数电课程设计
实
验
报
告
班级：通信工程1001班
姓名：XX
学号：、、、、、、、、
数字钟的设计与制作
一、设计任务
本次课程设计要求以中规模集成电路为主，利用所学知识，设计一个数字钟。通过本次课程设计，进一步加强数字电路综合应用能力，掌握数字电路的设计技巧，增强实践能力，以及熟练掌握数字钟的系统设计、组装、调试及故障排除的方法。
二、设计要求
1.设计一台可以显示时、分、秒的数字钟。
2.具有校时功能，可以对时、分秒单独校时。
3.具有整点报时功能。
3.要求电路主要采用中小规模数字集成电路来实现。
三、工作原理
数字电子钟由秒信号发生器。“时、分、秒”计数器、译码显示器、校时电路、整点报时电路等组成。秒信号发生器主要由555振荡器分频后得到；秒、分都是60进制，故由60进制计数器构成；时为24进制，即由24进制计数器构成；显示部分由译码和数码显示构成，将“时、分、秒”计数器的输出状态经七段显示译码器译码，通过六位数码管显示出来。校时电路和整点报时电路由门电路和开关等构成。
1、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，输出2KHz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，选用六片进行CC4518，因为每片为1/10分频器，三片级联刚好获得2Hz脉冲，再经过二分频得到标准1HZ脉冲，其余两片构成两个二分频得到1KHZ和500HZ脉冲供整点报时用，其电路图如下：
图2 秒脉冲信号发生器
2、秒、分、时计数器的设计
秒、分计数采用60进制计数器、时采用24进制计数器。他们都是8个BCD
码输出，一个进位输出，一个时钟脉冲输入。在设计层次电路时，皆可以设计为一个输入端，9个输出端。在Multisim 仿真软件中，按照模块化化设计，不但将复杂的电路图变简单，而且更加直观，便于检测调试。如60进制的封装的模块图如下：
X2
IO1
IO2
IO3IO4IO5IO6IO7IO8IO9IO10
其中，IO1为进位输入，IO10为进位输出，IO2~IO9是计数器BCD 码输出，同理，其他模块也可以这样设计。
● 60进制计数器
秒或分的显示电路为60进制，以秒为例如图2，右边为秒个位，左边为秒十位，秒个位的电路中置零引脚和时钟输入端CP1必须接地，这是因为CMOS 的引脚不能悬空，否则会影响实验结果，CP0接秒脉冲信号，考虑到秒个位计数到9的时候必须进位，所以在显示0的同时输出一个进位信号，输出是0000，因此可以用一个或非门，当输出是0000的时候提供一个进位信号至秒十位的时
钟输入端，秒十位另一个时钟输入端接地，当秒十位计数器计到5时，在输出为0110时提供一个信号到秒十位计数器的置零端，使其实现0110——0000，即六十进制。
图3 60进制计数器
●24进制计数器
下图是时计数显示电路设计图，与分、秒不同的是，这一块是24进制，当时十位为0、1的时候，时个位正常从0—9显示；当时十位为2时，要求时个位的显示是0、1、2、3，然后就回到0，因此在置零这一部分接法不同于分、秒计数显示电路，考虑到当时计数器为23时必须变为00，即当时十位输出为0010、时个位输出为0100时，分别变为0000、0000，因此可用一个与门实现，按如图的接法，并且注意到时十位和时个位都必须置零。
电路图如下：
图4 24进制计数器
●校准电路
校准电路的工作过程如图5所示，正常工作情况下，J3断开，J1，J2闭合，秒脉冲进入计数器。当需要对秒进行校正时，闭合和断开J3知道需要的数字为止；需要对分校正时，J3处于闭合的情况下，断开J2，秒脉冲进入进入到分计时，则分计数器快速计数，直到显示时间为所需要的数字为止，再闭合J2;同理，可以对时进行校正。校准电路内部电路图如图6：
时个位分个位秒个位
时钟脉秒进分进
图5 校准电路
● 整点报时电路
整点报时电路的功能要求是，每当数字钟计时快要到整点时发出声响，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整点时刻。
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3-6-2所示
报时电路如下图所示：
500HZ 1000HZ
器
图6 整点报时电路
● 数字电子钟连线图
图7 整机电路
四、电路调试
课程设计的起点在于仿真，在设计好基本电路图后，通过Multisim仿真电路，在Multisim中，执行Place/Hierachical Block命令，找到以存储的层次块，点打开即可出现在电路模板中，在在元件库中找出信号发生器数码显示器。本次设计中先采用现成的信号发生器进行分步调试。为使各电路接线后能顺利工作，
对各个层次块可以先分别测试器功能。将信号发生器分别接入60进制和24进制计数器层次块，其输出接数码管或示波器，看其是否完成电路功能。对其校准电路，只有当整机电路连接好以后，按校准电路所说的方式，看是否能起到时、分、秒的校准。而整点报时电路必须先通过校时电路将时间调到59分50秒，再启动仿真，看其是否能报时5下，前4次是低音，到最后一次是高音。本次实验各模块节能完成其功能，接好整机电路后，能完成所需功能，故本次数字电子钟的设计能满足设计要求。
五、实验心得
