出的窗口中单击Browse按钮，再在弹出的窗口中选择电路原理图设计生成的网络表文件https://www.doczj.com/doc/014929056.html,
击Execute键，元件就会加载到工作区上。
图17 加载网络表
4.3元器件布局
Protel 99 SE既可以进行自动布局也可以进行手工布局，执行菜单命令Tools/Auto Placement/Auto Placer可以自动布局。布局是布线关键性的一步，为了使布局更加合理，多数设计者都采用手工布局方式。
先把重叠的元件拖开（当用鼠标左键点中任何重叠元件时，将弹出小的对话框，表示当前点中的地方重叠了几个元件）：当移动鼠标到相应的字体上，字全变蓝，单击鼠标左键，便可获取一个元件，然后再将其拖走。依据电路的功能及元件的大小，适当的摆放元件。
4.4自动布线
Protel 99 SE采用世界最先进的无网格、基于形状的对角线自动布线技术。执行菜单命令Auto Routing/All，弹出如下窗口，并在弹出的窗口中单击Route all
图18 自动布线
按钮，程序即对印刷电路板进行自动布线。只要设置有关参数，元件布局合理，自动布线的成功率几乎是100%。
4.5编辑和调整
边框的修改一定要在KeepOutLayer来修改。自动布线结束后，可能存在一些令人不满意的地方，可以手工调整，把电路板设计得尽善尽美。首先，删除不
理想的布线，点击Edit/Delete选项，光标变成十字光标，左键点击要删除的导线即可删除。删除导线后，焊点间以飞线连接，然后选取不同的层如top layer(红
线)、bottom layer(蓝线)，选择来画飞线之间连接的导线，注意同一层内的导线不能交叉，直到将不满意的导线改到满意为止。
图19 PCBA板布局图
从图纸中可以看出导线分为两种颜色，系统默认上层板的布线为红线，底层线的布线为蓝色。
5仿真结果及分析
5.1 仿真参数设置
根据仿真电路参数的设置，我们可以计算出相关的参数，VPULSE的参数设置如
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
数字钟的设计与制作 一、设计指标 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，可以对小时和分单独校时，对分校时的时候，停止分向小时进位。校时时钟源可以手动输入或借 用电路中的时钟。 4. 具有正点报时功能，正点前10秒开始，蜂鸣器1秒响1秒停地响5次。（选做） 5. 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。 二、设计要求 1. 画出总体设计框图，以说明数字钟由哪些相对独立的功能模块组成，标出各个模块之间互相联系，时钟信号传输 路径、方向和频率变化，并以文字对原理作辅助说明。 2. 设计各个功能模块的电路图，加上原理说明。 3. 选择合适的元器件，并选择合适的输入信号和输出方式，在面包板上接线验证、调试各个功能模块的电路。在确 保电路正确性的同时，输入信号和输出方式要便于电路的测试和故障排除。（也可选用Mutisim仿真） 4. 在验证各个功能模块基础上，对整个电路的元器件和布线，进行合理布局，进行整个数字钟电路的接线调试。 三、制作要求 自行在面包板上装配和调试电路，能根据原理、现象和测量的数据检查和发现问题，并加以解决。 四、设计报告要求 1. 格式要求（见附录1） 2. 内容要求 ①设计指标。 ②画出设计的原理框图，并要求说明该框图的工作过程及每个模块的功能。 ③列出元器件清单，并画出管脚分配图和芯片引脚图。 ④画出各功能模块的电路图，加上原理说明（如2、5进制到10进制转换，10进制到6进制转换的原理，个位到 十位的进位信号选择和变换等）。 ⑥画出总布局接线图（集成块按实际布局位置画，关键的连接应单独画出，计数器到译码器的数据线、译码器到数 码管的数据线可以简化画法，但集成块的引脚须按实际位置画，并注明名称）。 ⑦数字钟的运行结果和使用说明。 ⑧设计总结：设计过程中遇到的问题及解决办法；设计过程中的心得体会；对课程设计的内容、方式等提出建议。 五、仪器与工具 1. 直流电源1台。 2. 四连面包板1块。 3. 数字示波器（每两人1台） 4. 万用表（每班2只）。 5. 镊子1把。 6. 线剥钳1把。 7. 斜口钳1把。
