数字电子钟设计说明
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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 qZ1进位信号脉冲4 •译码器译码是指把给定的代码进行翻译的过程。
计数器采用的码制不同,译码电路也不同。
74LS48驱动器是与8421BCD编码计数器配合用的七段译码驱动器。
74LS48配有灯测试LT、动态灭灯输入RBI,灭灯输入/动态灭灯输出BI/RBO,当LT=O时,74LS48出去全1。
中国………..电子技术课程设计总结报告题目:数字电子钟学生姓名:系别:专业年级:指导教师:年月日一、设计任务与要求1、用单片机设计一个数字电子钟,采用LED数码管来显示时间。
2、显示格式为:XX:XX:XX,即:时:分:秒。
3、时间采用24小时制显示,4、设置一个按键用于时间显示方式的切换,能进行时间的调整,可暂停时间的变动。
..二、方案设计与论证图1 系统整体框图1、单片机芯片选择方案方案一:AT89S52是一个低功耗,高性能CMOS 8位单片机,片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器。
主要性能有:与MCS-51单片机产品兼容、全静态操作:0Hz~33Hz、三级加密程序存储器、32个可编程I/O口线、三个16位定时器/计数器、八个中断源、全双工UART串行通道、掉电后中断可唤醒、看门狗定时器、双数据指针、掉电标识符、易编程。
方案二:AT89C52是一个低电压,高性能CMOS 8位单片机,片内含8k bytes 的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器(RAM)。
主要性能有:兼容MCS51指令系统、32个双向I/O口、256x8bit内部RAM、3个16位可编程定时/计数器中断、时钟频率0-24MHz、2个串行中断、可编程UART串行通道、2个外部中断源、6个中断源、2个读写中断口线、3级加密位、低功耗空闲和掉电模式、软件设置睡眠和唤醒功能。
从单片机芯片主要性能角度出发,本数字电子钟单片机芯片选择设计采用方案一。
2、数码管显示选择方案方案一:静态显示。
静态显示,即当显示器显示某一字符时,相应的发光二极管恒定导通或截止。
该方式每一位都需要一个8 位输出口控制。
静态显示时较小电流能获得较高的亮度,且字符不闪烁。
但因当所需显示的位数较多时,静态显示所需的I/O口数较大,造成资源的浪费。
数字电子钟的课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解数字电子时钟的基本原理,掌握计时器的基础知识。
2. 学生能描述数字电子时钟的组成部分,包括时钟电路、计数器、显示装置等。
3. 学生能解释数字电子时钟中二进制数与十进制数之间的转换关系。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,设计简单的数字电子时钟电路。
2. 学生能够通过实验操作,完成数字电子时钟的组装和调试。
3. 学生能够利用计数器等电子元件解决实际问题,培养动手操作能力和团队协作能力。
情感态度价值观目标:1. 学生在课程学习中,培养对电子技术的兴趣,激发创新精神。
2. 学生通过实践操作,体会团队合作的重要性,增强沟通与协作能力。
3. 学生能够认识到科技发展对社会生活的积极影响,提高社会责任感和使命感。
分析课程性质、学生特点和教学要求,本课程目标注重理论与实践相结合,以培养学生的动手操作能力和创新能力为核心。
课程目标具体、可衡量,便于后续教学设计和评估。
通过本课程的学习,学生能够掌握数字电子时钟的基本原理和组装技巧,提高解决实际问题的能力。
同时,注重培养学生对科技的兴趣和情感态度,为学生的全面发展奠定基础。
二、教学内容1. 数字电子时钟的基本原理- 时钟电路的工作原理- 计数器的作用与分类- 显示装置的原理与种类2. 数字电子时钟的组成与功能- 时钟芯片:时钟振荡器、分频器等- 计数器:二进制计数器、十进制计数器等- 显示装置:LED数码管、LCD液晶显示屏等3. 数字电子时钟的制作与调试- 电路图的绘制与解读- 元器件的选择与安装- 电路的调试与故障排除4. 二进制与十进制数的转换- 二进制数与十进制数的对应关系- 转换方法:除2取余法、位权展开法等5. 实践操作与团队协作- 分组合作,设计并组装数字电子时钟- 交流展示,分享制作过程中的经验与问题- 评价与反馈,提高制作质量与团队协作能力教学内容依据课程目标制定,注重科学性和系统性。