这次的数电综合实验历时一周时间，实验课题是数字电子钟的设计与调试，看似一个简单的电路设计其实并没有想象的那样简单，过程是非常艰辛的，但是结果还是令人兴奋的。在这次的综合实验中，我的任务主要是电路设计。通过本次试验是让我学到了许多：
1、在这次的课程设计的过程中，我感触最深的是查阅大量的设计资料，为了
让我们的设计更加完善，查阅大量的设计资料是十分必要的。
2、理论知识和实践相结合。平时我们学的都是理论知识，学起来很枯燥乏味，
而且单纯的理论知识的学习不能够真正理解其中的原理，真正到了动手操作的时候，才发现理论知识的重要性，但让理论和实际还是有一定的差距
的，理论的很多知识是建立在一定的条件上的，实际中不能满足这样的条
件，所以会产生差距。通过这次的综合实验，更加深了对书本上所学的译
码器、计数器和分频电路的理解。
3、同学们之间的团结。很多问题一个人可能要思考很长时间，也不一定有结
果，但大家一起努力，则可能会有不一样的效果。
小组成员:XX、XX
数字钟设计实验报告 专业:工程技术系 班级:电信0901班 姓名:XX 学号:XXXXXX
数字钟的设计 目录 一、前言 (3) 二、设计目的 (3) 三、设计任务 (3) 四、设计方案 (3) 五、数字钟电路设计原理 (4) （一）设计步骤 (4) （二）数字钟的构成 (4) （三）数字钟的工作原理 (5) 六、总结 (9) 七、附录 (10)
一、前言 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，以其显示的直观性、走时准确稳定而受到人们的欢迎，广泛用于个人家庭、车站、码头、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，已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与 555 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人的方便，而目大大地扩展了钟表原先的报时功能。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、通断动力设备、以及各种定时电气的自动启用等，所有这些，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，有着非常现实的意义。 二、设计目的 1.掌握数字钟的设计方法。 2熟悉集成电路的使用方法。 3通过实训学会数字系统的设计方法； 4通过实训学习元器件的选择及集成电路手册查询方法； 5通过实训掌握电子电路调试及故障排除方法； 6熟悉数字实验箱的使用方法。 三、设计任务 设计一个可以显示时、分、秒的数字钟。要求： 1、24小时为一个计数周期； 2、具有校时功能； 3、具有整点报时功能； 4、主要采用中小规模集成电路完成设计； 5、电源电压+5V。 四、设计方案 一个基本的数字钟电路主要由译码显示器、“时”，“分”，“秒”计数器和定时器组成。干电路系统由秒信号发生器、“时、分、秒、”计数器、译码器及显示器、电路组成。 首先构成一个由32768Hz的石英晶体振荡器和由CD4060构成的分频器构成的产生震荡周期为一秒的标准秒脉冲，由74LS161采用清零法分别组成六十进制的秒计数器、六十进制分计数器、二十四进制时计数器和七进制的周计数器。使用由32768Hz
目录 第一章数字电子钟系统设计摘要 数字电子钟摘要 (3) 本文关键词 (3) 第二章数字电子中系统具体设计过程与实现 .技术指标 (4) 系统设计 (4) 系统框图 (6) 方案论证 (7) 单元电路 (8) 分频器 (8) 60进制计数器 (9) 24进制计数器 (10) 12与24小时转换器 (11) 四位动态显示器 (17) 整点与学号报时 (18) 闹钟 (22) 校时校分 (24)
整体电路图 (25) 单元电路功能测试 (26) 整体电路功能测试 (32) 实验完成情况 (37) 第三章实验原件清单 (38) 第四章结束语 (39) 参考文献 (43) 附录(预习电路图与正式电路图)
第一章数字电子钟系统设计摘要 数字电子钟课题设计摘要 课程题目：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。通过数字电路的技术使用，分频器、计数器、译码与显示器以及各种选择控制端实现数字钟准确计时，校时，设定闹钟，整点报时，12与24小时转换，以及整点报时的功能。本次课程设计采用了Xilinx公司的设计软件，通过电脑仿真来设计电路图，然后下载到芯片95108，再通过硬件具体显示数字钟，
并测试其各个模块的功能。 本文关键词 60进制计数器，24进制计数器，译码与显示电路 第二章数字电子中系统具体设计过程与实现 技术指标 整体功能 数字电子钟能以秒为最小时间单位计时，同时应能用数字直观显示当前的时与分，通过一个放光二极管显示秒，用两个发光二极管指示上、下午，可以手动校时，可以设定闹钟时间，以及事项整点报时和学号报时的功能。 系统结构 数字电子钟的系统结构方框图如图2-1所示。图中的秒信号电路产生1Hz的标准计时信号，计时电路记录当前的时，分值，数字显示以数字的方式显示出当前的时间值，闹钟电路用与设定闹钟，报时电路用于整点报时以及学号报时，时分调校电路用于校正当前的时间。