毕业设计论文 多功能数字钟的VHDL设计 系 xxxxxxxxxxxxxxxxx 专业 xxxxxxxxxxxxx 学号 xxxxxxxxxxx 姓名 xxxxxxx 班级 xxxxxxxxxxxx 指导老师 xxxxxxxxxx 职称 指导老师职称 毕业设计时间 2009年11月——2010年1月
摘要:应用VHDL语言编程，进行了多功能数字钟的设计，并在MAX PLUSⅡ环境下通过了编译、仿真、调试。 关键词：VHDL；EDA；数字钟；仿真图 0.引言 随着科学技术的迅猛发展,电子工业界经历了巨大的飞跃。集成电路的设计正朝着速度快、性能高、容量大、体积小和微功耗的方向发展。基于这种情况,可编程逻辑器件的出现和发展大大改变了传统的系统设计方法。可编程逻辑器件和相应的设计技术体现在三个主要方面:一是可编程逻辑器件的芯片技术;二是适用于可逻辑编程器件的硬件编程技术,三是可编程逻辑器件设计的EDA开发工具,它主要用来进行可编程逻辑器件应用的具体实现。在本实验中采用了集成度较高的FPGA 可编程逻辑器件, 选用了VHDL硬件描述语言和MAX + p lusⅡ开发软件。VHDL硬件描述语言在电子设计自动化( EDA)中扮演着重要的角色。由于采用了具有多层次描述系统硬件功能的能力的“自顶向下”( Top - Down)和基于库(L ibrary - Based)的全新设计方法,它使设计师们摆脱了大量的辅助设计工作,而把精力集中于创造性的方案与概念构思上,用新的思路来发掘硬件设备的潜力,从而极大地提高了设计效率,缩短 了产品的研制周期。MAX + p lusⅡ是集成了编辑器、仿真工具、检查/分析工具和优化/综合工具的这些所有开发工具的一种集成的开发环境,通过该开发环境能够很方便的检验设计的仿真结果以及建立起与可编程逻辑器件的管脚之间对应的关系。 1. EDA简介 20世纪90年代，国际上电子和计算机技术较先进的国家，一直在积极探索新的电子电路设计方法，并在设计方法、工具等方面进行了彻底的变革，取得了巨大成功。在电子技术设计领域，可编程逻辑器件（如CPLD、FPGA）的应用，已得到广泛的普及，这些器件为数字系统的设计带来了极大的灵活性。这些器件可以通过软件编程而对其硬件结构和工作方式进行重构，从而使得硬件的设计可以如同软件设计那样方便快捷。这一切极大地改变了传统的数字系统设计方法、设计过程和设计观念，促进了EDA技术的迅速发展。 EDA是电子设计自动化（Electronic Design Automation）的缩写，在20世纪90年代初从计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）和计算机辅助工程（CAE）的概念发展而来的。EDA技术就是以计算机为工具，设计者在EDA软件平台上，用硬件描述语言HDL 完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。EDA技术的出现，极大地提高了电路设计的效率和可操作性，减轻了设计者的劳动强度。 这些器件可以通过软件编程而对其硬件结构和工作方式进行重构，从而使得硬件的设计可以如同软件设计那样方便快捷。这一切极大地改变了传统的数字系统设计方法、设计过程和设计观念，促进了EDA技术的迅速发展。
高仿真数码管电子钟 目录 高仿真数码管电子钟 (2) 摘要 (2) 1 引言 (3) 1.1 本系统研究的背景和意义 (3) 1.2 本系统主要研究内容 (3) 2 系统总体设计 (4) 2.1 系统设计方案与论证 (4) 2.11 FPGA设计方案 (4) 2.12 NE555时基电路设计方案 (4) 2.13单片机设计方案 (5) 2.14最终设计方案 (5) 2.2 系统总体结构图 (5) 3 系统硬件设计 (7) 3.1 芯片介绍 (7) 3.11 8051单片机简单介绍 (7) 3.12 74LS138 3-8译码器介绍 (9) 3.2 系统硬件原理图 (11) 3.3复位模块 (11) 3.4按键模块 (12) 3.5显示驱动模块 (13) 4 系统软件设计 (13) 4.1 系统软件总体设计 (13) 4.2 中断子程序 (14) 4.3按键扫描子程序 (15) 5 系统调试 (16) 5.1 硬件调试 (16) 5.2 软件调试 (16) 6 结论 (16) 参考文献 (17) 附录 (18)