教学大纲明确,按照以下进度安排:第一课时:数字电子时钟的基本原理第二课时:数字电子时钟的组成与功能第三课时:二进制与十进制数的转换第四课时:数字电子时钟的制作与调试(实践操作)第五课时:实践操作与团队协作(交流展示、评价与反馈)教学内容与课本紧密关联,确保学生能够掌握课程知识,培养实际操作能力。
电子行业数字电子钟设计说明书1. 引言本文档旨在提供对数字电子钟的设计说明,为电子行业相关从业人员提供详细的设计方案和操作指南。
2. 设计目标数字电子钟的设计目标是提供准确、可靠且易于使用的时间显示功能。
具体需求如下:•数字显示:要求使用7段数码管显示小时和分钟。
•时间设置:用户能够通过按钮设置当前时间。
•时钟功能:能够准确地显示当前时间,并根据实时时钟模块同步时间。
•日期功能:可选功能,能够显示当前日期。
3. 硬件设计3.1 时钟模块选择在数字电子钟中,时钟模块是关键组件之一,它负责获取和维护时间信息。
常用的时钟模块有DS1302和DS3231等,我们可以根据实际需求选择适合的模块。
3.2 数码管显示数字电子钟需要使用7段数码管进行时间的显示。
这里可以选择常用的共阴极数码管或共阳极数码管,根据实际需求选择合适的型号和数量。
3.3 按钮输入为了方便用户设置时间,我们需要使用按钮来接收用户的输入。
通常使用矩阵按键或者触摸开关作为输入设备,以提供更好的用户体验。
3.4 控制电路数字电子钟的控制电路主要负责控制数码管显示、时钟模块的读取和按钮输入的响应。
可以选择单片机或者专用集成电路来实现控制功能。
4. 软件设计4.1 主控程序结构数字电子钟的软件设计主要包括主控程序的编写和时钟模块的驱动程序。
主控程序的结构如下:int mn(){// 初始化时钟模块InitClock();// 初始化按钮输入InitButton();while(1){// 读取当前时间ReadTime();// 检测按钮输入,根据用户的设置对时间进行调整CheckButton();// 更新数码管显示UpdateDisplay();}}4.2 时钟模块驱动程序时钟模块驱动程序负责与时钟模块进行通信,读取和更新时间信息。
根据所选择的时钟模块,编写相应的驱动程序,确保正确读取和设置时间。
4.3 按钮输入处理按钮输入处理程序负责检测按钮输入,并根据用户的操作进行相应的时间调整。
数字钟设计说明书一、数字钟的设计(一)数字钟简介本作品采用Atmel公司的AT89C51单片机,以汇编语言为程序设计的基础,设计一个用四位数码管显示时、分的时钟。
现代的电子时钟是基于单片机的一种计时工具,采用延时程序产生一定的时间中断,用于一秒的定义,通过计数方式进行满六十秒分钟进一,满六十分小时进一,满二十四小时小时清零。
从而达到计时的功能,是人民日常生活补课缺少的工具。
(二)数字钟的特点现在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、石英钟、石英表都采用了石英技术,因此走时精度高,稳定性好,使用方便,不需要经常调试,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进而显示时间,减小了计时误差,这种表具有时、分、秒显示时间的功能,还可以进行时和分的校对,片选的灵活性好。
(三)电子时钟的原理该电子时钟由AT89C51,七段数码管等构成,采用晶振电路作为驱动电路,由延时程序和循环程序产生的一秒定时,达到时分秒的计时,六十秒为一分钟,六十分钟为一小时,满二十四小时为一天。
而电路中唯一的一个控制键却拥有多种不同的功能,按下又松开,可以实现屏蔽数码管显示的功能,达到省电的目的;直接按下不松开,则可以通过按键实现分钟的累加,每按一次分钟加一;而连续两次按下按键不放松,则可实现小时的调节,同样每按一次小时加一。
二、单片机简介单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。
尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上,但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件:CPU、内存、内部和外部总线系统,目前大部分还会具有外存。
同时集成诸如通讯接口、定时器,实时时钟等外围设备。
而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。
(一)单片机型号的选择通过对多种单片机性能的分析,最终认为AT89C51是最理想的电子时钟开发芯片。
AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压,高性能CMOS8位微处理器,器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