数字电路电子钟设计实验报告 目录 1．实验目的 2．实验题目描述和要求 3．设计报告内容 3.1实验名称 3.2实验目的 3.3实验器材及主要器件 3.4数字电子钟基本原理 3.5数字电子钟制作与调试 3.6数字电子钟电路图 3.7数字电子钟的组装与调试 4．实验结论 5．实验心得
1．实验目的 ※掌握组合逻辑电路、时序逻辑电路及数字逻辑电路系统的设计、安装、测试方法； ※进一步巩固所学的理论知识，提高运用所学知识分析和解决实际问题的能力； ※提高电路布局﹑布线及检查和排除故障的能力； ※培养书写综合实验报告的能力。 2．实验题目描述和要求 （1）数字电子钟基本功能 数字电子钟是一个大众化产品，一般来讲应具有以下基本功能。 ①能进行小时、分、秒显示。 ②能进行小时、分、秒设置。 ③能实现整点报时。 ④能通过设置，实现任意时间报时。 （2）数字电子钟基本性能 一个实用的数字电子钟应满足三个“度”：精度、亮度和响度。 ①精度是指显示的时间必须准确。 ②亮度是指显示的时间必须让人看得清楚。 ③响度是指报时的声音必须清脆有力。 （3）数字电子钟用于教学设计时必须考虑的因素 从教学角度来看，数字电子钟的设计应考虑以下几点。 ①数字电路可由多种不同方案实现，在方案比较时应着重考虑所选
用的方案在设计时能否把数字电路包含的主要知识全部囊括进去。 ②应把数字电子钟分解成若干个模块，并在印制电路板设计时把各 模块固定在不同的区域。 ③应确保大多数学生能在规定时间内完成制作与调试。 ④数字电子钟印制电路板（PCB）设计时除留下足够的训练内容让学 生完成外，应设计一标准印制电路板设计示范区。 （4）本教材设计的数字电子钟总体方案 根据以上分析，本教材把数字电子钟分解为信号电路、显示电路、计时电路、校时电路和报时电路五个功能相对独立的模块（如图8-1 所示），采用如图8-2所示的设计方案，并按要求实施时参照一下规定进行。 ①各模块的制作、调试按显示电路、信号电路、计时电路、校时电 路和报时电路的顺序进行。 ②计时电路中的小时计数器为24进制或12进制。 ③校时电路设计为校时信号统一从计时电路的秒输入端输入，这样
单片机电子时钟课程设计实验报告(1)单片机电子时钟课程设计实验报告 一、实验内容 本次实验的主要内容是使用单片机设计一个电子时钟，通过编程控制单片机，实现时钟的显示、报时、闹钟等功能。 二、实验步骤 1.硬件设计 根据实验要求，搭建电子时钟的硬件电路，包括单片机、时钟模块、显示模块、按键模块等。 2.软件设计 通过C语言编写单片机程序，用于实现时钟功能。 3.程序实现 （1）时钟显示功能 通过读取时钟模块的时间信息，在显示模块上显示当前时间。 （2）报时功能 设置定时器，在每个整点时，通过发出对应的蜂鸣声，提示时间到达整点。 （3）闹钟功能 设置闹钟时间和闹铃时间，在闹钟时间到达时，发出提示蜂鸣，并在屏幕上显示“闹钟时间到了”。 （4）时间设置功能
通过按键模块实现时间的设置，包括设置小时数、分钟数、秒数等。 （5）年月日设置功能 通过按键模块实现年月日的设置，包括设置年份、月份、日期等。 三、实验结果 经过调试，电子时钟的各项功能都能够正常实现。在运行过程中，时钟能够准确、稳定地显示当前时间，并在整点时提示时间到达整点。在设定的闹铃时间到达时，能够发出提示蜂鸣，并在屏幕上显示“闹钟时间到了”。同时，在需要设置时间和年月日信息时，也能够通过按键进行相应的设置操作。 四、实验感悟 通过本次实验，我深刻体会到了单片机在电子设备中的广泛应用以及C 语言在程序设计中的重要性。通过实验，我不仅掌握了单片机的硬件设计与编程技术，还学会了在设计电子设备时，应重视系统的稳定性与可靠性，并善于寻找调试过程中的问题并解决。在今后的学习和工作中，我将继续加强对单片机及其应用的学习与掌握，努力提升自己的实践能力，为未来的科研与工作做好充分准备。
一、设计题目与要求 设计题目：多功能数字钟 设计要求： 1.准确计时，以数字形式显示机器人行走的时、分、秒的时间。 二、设计原理 1数字钟的组成部分 ⑴555定时器组成的方波发生电路 多谐振荡器电路给数字钟提供一个频率1Hz 的信号，可保证数字钟的走时准确及稳定。 ⑵时间计数器电路 时间计数电路分成三个模块，时，分，秒：时用24进制计数器实现；分，秒用60进制计数器实现。 ⑶译码显示电路 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，并在显示电路显示相应系数。 2.数字钟的工作原理 ⑴多谐振荡器电路 555 定时器与电阻R1、R2，电容C1、C2 构成一个多谐振荡器，利用电容的充放电来调节输出V0，产生矩形脉冲波作为时钟信号，因为是数字钟，所以应选择的电阻电容值使频率为1HZ。
⑵时间计数单元 六片74LS90 芯片构成计数电路，按时间进制从右到左构成从低位向高位的进位电路，并通过译码显示。在六位LED 七段显示起上显示对应的数值。 三、元器件 1.实验中所需的器材. Vcc 5V 电源. 共阴七段数码管6 个. 74LS90D 集成块6 块. 74HC00D 6个以及其他元件 LM555CM 1个 电阻6个 10uF 电容2个 2.芯片内部结构及引脚图
图2 LM555ＣＭ集成块 图3 74LS90D集成块 五、各功能块电路图 1秒脉冲发生器主要由555 定时器和一些电阻电容构成，原理是利用555 定时器的特性，通过电容的充放电使VC 在高、低电平之间