高仿真数码管电子钟 摘要 电子时钟主要是利用电子技术将时钟电子化、数字化，拥有时钟精确、体积小、界面友好、可拓展性能强等特点，被广泛应用于生活和工作当中。 本文主要为实现一款可正常显示时间、带有h AM/ 24制调整、带有PM h12 / 显示以及时间校准功能的一款基于单片机仿真的多功能电子钟。 本文对当前的电子钟开发手段进行了比较与分析，最终确定了采用单片机技术实现高仿真电子钟的设计。本设计采用51 AT芯片作为核心，采用外部时钟 89C 脉冲定时，用oteus Pr软件自带的电子钟组件实现高度仿真的显示效果。软件部分主要采用简单且流通性强的C51语言编写实现。这种高度仿真的电子钟具有电路简单，读取方便、显示直观、功能多样、时间精度较高、操作简单、编程容易成本低廉等诸多优点。 本次设计主要是用oteus Pr电路软件实现了高仿真数码管电子钟的仿真。稍加改装，增加部分功能所生产出的实际产品即可应用于一般的生活和工作中，从而给人们的生活和生产带来便利，符合电子仪器仪表的发展趋势，具有广阔的市场前景。 关键词：电子钟、单片机、51 AT、C51 89C
- 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
摘要 本实验是利用QuartusII 7.0软件设计一个多功能数字钟，进行试验设计和仿真调试，实现了计时，校时，校分，清零，保持和整点报时等多种基本功能，并下载到SmartSOPC实验系统中进行调试和验证。此外还添加了显示星期，闹钟设定等附加功能，使得设计的数字钟的功能更加完善。 关键字：QuartusII、数字钟、多功能、仿真 Abstract This experiment is to design a digital clock which is based on Quartus software and in which many basic functions like time-counting,hour-correcting,minute-correcting,reset,time-holding and belling on the hour. And then validated the design on the experimental board. In addition, additional functions like displaying and resetting the week and setting alarm make this digital clock a perfect one. Key words: Quartus digital-clock multi-function simulate
目录 一．设计要求 (4) 二．工作原理 (4) 三．各模块说明 (5) 1)分频模块 (5) 2)计时模块 (7) 3)动态显示模块 (9) 4)校分与校时模块 (10) 5)清零模块 (11) 6)保持模块 (12) 7)报时模块 (12) 四．扩展模块 (12) 1)星期模块 (12) 2)闹钟模块 (13) 五．总电路的形成 (16) 六．调试、编程下载 (17) 七．实验感想 (17) 八．参考文献 (20)
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
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。
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。
