基于EWB软件的数字时钟设计

基于EWB的数字电子钟设计
刘平安;王希平
【期刊名称】《实验室科学》
【年(卷),期】2009(000)006
【摘要】采用电子设计平台EWB512,设计了可实现24小时制具有调时、定闹钟功能的电子钟.综述了该电子钟的构成及功能,详细介绍了其各个构成模块的原理和具体电路的实现,提出了进一步改进和完善方案.
【总页数】3页(P144-146)
【作者】刘平安;王希平
【作者单位】河南大学基础实验教学中心,河南开封,475004;新乡幼儿师范学校物理实验室,河南卫辉453100
【正文语种】中文
【中图分类】TN79
【相关文献】
1.基于液晶显示器的数字电子钟设计研究 [J], 薛树成;黄殿英
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3.基于74系列芯片的数字电子钟设计 [J], 徐东;李思琦;王知屹
4.基于EWB的电子钟设计仿真 [J], 张红娟; 孙军; 蔡正伟
5.基于Multisim 14仿真设计的多功能数字电子钟 [J], 金子涵;任致远;史旭东;王胜铎
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一.目的及基本要求熟悉LabVIEW开发环境，掌握基于LabVIEW的虚拟仪器原理、设计方法和实现技巧，运用专业课程中的基本理论和实践知识，采用LabVIEW开发工具,实现电子时钟的设计和仿真。

二.LabVIEW介绍LabVIEW是一种程序开发环境，由美国国家仪器（NI）公司研制开发，类似于C和BASIC开发环境，但是LabVIEW与其他计算机语言的显著区别是：其他计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码，而LabVIEW使用的是图形化编辑语言G 编写程序，产生的程序是框图的形式。

LabVIEW软件是NI设计平台的核心，也是开发测量或控制系统的理想选择。

LabVIEW开发环境集成了工程师和科学家快速构建各种应用所需的所有工具，旨在帮助工程师和科学家解决问题、提高生产力和不断创新。

三．软件设计3.1获取时间的各整型数据软件中获取日期/时间（秒）控件从计算机系统中自动提取时间，并转换成日期、时间等，控件图如下：图3-1 获取时间控件在获取时间后，将数据使用截取字符串vi可分别获得年、月、日、时间等。

3.2截取字符串通过截取字符串VI，可以获得时间和日期各个位数对应的数字，其中偏移量表示截取字符串的起始位，长度表示截取的数字位数。

如下图：图3-2 截取字符串控件3.3 七段布尔显示控件编码取出各位数字后，并不可直接显示，要通过统一编码规显示的格式，这样才能显示各位数，编码各段如下：图3-3 指示灯控件A、B、C、D、E、F、G分别对应着七段布尔显示控件，要显示“0”时A~G的赋值分别为：1 1 1 1 1 1 0（1代表真，0为假），显示其他数字也是按此做法的。

最后将此7个值串接起来存入一个布尔数组里。

3.4 布尔显示数字要显示数字时，只需将截取字符串得到的数字传输到对应的条件判断结构中。

再寻找对应的条件分支，将结果显示出来。

例如希望得到时间12:07:03中的时间数“1”，将第一位提取出来后，传给时间分支对应的第一个时间条件VI，便可得到相应的显示值。

数字电子钟计时系统设计与实现一、实验目的1. 掌握各类计数器及它们相连的设计方法2. 掌握多个数码管显示的原理与方法3. 学习利用EWB软件进行电路仿真的方法二、实验仪器设备1. PC机，EWB软件2. 面包板、接插线、74LS160和74LS48等电子元器件、信号发生器、万用表三、设计内容设计一个数字电子钟计时系统，要求如下：1. 数字钟以24/12小时为一个计数周期。

2. 准确计时，具有“时”（00～23）、“分”（00～59）、“秒”（00～59）数字显示。

扩展功能：校时功能、整点报时功能四、设计步骤：1．根据选题要求，进行方案比较，画出系统框图，进行初步设计。

2．设计单元电路，计算参数，选择元器件。

(1)用555定时器构成多谐振荡器，设计一个秒钟脉冲发生器；(2)用同步十进制集成计数器74160设计一个秒钟计数器和分钟计数器，即六十进制计数器。

(3)用同步十进制集成计数器74160设计一个24/12小时计数器，通过转换开关可实现二十四与十二进制数值的转换。

(4)用74LS48和LED数码管实现显示功能。

3．画出系统电路原理图初稿。

4．利用EWB软件组装调试所设计的系统电路。

5．利用面包板和相应仪器设备组装调试所设计的系统电路，修改设计中的疏漏。

6．绘制正式的系统电路图。

7．撰写报告。

五、设计成果及要求1．用A4纸打印数字电子钟计时系统仿真电路图。

2．用A4纸手绘出数字电子钟计时系统电路图。

3．报告部分要求写明设计要求及技术指标、总体设计方案的论证及选择、系统方框图及工作原理概述、各单元电路设计及工作原理叙述、设计计算及元器件选择等。

设计过程：一、概述数字电子钟的原理方框图如图所示。

该电路系统由秒信号发生器、“时、分、秒”计数器、译码器及显示器、校时电路等组成。

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555来实现。

将标准秒信号送入“秒计数器”，“秒计数器”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。

数字钟原理框图
数字钟系统构成
1、数字钟的构成：振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器等几部分
2、数字钟的时、分、秒实际上就是由一个24进制计数器（00-23），两个60进制计数器（00-59）级联构成。