转换。其中555 定时器的高、低电平的门阀电压分别是2/3VCC 和1/3VCC 电容器充电使VC 的电压大于2/3VCC 则VC 就为高电平，然 而由于反馈作用又会使电容放电。当VC 小于1/3VCC 时，VC 就为低电平。同样由于反馈作用又会使电容充电。通过555 定时器的这一性质我们就可以通过计算使他充放电的周期刚好为1S这样我们就会得到1HZ 的信号。其中555 定时器的一些功能对照后面目录。其中 555 定时器组成的脉冲发生器电路见：方波发生器的部分。 10μ 图4 555 定时器组成的脉冲发生器
数字电子时钟实验报告 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
华大计科学院 数字逻辑课程设计说明书题目：多功能数字钟 专业：计算机科学与技术 班级：网络工程1班 姓名：刘群 学号： 完成日期： 2013-9 一、设计题目与要求 设计题目：多功能数字钟 设计要求： 1.准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间。 2.小时的计时可以为“12翻1”或“23翻0”的形式。 3.可以进行时、分、秒时间的校正。 二、设计原理及其框图 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。图 1 所示为数字钟的一般构成框图。 图1 数字电子时钟方案框图 ⑴多谐振荡器电路 多谐振荡器电路给数字钟提供一个频率1Hz 的信号，可保证数字钟的走时准确及稳定。
⑵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。 ⑶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。 ⑷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。 2.数字钟的工作原理 ⑴多谐振荡器电路 555 定时器与电阻R1、R2，电容C1、C2 构成一个多谐振荡器，利用电容的充放电来调节输出V0，产生矩形脉冲波作为时钟信号，因为是数字钟，所以应选择的电阻电容值使频率为1HZ。 ⑵时间计数单元 六片74LS90 芯片构成计数电路，按时间进制从右到左构成从低位向高位的进位电路，并通过译码显示。在六位LED 七段显示起上显示对应的数值。 ⑶校时电源电路 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。通常，校正时间的方法是：首先截断正常的计数通路，然后再进行人工出触发
电子时钟实验报告 电子时钟实验报告 引言： 电子时钟是一种使用数字显示时间的现代化设备，它在我们的日常生活中起着 重要的作用。本次实验旨在通过制作一个简单的电子时钟，了解其工作原理和 基本构造，并对其进行测试和改进。 一、实验材料和设备 本次实验所需材料和设备包括：电子元件（电阻、电容、二极管等）、集成电路、面包板、电源、示波器、万用表等。 二、实验步骤 1. 准备工作 首先，我们需要准备好所需的电子元件和设备，并将它们连接在面包板上。确 保连接正确无误后，将面包板连接到电源上。 2. 时钟电路设计 我们设计的电子时钟采用了数字时分秒的显示方式。为了实现这一功能，我们 使用了一个集成电路来控制时钟的计时和显示功能。通过连接电阻和电容，我 们可以调整时钟的频率和精度。 3. 时钟电路测试 在完成时钟电路的设计后，我们需要进行测试以确保其正常工作。首先，我们 使用示波器来观察时钟信号的波形，并检查其频率和稳定性。然后，我们使用 万用表来测量电压和电流，确保电路中没有异常。 4. 时钟显示改进
为了提高时钟的显示效果，我们可以对电子时钟进行改进。例如，我们可以增加背光功能，使时钟在光线较暗的环境下也能清晰可见。此外，我们还可以增加闹钟功能，使时钟能够发出声音提醒我们。 5. 结果分析 通过实验，我们成功制作了一个简单的电子时钟，并对其进行了测试和改进。我们发现，该时钟具有较高的准确性和稳定性，能够准确显示时间。同时，通过添加背光和闹钟功能，我们提高了时钟的实用性和便利性。 6. 实验总结 本次实验使我们更加深入地了解了电子时钟的工作原理和构造。通过实践，我们不仅学会了如何制作一个简单的电子时钟，还了解了如何测试和改进它。这对我们理解电子时钟的应用和发展具有重要意义。 结论： 通过本次实验，我们成功制作了一个简单的电子时钟，并对其进行了测试和改进。我们深入了解了电子时钟的工作原理和构造，并发现其具有较高的准确性和稳定性。通过实践，我们不仅学会了如何制作一个电子时钟，还了解了如何测试和改进它。这对我们理解电子时钟的应用和发展具有重要意义。电子时钟的发展将继续推动我们的生活方式和工作效率的提升。
数电课程设计 实 验 报 告 班级：通信工程1001班 姓名：XX 学号：、、、、、、、、