小型智能系统设计与制作 学习情境一智能电子钟设计与制作 一、教学引导 学习目标： 1. 通过查阅资料，能分析电子钟的功能与技术要求，确定电子钟的基本结构； 2. 能根据功能与技术要求，进行显示器、键盘、时钟芯片等器件的选用； 3. 能根据小组成员的实际情况，合理分配学习性工作任务，制订实施计划； 4. 会制定任务设计方案及程序设计结构； 5. 会设计显示、键盘、时钟芯片等各种接口电路； 6. 能使用软件设计、仿真电路并进行PCB制作。 7. 能够整理设计文档，编写智能电子钟的使用说明书。 学习内容 1.接受智能电子钟的设计制作任务，阅读任务书 2.收集资料，了解相关知识 3.制订设计方案 4.显示、键盘等接口电路设计和PCB板设计、制作 5.智能电子钟硬件安装与调试 6.智能电子钟软件设计与调试 7.智能电子钟功能、技术指标测试 8.编写智能电子钟的使用说明书 9.文档资料归档 学习任务 1.完成智能电子钟的方案设计 2.完成智能电子钟的设计与制作 3.完成技术文档的编写 4.完成学习过程的自我评价表填写 二、任务分析 学习要求：在这一环节要求学生分组并结合一下引导问题查阅资料，在充分了解智能电子钟的种类以及各种智能电子钟的技术要求的情况下，确定本次设计的智能电子钟的用途，完成任务分析表、填写过程记录表。 1．任务书 任务：设计并制作一款智能电子钟。 基本要求： （1）以24h计时方式工作； （2）用数码管显示时间和日期； （3）通过按键可以选择显示内容、修改时间； （4）具有校时功能； （5）具有整点报时功能； （6）时间误差：≤0.02％。 可选要求： （1）可以设置闹钟时刻； （2）闹钟时刻到后，若不关闭闹铃，可以间隔5分钟闹一次；
课程设计任务书 学生姓名： XXX 专业班级： 指导教师：工作单位： 题目: 多功能数字钟电路设计 初始条件：74LS390，74LS48，数码显示器BS202各6片，74LS00 3片，74LS04，74LS08各 1片，电阻若干，电容，开关各2个，蜂鸣器1个，导线若干。 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）。 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日 多功能数字钟电路设计 摘要 (1) Abstract (2) 1系统原理框图 (3) 2方案设计与论证 (4)
2.1时间脉冲产生电路 (4) 2.2分频器电路 (6) 2.3时间计数器电路 (7) 2.4译码驱动及显示单元电路 (8) 2.5校时电路 (8) 2.6报时电路 (10) 3单元电路的设计 (12) 3.1时间脉冲产生电路的设计 (12) 3.2计数电路的设计 (12) 3.2.1 60进制计数器的设计 (12) 3.2.2 24进制计数器的设计 (13) 3.3译码及驱动显示电路 (14) 3.4 校时电路的设计 (14) 3.5 报时电路 (16) 3.6电路总图 (17) 4仿真结果及分析 (18) 4.1时钟结果仿真 (18) 4.2 秒钟个位时序图 (18) 4.3报时电路时序图 (19) 4.4测试结果分析 (19) 5心得与体会 (20) 6参考文献 (21) 附录1原件清单 (22) 附录2部分芯片引脚图与功能表 (23) 74HC390引脚图与功能表 (23)
课题一数字电子钟逻辑电路设计 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。 数字电子钟的电路组成方框图如图所示。 图数字 电子钟框图 由图可见，数字电子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. 周显示从1～日为七进制计数器。 5. 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
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 ），整点时再呜叫一次高音（1000Hz ）。 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 Hz 5. 电容：100μF/16V 、22pF 、3～22pF 之间 6. 电阻：200Ω、10K Ω、22M Ω 7. 电位器：Ω或Ω 8. 数显：共阴显示器LC5011-11 9. 开关：单次按键 10. 三极管：8050 11. 喇叭：1 W /4，8Ω 四、设计方案提示 根据设计任务和要求，对照数字电子钟的框图，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，它的精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。如晶振为32768 Hz ，通过15次二分频后可获得1Hz 的脉冲输出，电路图如图所示。 74LS74 1Hz 图 秒脉冲发生器