设计数字钟实际上就是计数器的级联。

3、60进制计数器的设计
4、24进制计数器的设计
5、计数器的级联设计
（二）、数字钟设计要点：EWB软件本身提供任意频率的时钟，因此振荡器、分频器不需设计；
另外EWB软件也带有内置译码驱动的数码管，故此译码器和显示器也不需设计。

这样，数字钟的设计实际上就是设计如下图的计数器
EWB软件本身提供任意频率的时钟，因此振荡器、分频器不需设计；
另外EWB软件也带有内置译码驱动的数码管，故此译码器和显示器也不需设计。

这样，数字钟的设计实际上就是设计如下图的计数器.
（三）、芯片选型由于24进制、60进制计数器均由集成计数器级联构成，且都包含有基本的十进制计数器，从设计简便考虑，芯片选择同步十进制计数器74LS160。

（四）、计数器电路
计数器级联时的时钟构成方式可以采用同步时钟，也可以采用异步时钟，这里给出的参考图采用了异步时钟，详图见后页。

实验一分压偏置式放大电路静动态分析实验目的：1.了解ewb的基本界面和功能。

2.初步掌握电路原理图的编辑方法。

3.初步掌握电压表、电流表、函数信号发生器、示波器等仪器的使用方法。

4.掌握分析方法中的瞬态分析、直流扫描分析、初步掌握电路分析方法。

5.学习共射极放大电路的设计方法。

实验软件：模拟电路仿真软件ewb.实验原理：ewb软件具有极强的仿真模拟功能，利用它可看到各种电路的输出波形。

1、实验电路图（如下）信号源vi=10mv, f=1khz。

三极管为 q2n2222, r1=51kω、r2=11kω, r3=5.1kω, r4=1ω, r5=3.9ω, 电源电压v=12v, 如图中标示2、输入输出波形的观察和数据记录输入波形红色为输入波形，将竖线1和竖线2分别置于最高点和最低点由va1和va2可求得输入电压峰值vipp=va1—va2=9.8723—（-9.9396）=19.8124mv 输出电压周期t=2*（t2-t1）=2（7679.2-7678.7）=1.0ms, 频率f=1/t=1khz 输出波形绿色为输出波形，将竖线1和竖线2分别置于最高点和最低点由va1和va2可求得输出电压峰值vopp=va1—va2=998.1845—（-1174.5）=2172.6845mv 输出电压周期t=2*（t2-t1）=2（7679.2-7678.7）=1.0ms, 频率f=1/t=1kh 观察输出输入波形可知，输出电压和输入电压反相，这是由于电路为共发射极电路，集电极输出电压与基极输入电压反相。

可求得放大倍数av=2172..6845/19.8124.66 3、静态工作点的测量1、发射极电压veq的测量（如下）测量可得veq=1.407v2、集电极电压vcq的测量可得vcq=4.834v3、基极电压的测量（如下）篇二：ewb实验报告中国地质大学江城学院ewb电子线路实验报告姓名班级学号指导教师2011 年 4 月 21 日实验一一、实验目的和要求1 熟悉multisim9的基本操作。

电子钟ewb课程设计一、教学目标本课程旨在通过学习电子钟ewb的相关知识，使学生掌握电子钟的设计原理和制作方法，培养学生的动手能力和创新能力。

知识目标：学生能够理解电子钟的工作原理，掌握ewb软件的使用方法，了解电子钟的主要组成部分及其功能。

技能目标：学生能够利用ewb软件设计简单的电子钟，具备分析和解决问题的能力。

情感态度价值观目标：通过学习电子钟的设计与制作，学生能够培养对电子技术的兴趣，增强实践能力，提高团队合作意识。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括电子钟的设计原理、ewb软件的使用以及电子钟的制作方法。

1.电子钟的设计原理：介绍电子钟的工作原理，包括时钟信号的产生、分频、显示等功能。

2.ewb软件的使用：讲解ewb软件的界面布局、基本操作和功能，如何进行电路设计与仿真。

3.电子钟的制作方法：介绍电子钟的制作流程，包括电路设计、元件选取、焊接、调试等环节。

三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用讲授法、实践法、讨论法等多种教学方法。

1.讲授法：通过讲解电子钟的设计原理和ewb软件的使用方法，使学生掌握相关知识。

2.实践法：学生通过动手设计电子钟，培养实践能力和创新能力。

3.讨论法：在课堂上引导学生进行问题讨论，激发学生的思考和团队协作精神。

四、教学资源为了支持教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用合适的电子技术教材，为学生提供理论支持。