数字钟的设计与制作 一、设计任务 本次课程设计要求以中规模集成电路为主，利用所学知识，设计一个数字钟。通过本次课程设计，进一步加强数字电路综合应用能力，掌握数字电路的设计技巧，增强实践能力，以及熟练掌握数字钟的系统设计、组装、调试及故障排除的方法。 二、设计要求 1.设计一台可以显示时、分、秒的数字钟。 2.具有校时功能，可以对时、分秒单独校时。 3.具有整点报时功能。 3.要求电路主要采用中小规模数字集成电路来实现。 三、工作原理 数字电子钟由秒信号发生器。“时、分、秒”计数器、译码显示器、校时电路、整点报时电路等组成。秒信号发生器主要由555振荡器分频后得到；秒、分都是60进制，故由60进制计数器构成；时为24进制，即由24进制计数器构成；显示部分由译码和数码显示构成，将“时、分、秒”计数器的输出状态经七段显示译码器译码，通过六位数码管显示出来。校时电路和整点报时电路由门电路和开关等构成。 1、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，输出2KHz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，选用六片进行CC4518，因为每片为1/10分频器，三片级联刚好获得2Hz脉冲，再经过二分频得到标准1HZ脉冲，其余两片构成两个二分频得到1KHZ和500HZ脉冲供整点报时用，其电路图如下：
华大计科学院 数字逻辑课程设计说明书 题目：多功能数字钟 专业：计算机科学与技术 班级：网络工程1班 ：群 学号：1125111023 完成日期：2013-9
一、设计题目与要求 设计题目：多功能数字钟 设计要求： 1.准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间。 2.小时的计时可以为“12翻1”或“23翻0”的形式。 3.可以进行时、分、秒时间的校正。 二、设计原理及其框图 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（如时间）一致，故需要在电路上加一个校时电路。图1 所示为数字钟的一般构成框图。 图1 数字电子时钟方案框图
⑴多谐振荡器电路 多谐振荡器电路给数字钟提供一个频率1Hz 的信号，可保证数字钟的走时准确及稳定。 ⑵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。 ⑶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。 ⑷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。 2.数字钟的工作原理 ⑴多谐振荡器电路 555 定时器与电阻R1、R2，电容C1、C2 构成一个多谐振荡器，利用电容的充放电来调节输出V0，产生矩形脉冲波作为时钟信号，因为是数字钟，所以应选择的电阻电容值使频率为1HZ。 ⑵时间计数单元 六片74LS90 芯片构成计数电路，按时间进制从右到左构成从低位
单片机电子钟实验报告 单片机电子钟实验报告 引言： 单片机是一种集成电路，具有微处理器的功能。它广泛应用于各种电子设备中，包括电子钟。在这个实验中，我们通过使用单片机和其他电子元件，成功地制 作了一台电子钟。本报告将详细介绍我们的实验过程、结果和总结。 实验目的： 我们的实验目的是设计和制作一台精确可靠的电子钟。通过这个实验，我们希 望了解单片机的基本原理和应用，同时提高我们的电路设计和焊接能力。 实验步骤： 1. 准备工作：我们首先收集了所需的材料和工具，包括单片机、晶振、电容、 电阻、显示器等。然后，我们仔细阅读了单片机的技术规格和电路图。 2. 电路设计：根据单片机的技术规格和电路图，我们开始设计电路。我们确定 了电源电压、电路连接方式和元件数值。然后，我们使用仿真软件验证了我们 的设计。 3. 焊接电路板：在确认电路设计无误后，我们开始焊接电路板。我们小心翼翼 地将元件焊接到电路板上，并确保焊接点牢固可靠。焊接完成后，我们使用万 用表对焊接点进行了测试。 4. 编程：接下来，我们使用C语言编写了单片机的程序。我们根据电路的功能 需求，编写了显示时间、闹钟设置、闹钟响铃等功能的代码。然后，我们使用 编程器将程序烧录到单片机中。 5. 调试：在完成编程后，我们对电路进行了调试。我们逐一测试了各个功能，
确保电子钟的正常运行。我们检查了显示、闹钟和时间设置等功能，并进行了 一系列的测试。 实验结果： 经过我们的不懈努力，我们成功地制作了一台功能完善的电子钟。它能够精确 显示时间，并具备闹钟功能。在我们的测试中，电子钟的运行稳定，显示清晰 可见。 实验总结： 通过这个实验，我们深入了解了单片机的工作原理和应用。我们学会了电路设计、焊接和编程等技能。通过实际操作，我们提高了自己的动手能力和问题解 决能力。 然而，我们也遇到了一些挑战。在焊接电路板时，我们需要小心操作，以避免 短路或焊接不牢固。在编程过程中，我们需要仔细调试，以确保程序的正确性。在未来的学习中，我们将进一步探索单片机的应用领域，并不断提高自己的技 术水平。我们相信，通过这样的实验，我们将能够更好地应对电子设计和制作 的挑战。 结论： 通过这个实验，我们成功地制作了一台单片机电子钟。这次实验不仅增加了我 们的实践经验，还提高了我们的技术能力。我们相信，这个实验将在我们今后 的学习和工作中发挥重要作用。我们将继续努力，不断学习和探索电子技术的 发展。