多功能数字钟的设计与实现一、实验目的 1．掌握数字钟的设计原理。 2．用微机实验平台实现数字钟。 3．分析比较微机实现的数字钟和其他方法实现的数字钟。 二、实验内容与要求 使用微机实验平台实现数字钟。 1．基本要求如下： 1) 24 小时制时间显示。 2) 3) 4)可以随时进行时间校对。 整点报时。 闹钟功能，要求设置起闹时间时，不影响时钟的正常走时。 2．提高要求 1) 2)校时时相应位闪烁。能够设置多个起闹点。 三、实验报告要求 1．设计目的和内容 2．总体设计 3．硬件设计：原理图（接线图）及简要说明 4．软件设计框图及程序清单 5．设计结果和体会（包括遇到的问题及解决的方法） 四、系统总体设计 根据设计要求，初步思路如下： 1）计时单元由定时/计数器8253的通道0 来实现。定时采用硬件计数和软件技术相结合的方式，即通过8253产生一定的定时时间，然后再利用软件进行计数，从而实现24小时制定时。8253定时时间到了之后产生中断信号，8253在中断服务程序中实现时、分、秒的累加。 2）时间显示采用实验平台上的6个LED数码管分别显示时、分、秒，采用动态扫描方式实现。 3）校时和闹铃定时通过键盘电路和单脉冲产生单元来输入。按键包括校时键、闹钟定时键、加1键和减1键等。
4） 报警声响用蜂鸣器产生，将蜂鸣器接到 8255 的一个端口，通过输出电平的高低来 控制蜂鸣器的发声。 系统硬件设计主要利用微机实验平台上的电路模块。硬件电路主要由键盘电路、 单脉冲产生单元、8253 定时计数器、8255 并行接口单元、8259 中断控制器、LED 显 示电路和蜂鸣器电路等等。系统的硬件电路设计框图如图 1 所示。 图 1 硬件电路框图 五、硬件设计 根据设计思路，硬件电路可通过实验平台上的一些功能模块电路组成，由于实验平台 上的各个功能模块已经设计好，用户在使用时只要设计模块间电路的连接，因此，硬件电 路的设计及实现相对简单。完整系统的硬件连接如图 2 所示。硬件电路由定时模块、按键 模块、数码管显示模块和蜂鸣器模块组成。 Q6 路 图 2 系统硬件电路图 微机系统 8253 8255 8259 数码管显示 电路 键盘电路 蜂鸣器电路 单脉冲发生 单元 单脉冲发 生单元 键盘电路 8255 PA0 PB0 PC 8253 OUT0 GATE0 Clk0 地址 CS1 译码 CS2 电路 CS3 CS4 数码管显示模块 8259 IRQ2 IRQ3 IRQ5 PC BUS 蜂鸣器 单脉冲发 生单元
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)
数字钟的设计与制作 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。目前，数字钟的功能越来越强，并且有多种专门的大规模集成电路可供选择。 从有利于学习的角度考虑，这里主要介绍以中小规模集成电路和PLD器件设计数字钟的方法。 1 数字钟的基本组成及工作原理 1.1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。图1.1所示为数字钟的一般构成框图。
图1.1 数字钟的组成框图 ⑴晶体振荡器电路 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。 ⑵分频器电路 分频器电路将32768Ｈz的高频方波信号经32768（）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。 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12进制计数器。 ⑷译码驱动电路 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。 ⑸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。 １.２数字钟的工作原理 １）晶体振荡器电路 晶体振荡器是构成数字式时钟的核心，它保证了时钟的走时准确及稳定。 一般输出为方波的数字式晶体振荡器电路通常有两类，一类是用TTL门电路构成；另一类是通过CMOS非门构成的电路，如图1.2所示，从图上可以看出其结构非常简单。该电路广泛使用于各种需要频率稳定及准确的数字电路，如数字钟、电子计算机、数字通信电路等。