2.ewb软件：为学生提供ewb软件安装包，便于学生进行电路设计与仿真。

3.多媒体资料：制作课件、教学视频等资料，丰富教学手段。

4.实验设备：准备电子钟实验套件，供学生进行实践操作。

五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等多个方面，以全面客观地评价学生的学习成果。

1.平时表现：考察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，以评估学生的学习态度和理解能力。

2.作业：布置适量的作业，要求学生在规定时间内完成，评估学生的掌握程度和应用能力。

基于Labview的数字钟设计1 设计要求使用Labview设计一个数字时钟，能够在前面板显示系统时间，并支持闹钟功能。

2 设计流程2.1 界面设计本课题要求设计一个电子时钟。

通过获取电脑的系统时间，并分离出数字后，通过布尔类型的方形指示灯显示。

数字的显示主要是由7个方形指示灯组成，原理与7段数码管相似。

为实现闹钟功能，提供布尔类型闹钟设置开关及闹钟时分设置按钮，并通过闹钟开关控制闹钟的开启与关闭。

用圆形指示灯指示闹钟状态。

界面如下：2.2 设计思路为保证数字钟的精度，时间的获取可直接获取系统时间，并通过相应的系统函数转换为年月日，时分秒等信息。

由于转换后的时间信息为数字，为直观地通过布尔类型显示，需要进行译码操作，译码操作的完成可通过独立的子VI完成，方便主程序调用。

为简化程序框图，将7个布尔类型指示灯打包成簇。

为实现闹钟功能，需要有闹钟时间设置和闹钟提醒模块。

为了直观地模仿数字钟的时间设置，在程序中不提供数字输入的相关控件，而是通过布尔类型的按钮完成。

当闹钟设置开关处于关闭状态时，时、分对应的“数码管”显示系统当前时间，当闹钟设置开关处于开启状态时，时、分对应的“数码管”显示设置的闹钟时间，此时按下时、分设置按钮，相应的闹钟时间可以被调整。

闹钟设置模块也通过独立的子VI完成。

程序运行期间会比较系统时间和设置的闹钟时间，当闹钟开关处于开启状态且闹钟时间到来时，指示灯会亮起，并且会发出警报声。

如不关闭闹钟开关，提醒时间会持续两分钟。

2.3 软件设计2.3.1 系统时间获取和解除捆绑获取系统时间，并分离出时分秒、年月日等信息。

从十进制数字分离出十位和个位数字，可通过简单的除法运算完成。

2.3.2译码子VI对译码子VI模块，设计时使其输入为一个数字，输出为一个由七个布尔类型方形指示灯组成的簇。

设计时使用条件结构，依据输入的数字点亮相应的指示灯，实现模拟数码管的效果。

2.3.3闹钟设置子VI对闹钟设置子VI，其输入应包括以下内容，即系统时间，闹钟设置开关，时间调整按钮，以及60或24进制的限制数字，用于判断是小时还是分钟。

第一章课题的来源及意义第一节介绍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，有力的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，产品跟新换代的节奏也越来越快。

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车站、码头、剧场、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。

由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使数字钟具有走时准确、性能稳定、集成电路有体积小、功耗小、功能多、携带方便等优点，因此在许多电子设备中被广泛使用。

电子钟是人们日常生活中常用的计时工具，而数字式电子钟又具有体积小、重量轻、走时准确、结构简单、耗电量少等优点而在生活中广泛应用，因此本次设计就用数字集成电路和一些简单的逻辑门电路来设计一个数字式电子钟，使其完成计时及报时校时功能。

本次设计以数字电子为主，分别对一秒信号源、秒计时显示、分计时显示、小时计时显示、整点报时及校时电路进行设计，然后将它们组合来完成时、分、秒的显示并且具有整点报时和走时校时的功能。

并通过本次设计加深对数字电子技术的理解以及更熟练是有计数器、触发起和各种逻辑门电路的能力。

电路主要使用集成计数器，例如74LS161、CD4518；译码集成电路，例如CD4511、LED数码管及各种门电路和基本的触发器等，电路使用5号电池供电，很合适在日常生活中使用。

第二节目前研究现状在做这次设计前，首先了解了一些现在数字钟的研究状况，通过查找，我总结了下面一些方法，通过对比，我选择了适合自己的方法，来实现我的设计。

一、采用小规模集成电路实现采用集成逻辑电路设计具有能实现，时、分、秒计时功能和多点定时功能，计时数据的更新每秒自动进行一次，不需程序干预。

二、EDA技术实现采用EDA作为主控制外围电路进行电压，时钟控制键盘和LED控制，此方案逻辑电路复杂，且灵活性较低，不利于各种功能的扩展，在对电路进行检测比较困难。