数字钟电路设计与制作实验报告 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、学习电路板制作、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。可以根据兴趣增加其它与数字钟有关的功能。 要求：画出电路原理图，元器件及参数选择，PCB文件生成、制板及实物制作 三、实验原理及电路设计： 1、设计方案与模块框图 利用74LS161和74LS00 ，555，数码管，开关来设计24小时数字时钟，构造它们主要实现时钟的显示，以及对时、分、秒进行调整，即实现调时的功能。其数字钟系统整体结构 ①74LS161和74LS00计数器：用来设计24小时
②开关与74LS00结合：用来校时，校分，校秒。 ③利用555振荡器：产生脉冲信号 ④数码管：用来显示时分秒。
2、各子模块电路设计及原理说明 74LS161 ：十六进制的计数器，当秒到60时要进位当分上利用74LS161与74LS00的结合，当秒、分到60时对其进行清零，进位。当时24时，对其进行清零。当时分秒个位到9时，对其本位（时分秒）清零和进位。 74LS00 与开关:74LS00与开关的结合，以此来控制校对。 555振荡器：利用555设计一个振荡器产生一个脉冲信号，以此来控制信号的进行与停止、时间的校对。 数码管：显示时分秒。 3、仿真图及仿真方法说明 连好图，按一下仿真键，
①若能仿真且准确无误，会出现24小时的显示则成功了。 ②若不能仿真，数码管不会显示出来示数，或者显示紊乱，则失败，检查电路是否正确，有没有连错，少连错连，不断地改正，不断改进，直到可以仿真，可以显示无错。 ③对校时、校分、校秒：按一下开关，脉冲过来就可以，增加一个数，依次按键对其进行时分秒校对。 四、主要实验元件及器材清单：
数字电路课程设计
数字电子钟 一．设计指标 1.数字电子钟以一昼夜24小时为一个周期。 2．具有“时”、“分”、“秒”数字显示。 3.具有较时功能，分别进行时、分别进行时、分、秒的矫正。 二．实验仪器 555定时芯片，两个2.4KΩ电阻，一个104pf电容，一个103pf 电容，五片4518BP计数器芯片、一片74LS00与非门芯片、一片74LS04非门芯片、六片74LS47译码器、六片数码显示器、一块实验电路板、导线若干。 三．实验原理 1.秒脉冲产生器：由555定时器、两个 2.4KΩ电阻、一个104pf 电容，一个103pf电容，产生的频率为2000Hz。 2.分屏器：是由2片4518计数器芯片组成，是2000分频，将 2000hHz分成1Hz。 3.技术、译码、显示：如电路图所示，将“秒”和“分”接为 六十进制计数器、“时”接为二十四进制，然后分别接在显示器上。 四．4518BP十进制计数器原理 CD4518功能： CD4518是一个双BCD同步加计数器，由两个相同的同步4级计数
器组成。 CD4518引脚功能(管脚功能)如下： 1CP、2CP：时钟输入端。1CR、2CR：清除端。 1EN、2EN：计数允许控制端。1Q0～1Q3：计数器输出端。 2Q0～2Q3：计数器输出端。Vdd：正电源。Vss：地。 CD4518是一个同步加计数器，在一个封装中含有两个可互换二/十进制计数器，其功能引脚分别为1～7和9～{15}.该CD4518计数器是单路系列脉冲输入（1脚或2脚；9脚或10脚），4路BCD码信号输出（3脚～6脚；{11}脚～{14}脚）。 CD4518控制功能：CD4518有两个时钟输入端CP和EN,若用时钟上升沿触发,信号由CP输入,此时EN端为高电平（1）,若用时钟下降沿触发,信号由EN输入,此时CP端为低吨平（0）,同时复位端Cr也保持低电平（0）,只有满足了这些条件时,电路才会处于计数状态.否则没办法工作。 将数片CD4518串行级联时，尽管每片CD4518属并行计数，但
电子时钟实验报告 一、实验目的 学习8051定时器时间计时处理、按键扫描及LED数码管显示的设计方法; 二、设计任务及要求 利用实验平台上4个LED数码管,设计带有闹铃功能的数字时钟,要求： 1．在4位数码管上显示当前时间,显示格式为“时时分分”； 2．由LED闪动做秒显示； 3．利用按键可对时间及闹玲进行设置,并可显示闹玲时间;当闹玲时间到蜂鸣器发出音乐,按停止键使可使闹玲声停止; 三、工作原理及设计思路 利用单片机定时器完成计时功能,定时器0计时中断程序每隔5ms中断一次并当作一个计数,每中断一次计数加1,当计数200次时,则表示1s到了,秒变量加1,同理再判断是否1min钟到了,再判断是否1h到了;为了将时间在LED数码管上显示,可采用静态显示法和动态显示法,由于静态显示法需要数据锁存器等较多硬件,可采用动态显示法实现LED显示; 闹铃声由交流蜂鸣器产生,电路如右图,当P1.7输出不同频率的方波,蜂鸣器便会发出不同的声音; 四、电路设计及描述 1硬件连接部分： 在ZKS-03单片机综合实验仪上有四位共阳LED数码管,其标号分别为LED1~LED4; 为了节省MCU的I/O口,采用串行接口方式,它仅占用系统2个I/O口,即P1.0口和P1.1口,一个用作数据线SDA,另一个用作时钟信号线CLK,它们都通过跳线