《Protel应用》课程设计任务书 学生姓名：专业班级： 指导教师：黄铮工作单位：信息工程学院 题目：多功能数字钟的设计 主要目的就是对学生进行基础课程、基本技能、基本动手能力的强化训练，提高学生的基础理论知识、基本动手能力，提高人才培养的基本素质。 一、训练内容和要求 1、绘制具有一定规模、一定复杂程度的电路原理图*.sch（自选）。可以涉及模拟、数字、高频、单片机、或者一个具有完备功能的电子电路系统。 2、绘制相应电路原理图的双面印刷版图*.pcb。对电路原理图进行仿真，给出仿真结果（如波形*.sdf、数据）并说明是否达到设计意图。 3、基本动手能力和知识应用能力强化训练 1)学习PROTEL软件； 2)绘制电路的原理图和PCB版图，要求图纸绘制清晰、布线合理、符合绘图规范； 4、查阅至少5篇参考文献，按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写基础强化训练报告书，全文用A4纸打印。 二、初始条件 模电数电基本知识；计算机；MULTISIM 软件；PROTEL软件 时间安排： 6.13：理论设计 6.14～6.17：安装调试仿真 6.18～6.19：撰写报告 6.20：答辩 指导教师签名：年月日
系主任（或责任教师）签名：年月日 目录 摘要 (1) Abstract (2) 1 设计要求 (3) 2.1脉冲产生电路 (3) 2.1.1振荡器的设计 (3) 2.1.2分频器的设计 (5) 2.2记时电路 (6) 2.2.1分秒记时部分设计 (7) 2.2.2时记时部分设计 (8) 2.2.3显示电路 (8) 2.2.3校准电路 (9) 2.2.3总体设计电路 (10) 2.2.3仿真验证 (11) 3 Protel的运用 (12) 3.1创建项目 (12) 3.2摆放元件 (14) 3.3绘制原理图 (15) 3.4更改元件属性 (16)
吉首大学 数字时钟的设计与仿真
目录 1.设计要求 2.总电路图及工作原理 3.电路组成介绍 3.1脉冲形成电路 3.2分频电路 3.3 60进制计数器及显示电路3.４ 12进制计数器及显示电路3．5 时间设置电路 4. 电路的测试 5.分析与评价 附录：元器件清单
1.设计要求 本次设计任务是要求用Multisｉm12．0软件设计一个数字时钟电路，即用数字显示出时间结果。设计要求如下: (a)以数字形式显示时、分、秒。 （b）小时计时采用１2进制的计时方式,分、秒采用60进制的计时方式。 (ｃ)要求能够对时钟进行时间设置。 ２. 总电路图及工作原理 数字时钟的总电路图如下所示: 数字时钟工作原理：数字时钟电路由５55振荡发生器、分频器、两个60进制分秒计数器、一个１2进制小时计数器以及6个数字显示器组成。电路工作时由555振荡器产生频率为100０ＨZ的脉冲，经由三个74LS90Ｄ构成的千分频的分频器得到频率为1ＨＺ的脉冲,脉冲输入计数电路(分秒由60进制计数电路计数，小时由１2进制计数电路计数），然后将相应数字显示到数字显示器上即所要显示的时间。另外,时钟的时间设置可以通过三个与单刀双掷开关相连的时钟信号发生器来实现。
电路的设计流程图如下所示 3．电路组成介绍 3.1 脉冲形成电路 脉冲形成电路为５5５计时器组成的振荡电路。考虑到时钟对精度要求较高,故在时钟电路中由555振荡电路产生频率为1KHz的脉冲信号，然后经过千分频的分频器分频产生1Hz脉冲。555振荡器的参数确定:T＝0.7（R1+R2)C＝1mｓ,ｆ=１/t＝1KHZ,故可令R1=1kΩ，Ｒ２=1０ＫΩ，C=0．1uＦ。(以上设置在实际仿真的时候速度过慢,故在实际仿真中): 脉冲形成电路如下所示
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
《数字系统与逻辑设计实验》实验报告题目数字钟电路设计与PCB图设计 学院：信息工程学院系电子信息工程 专业： 班级： 学号： 学生姓名： 指导教师：