数字钟的设计
数字钟的设计可以包括以下要素:
1. 数字显示器:数字钟需要一个数字显示器来显示当前的
时间。
可以采用LED或LCD显示器,显示数字0-9等基本数字以及冒号等特殊符号。
2. 时间设置按钮:数字钟需要一个或多个按钮来设置时间。
用户可以通过按下按钮来调整小时、分钟和秒等时间设置。
3. 电路板:数字钟需要一个电路板来控制时间的计数和显示。
电路板上包含微控制器或集成电路芯片,负责处理输
入和输出信号,控制时间的计数和显示。
4. 电源:数字钟需要一个电源来供电。
可以使用电池或直
接接入电源插座。
5. 外壳:数字钟需要一个外壳来保护内部组件,同时也可以起到美观的作用。
外壳材料可以选择塑料、金属或木材等。
6. 时钟机芯:数字钟需要一个时钟机芯,用于稳定时间的计数和显示。
时钟机芯可以是石英机芯、机械机芯或电子机芯等。
7. 其他功能:数字钟还可以添加其他功能,如闹钟、温度显示、日历等。
这些功能可以通过额外的按钮和显示屏来实现。
需要根据实际需求和预算来选择设计数字钟的具体要素和组件。
同时,还需要考虑数字钟的易用性、耐用性和美观性等因素。
设计完成后,还需要进行测试和调整,确保数字钟的正常工作。
《单片机技术》课程设计说明书数字电子钟院、部:电气与信息工程学院学生姓名:******指导教师:王韧职称副教授专业:通信工程班级:***********完成时间:2013年12月20日湖南工学院课程设计任务书课程:单片机技术课程设计题目:数字电子钟数字频率计数字电压表交通灯抢答器密码锁波形发生器数字温度计计算器数字式秒表适用班级:电子1101~2、通信1102~3通信1101~电子1103 时间: 2013~2014学年第一学期指导教师:王韧《单片机技术》课程设计任务书一、设计题目:数字电子钟、数字频率计、数字电压表、交通灯、抢答器、密码锁、波形发生器、数字温度计、计算器、数字式秒表。
二、适用班级:电子1101~2、通信1102~3、通信1101~电子1103三、指导教师:王韧四、设计目的与任务:学生通过理论设计和实物制作解决相应的实际问题,巩固和运用在《单片机技术》中所学的理论知识和实验技能,掌握单片机应用系统的一般设计方法,提高设计能力和实践动手能力,为以后从事电子电路设计、研发电子产品打下良好的基础。
五、设计内容与要求设计内容1、数字电子钟设计一个具有特定功能的电子钟。
该电子钟上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”,进入时钟准备状态;第一次按电子钟启动/调整键,电子钟从0时0分0秒开始运行,进入时钟运行状态;再次按电子钟启动/调整键,则电子钟进入时钟调整状态,此时可利用各调整键调整时间,调整结束后可按启动/调整键再次进入时钟运行状态。
2、数字频率计设计一个能够测量周期性矩形波信号的频率、周期、脉宽、占空比的频率计。
该频率计上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”,进入测量准备状态。
按频率测量键则测量频率;按周期测量键则测量周期;按脉宽测量键则测量脉宽;按占空比测量键则测量占空比。
3、数字电压表设计一个能够测量直流电压的数字电压表。
测量电压范围0~5V,测量精度小数点后两位。
该电压表上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”,进入测量准备状态,按测量开始键则开始测量,并将测量值显示在显示器上,按测量结束键则自动返回“P.”状态。
毕业设计76简易数显电子钟设计一、引言电子钟是指使用数字显示的时钟,通过LED或LCD等显示器件显示时间。
本文将设计一款简易数显电子钟,采用数字管显示器件,实现准确显示时间的功能。
设计的电子钟具有简单、易操作、精确显示等特点,适合作为毕业设计的对象。
二、设计原理1.时钟芯片选取:选用高精度的时钟芯片,可以提供准确的时间信号。
2.数字显示器件选取:采用数字管显示时、分、秒的数据。
3.控制电路设计:根据时钟芯片提供的时间信号,通过控制电路将时、分、秒的数据传输到数字显示器件进行显示。
三、设计步骤1.选择时钟芯片:根据设计需求,选择适合的高精度时钟芯片,如DS13022.搭建电路原理图:根据选定的时钟芯片的电路原理图,搭建控制电路的原理图,包括时钟芯片、数字显示器件等。
3.PCB设计:根据电路原理图,进行PCB设计,制作电路板。
4.组件焊接:根据PCB设计制作的电路板,将所有的电子组件焊接到电路板上。
5.软件编程:根据时钟芯片的数据手册,编写软件程序,实现数据传输和显示功能。
6.系统调试:完成软硬件的搭建后,进行系统调试,检查时钟芯片和控制电路的正常工作情况。