选择器JP1相连; 由于采用共阳LED数码管,它的阴极分别通过限流电阻R20~R27连接到控制KD_0~KD_Q7;这样控制8个发光二极管,就需要8个I/O口;但由于单片机的I/O 口资源是有限的,因此常采用实验电路所示的串并转换电路来扩充系统资源;串并转换电路其实质是一个串入并处的移位寄存器,串行数据再同步移位脉冲CLK 的作用下经串行数据线SDA把数据移位到KD_0~KD_Q7端,这样仅需2根线就可以分别控制8个发光二极管的亮灭;而P0口只能作地址/数据总线,P2口只能作地址总线高8位,P3.0、P3.1作为串行输入、输出接口,实验仪上单片机可用作I/O的口仅有：P1.0--P1.7,8位；P3.2、P3.3、P3.4、P3.5,4位;其中：P1.0用作数据线SDA,P1.1用作时钟信号CLK,所以P1.0和P1.1应该接对应跳线的A 位,即跳线的中间和下面相连;P1.3、P1.4、P1.5和P1.6是四个数码管的位扫描线,其中P1.6对应数码管W1,显示小时高位；P1.5对应数码管W2,显示小时低位； P1.4对应数码管W3,显示分钟高位；P1.3对应数码管W4,显示分钟低位;P1.7连接蜂鸣器电路,输出不同频率的方波,使其发出不同的声音;P1.2用来控制秒的闪烁显示;故,P1.2也应该接对应跳线的A位; 其显示电路如下图所示： P3.2、P3.3、P3.4、P3.5分别连接单刀双掷开关S1、S2、S3、S4,从而输入高低电平;将S2S1定义为功能模式选择开关；S3定义为分钟数调整开关；S4定义为小时数调整开关; 当S2S1=00时,显示当前时间,不进行任何操作; 当S2S1=01时,显示当前时间,同时可进行时钟调整,若S3=1,分钟数持续加1,若S4=1,小时数持续加1; 当S2S1=10时,显示闹钟时间,同时可进行闹钟调整,若S3=1,分钟数持续加1,若
单片机电子时钟设计报告 一、设计任务 本次课程设计的电子时钟电路，是基于单片机STC89C52、时钟芯片和液晶显示，运用C语言编程实现。电子时钟可以显示日期的年、月、日和时间的时、分、秒，具有复位功能。 二、系统硬件设备及芯片简介 数字电子钟系统设计已经成熟，但是目前系统设计时根本都是采用LED 作为显示电路，造成硬件电路复杂、功耗高、产品体积庞大等特点；液晶显示模块由于具有低功耗、寿命长、体积小、显示容丰富、价格低、接口控制方便等优点，因此在各类电子产品中被极广泛地推广和应用。字符型液晶显示模块是一类专门用于显示字母、数字、符号等点阵式液晶显示模块。本系统设计采用字符型液品显示模块LCD1602 作为显示器件，这样不仅简化了系统的硬件设计，而且极提高了系统的可靠性。 1 LCD1602简介 字符型液晶显示模块LCD1602已经是单片机应用设计中最常用的信息显示器件。LCD1602可以显示两行，每行16个字符，采用＋5V电源供电，外围电路配置简单，价格廉价，具有很高的性价比。 2 LCD1602功能介绍 2.1 引脚功能 LCD1602采用标准14脚〔无背光〕或16脚〔带背光〕接 口，各引脚功能见表1。 表1 引脚功能
2.2 LCD1602读写指令 LCD1602读写指令较多且较复杂，具体使用可以查相关资料，下面仅列 出最常用的的一些命令：①写指令38H：显示模式设置；②写指令08H： 显示关闭；③写指令01H：显示清屏；④写指令06H：显示光标移动设 置；⑤写指令0CH：显示开及光标设置。 2.3 LCD1602 读写操作时序 LCD1602 读写操作时序总体上来说是比拟简单的，掌握其有两种方法：一种是只看时序图，另外一种方法是直接记忆和总结读写时电平上下和变化。很显然第二种更简单和直接，下面就列出典型读写的时序要求，以方便编写程序。 （1）读状态：输入：RS＝L，RW＝H，E＝H。 输出：D0－D7＝状态字。 （2）写指令：输入：RS＝L,RW＝L,D0－D7＝指令码，E＝上升沿。 输出：无。 〔3〕读数据：输入：RS＝H，RW＝H，E＝H。 输出：D0－D7＝数据。 〔4〕写数据：输入：RS＝H,RW＝L,D0－D7＝数据，E＝上升沿。 输出：无。 2.4 LCD1602显示方法
课程设计总结报告 课程名称电子技术课程设计 设计题目电子钟的设计 专业 班级 姓名 学号 指导教师 报告成绩 信息与工程学院 二〇一三年六月二十三日
前言 (3) 第一章设计要求： (4) 1.1 基本要求 (4) 1.2 提高要求 (4) 第二章原理流程图 (5) 2.1 流程图 (5) 第三章电路设计 (7) 3.1原理图 (7) 第四章电路实验与调试 (8) 4.1 焊接 (8) 4.2 调试与处理出现问题 (8) 第五章设计总结 (9) 〔附录〕元件清单 (10)
电子钟是一种利用数字电路来显示秒、分、时的计时装置，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，因而得到广泛应用。随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合可以看到数字电子钟。 随着生活水平的不断提高，老式机械表已逐步被新型电子时钟所代替。数字电子钟在生活中已经得到了广泛的应用。随着科技的发展，人们对电子产品的应用与要求越来越高，数字电子钟不但可以显示时间，而且可以显示年份、日期、农历、以及星期等等，给人们的日常生活带来了方便。另外数字电子钟还可以具备以下一些功能：秒表和闹钟功能，闹钟铃声可自选；这样一款数字电子钟便具备了多媒体的色彩。 国内外在该方向的研究现状及分析 20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地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。 单片机模块中最常见的是数字钟，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。