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南昌大学实验报告 学生姓名：学号：专业班级： 实验类型：□验证□综合■设计□创新实验日期：2018/1/6 实验成绩：“数字钟电路设计与PCB图设计”实验报告 一、实验目的： 1、综合应用数字电路知识； 2、学习使用protel进行电子电路的原理图设计、印制电路板设计； 3、了解电路板制作、安装、调试技能。 二、实验任务及要求： 任务：设计一个12小时或24小时制的数字钟，显示时、分、秒，有校时功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到准确时间。 要求：画出电路原理图，元器件及参数选择，PCB文件生成、3D实物图等。 三、实验原理及电路设计： 1、设计方案与模块框图 利用NE555构成自激多谐振荡器，输出一个频率为1024Hz的脉冲信号。因为数字钟需要的是1Hz的信号，所以需要进行分频处理。这里采用了1024分频，利用三片74LS161分别进行8分频、8分频和16分频，最终得到1Hz的脉冲信号。60秒为1分钟，所以需要一个60进制的计数器。这里还是使用74LS161，通过同步置数进行循环，秒计数每满60向分计数进1，然后自身清零。60分钟为1小时，所以分计数采用的方法和秒计数一样。当分计数和秒计数同时进位时，扬声器发声，即为整点报时。12小时制采用12进制计数器，24小时制采用24进制计数器，两种时制的切换可以通过单刀双掷开关完成。我们在秒进位和分进位处人为地产生一个上升沿，可以完成一次进位，达到校时的目的。时分秒的通过共阴极七段数码管来显示，数码管需要74LS48进行译码。
多功能数字钟电路设计 一、数字电子钟设计摘要 (2) 二、数字电子钟方案框图 (2) 三、单元电路设计及相关元器件的选择 (3) 1.6进制计数器电路的设计 (3) 2.10进制计数器电路的设计 (4) 3.60进制计数器电路的设计 (4) 4.时间计数器电路的设计 (5) 5.校正电路的设计 (6) 6.时钟电路的设计 (7) 7.整点报时电路设计 (8) 8. 译码驱动及单元显示电路 (9) 四、系统电路总图及原理 (9) 五、经验体会 (10) 六、参考文献 (10) 附录A:系统电路原理图 附录B:元器件清单
一、数字电子钟设计摘要 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。 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。 二、数字电子钟方案框图 图1 数字电子钟方案框图
三、单元电路设计和元器件的选择 1. 6进制计数器电路的设计 现要设计一个6进制的计数器，采用一片中规模集成电路74LS90N芯片，先接成十进制，再转换成6进制，利用“反馈清零”的方法即可实现6进制计数，如图2所示。 图2
2. 10进制电路设计 图3 3. 60 进数器电路的设计 “秒”计数器与“分”计数器都是六十进制，它由一级十进制计数器和一级六进制计数器连接而成，如图4所示，采用两片中规模集成电路74LS90N串接起来构成“秒”“分”计数器。
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）。 时间安排： 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
索引 摘要 (4) Abstract (4) 1系统原理框图 (6) 2方案设计与论证 (7) 2.1时间脉冲产生电路 (7) 2.2分频器电路 (10) 2.3时间计数器电路 (11) 2.4译码驱动及显示单元电路 (12) 2.5校时电路 (13) 2.6报时电路 (14) 3单元电路的设计 (15) 3.1时间脉冲产生电路的设计 (15) 3.2计数电路的设计 (16) 3.2.1 60进制计数器的设计 (16) 3.2.2 24进制计数器的设计 (16) 3.3 译码及驱动显示电路 (17) 3.4 校时电路的设计 (18)
3.5 报时电路 (19) 3.6电路总图 (21) 4仿真结果及分析 (22) 4.1时钟结果仿真 (22) 4.2 秒钟个位时序图 (22) 4.3报时电路时序图 (23) 4.4测试结果分析 (23) 5心得与体会 (24) 6参考文献 (24) 附录1原件清单 (26) 附录2部分芯片引脚图与功能表 (27)