电子时钟制作 学院计算机科学与技术 专业计算机科学与技术(师范) 学号 学生姓名
一、设计内容与设计目的 1、编写出一个电子钟，六个数码管每两个一组来分别显示小时、分和秒；一个 蜂鸣器来实现报时或闹铃等声音功能；八个二极管玩花样设计，完美电子的整体设计。 2、熟悉整个电路图，练习一下焊接操作。 3、熟练掌握C51的编程方法与技巧。 4、能够有效地控制数码管、二极管、蜂鸣器和键盘的操作（可采用多种形式）。 5、能够根据原理图焊接电路板，经过调试，保证整个电路板没有虚焊点。 硬件设计要求 1、根据项目要求，去选择相应的电路，比如MCU系统，输入输出驱动电路， 电源供电电路。 2、整体布局合理，标注规范、明确、美观、不产生歧义。 3、列出完整的元件清单（标号、型号及大小、封装形式、数量）。 4、估算电路板的功耗，并对供电形式提出要求。 5、根据设计好的原理图，焊接实物。 软件设计要求 1、所编代码要能够实现以下基本功能，当时时间的设定，定点闹铃，秒针走一 下四个二极管同时向右移一位。 2、根据项目要求，设计软件整体规划，人机对话，各模块的关联，底层驱动模 块。 3、程序在必要的地方进行注释。 每个函数的出入口要有输入输出参数的说明。 程序必须具有具有良好的可读性，可重用，容易调试和维护。 4、使用c语言进行编程。 二、硬件系统设计 1.STC12C5A60S2控制模块 考虑到设计功能需要，控制器的功能用于外部键盘信号的接收和识别、数码管的显示控制等，我们选择了学习过的12C5A60S2系列单片机，具有反应速度极快，工作效率特高的特点。 12C5A60S2是一种低功耗、高性能得微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。另外掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。 2.键盘功能模块 根据系统的基本的要求，基于时间的观看和设定等功能，采用由四个键构成的独立式键盘分别接在单片机的P3.2-P3.5口，非常的方便，同时相对于独立式键盘大大节省了空间，在软件的设计时带来了极大的方便，使程序简易明了，可读性强。
一、实验任务及要求 在焊接的电路板中，4个LED数码管，设计带有闹铃功能的数字时钟，要求： 1、在4位数码管上显示当前时间。显示格式“时时分分”； 2、由LED闪动做秒显示； 3、利用按键可对时间及闹玲进行设置，并可显示闹玲时间。当闹玲时间到蜂鸣器发出声响，按停止键使可使闹玲声停止。 二、方案论证与比较 数字时钟方案 数字时钟是本设计的最主要的部分。根据需要，可利用两种方案实现。 方案一：本方案采用Dallas公司的专用时钟芯片DS12887A。该芯片内部采用石英晶体振荡器，其芯片精度不大于10ms/年，且具有完备的时钟闹钟功能，因此，可直接对其以用于显示或设置，使得软件编程相对简单。为保证时钟在电网电压不足或突然掉电等突发情况下仍能正常工作，芯片内部包含锂电池。当电网电压不足或突然掉电时，系统自动转换到内部锂电池供电系统。而且即使系统不上电，程序不执行时，锂电池也能保证芯片的正常运行，以备随时提供正确的时间。 方案二：本方案完全用软件实现数字时钟。原理为：在单片机内部存储器设三个字节分别存放时钟的时、分、秒信息。利用定时器与软件结合实现5毫秒定时中断，每产生一次中断，存储器内相应的计数值加1；若计数值达到200，则将其清零，并将 方案一：静态显示。所谓静态显示，就是当显示器显示某一字符时，相应的发光二极管恒定的导通或截止。该方式每一位都需要一个8 位输出口控制。静态显示时较小的电流能获得较高的亮度，且字符不闪烁。但当所显示的位
数较多时，静态显示所需的I/O口太多，造成了资源的浪费。 方案二：动态显示。所谓动态显示就是一位一位的轮流点亮各个位，对于显示器的每一位来说，每隔一段时间点亮一次。利用人的视觉暂留功能可以看到整个显示，但必须保证扫描速度合适，字符才不闪烁。显示器的亮度既与导通电流有关，也于点亮时间与间隔时间的比例有关。调整参数可以实现较高稳定度的显示。动态显示节省了I/O口，降低了能耗。 从节省I/O口和降低能耗出发，本设计采用方案二。 三、各个部分的分析 1）显示电路：通过4个LED显示屏显示分钟和小时 两个两联的LED显示器，通过与单片机P1接口连接实现显示功能。而实现4个LED灯动态显示，靠的是位选电路 2）位选电路 四位共阳LED数码管，其标号分别为HourH,HourL,MinL,MinH，低电平选通，且任何时候仅有一位输出低电平，显示时对各显示器进行动态扫描，显示器分时轮流工作。虽然每次只有一个显示器显示，但是由于人的视觉暂留现象我们仍会感觉所有的显示器都在同时显示。P0口作为输出口控制8个发光二极管的亮灭，控制数码管的显示。因此，可以实现4个LED在我们看来同时亮，显示时间。 3）闹铃部分：使用蜂鸣器实现闹钟功能 其中，buzzer端口接到单片机的输出。（端口连接在最后介绍） 4）开关部分:使用了5个开关控制整个电路的启动，修改时间，设置闹钟，关闭电路等功能 为查询方式典型电路。其中Setbutton为复位开关，swtich为转换模式开关，即工作模式和调时间模式，Increase为调时间模式中控制时间