7.最终制作:将电路板安装到外壳中,搭建简易数显电子钟的最终产品。
四、设计注意事项1.保证电路的稳定性和可靠性:在电路设计和焊接过程中,注意选择合适的电子元件,以确保电路的稳定性和可靠性。
2.时钟芯片的驱动:在软件编程过程中,需要熟悉时钟芯片的控制寄存器和通信协议,以确保准确的数据传输。
3.屏幕显示:在选择数字显示器件时,需考虑显示器件的亮度、清晰度等因素,以保证用户操作的便捷性。
五、设计成果展示通过厚一学期的努力,成功设计并制作了一款简易数显电子钟。
设计的电子钟具有准确的时间显示功能,通过数字管显示时、分、秒的数据。
用户可以方便地通过操作按钮调整时间。
电子钟外观简洁大方,适合放置在家居或办公场所使用。
六、结论本文以设计一款简易数显电子钟为目标,经过认真的设计与制作,成功实现了时、分、秒的准确显示功能。
一、设计任务数字电子时钟设计二、设计要求1、以数字形式显示时、分、秒的时间;2、时钟显示周期为24小时;3、具有校时功能;4、清零、或计时停止功能。
5、定时控制,其时间自定;6、正点报时功能,触摸报整点时数或自动报整点数。
三、元件清单1.七段显示器(共阴极) 10个2.门电路(74LS00 74LS04 74LS08 74LS21 74LS32)若干3.译码器(74LS48) 10个4.十进制计数器(74LS160) 10个5.数值比较器(74LS85) 4个6.石英晶体 1个7.555定时器 1个8.蜂鸣器、按钮、开关若干9.电阻、电容、导线等若干四、设计1.主要思路数字钟主要分为秒信号发生部分,计数部分,定时部分,校时部分,蜂鸣器部分五个主要部分组成,用石英晶体振荡构成秒信号发生,将信号输入计数部分。
计数部分秒计数器,秒,分,时,计数器分别为60进制,60进制,24进制。
计数器输出通过译码器接到显像管,实现时钟的显示。
校时部分为按钮开关与门电路的组合,将时钟信号断开,用按钮开关输入脉冲,调整时间。
定时部分也为计数器,译码器,显像管的结构,不同的是没有时钟输入信号,取而代之的是按钮开关按钮,通过按钮输入脉冲,实现计数功能。
蜂鸣器部分为555定时器与蜂鸣器的结构,在输入高电平时蜂鸣器会发出声音通过比较器比较定时部分与计时部分的时间,弱时间相同,则有高电平输出至蜂鸣器部分。
在整点时输出一个高电平信号,连接到蜂鸣器,实现整点报时功能。
电路原理方框图2.信号发生部分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。
图为用反相器与石英晶体构成的振荡电路石英晶体振荡器选用32768kHz的石英晶体,发生的信号不符合始终的要求,但通过分频,可产生1Hz的秒信号。
由于32768÷16÷16÷16÷8=1,所以用3个16分频和1个8分频便可解决问题用4个16进制计数器74LS161组成分频电路,与晶振部分共同组成信号发生部分,如下图。
电子行业多功能数字电子钟设计1. 引言电子钟是一种用于显示时间的设备,广泛应用于各个领域,包括办公室、学校、医院、银行等。
随着技术的不断进步,数字电子钟在功能上也得到了不断扩展和改进。
本文将介绍一种多功能的数字电子钟设计,旨在满足用户对于时间显示的更多需求。
2. 设计目标本设计的主要目标是开发一款数字电子钟,具备以下多种功能:•显示时间:精准显示小时、分钟和秒钟。
•日期显示:显示当前日期,包括年、月和日。
•闹钟功能:用户可设置闹钟时间,并在闹钟时间到达时发出提醒。
•温度显示:显示当前室内温度。
•天气预报:显示当日的天气情况,包括温度和天气状况。
•亮度调节:用户可根据需要调节显示屏的亮度。
•蜂鸣器:可以用于发出提醒音效或者报警。
3. 设计方案3.1 硬件设计本设计的硬件主要包括以下几个模块:•显示模块:采用7段数码管或者液晶显示屏,用于显示时间、日期、温度和天气预报等信息。
•按键模块:用于用户通过按键设置闹钟时间、调节亮度等功能。
•温度传感器:用于检测室内温度,并将数据传输给主控芯片。
•天气传感器:用于检测当前的天气情况,并将数据传输给主控芯片。
•蜂鸣器:用于发出提醒音效或者报警。
3.2 软件设计软件设计方面,本设计采用嵌入式系统的开发方式,主要包括以下几个模块:•时钟模块:用于获取当前的时间,并更新显示屏上的时间信息。
•日期模块:用于获取当前的日期,并更新显示屏上的日期信息。
•闹钟模块:用于设置闹钟时间,并在闹钟时间到达时触发蜂鸣器进行提醒。
•温度模块:用于获取温度传感器的数据,并将温度信息显示在显示屏上。
•天气模块:用于获取天气传感器的数据,并将天气情况显示在显示屏上。
•亮度模块:用于根据用户的调节要求,调节显示屏的亮度。
•蜂鸣器控制模块:用于控制蜂鸣器的开关和发声。
4. 性能测试为确保设计方案的可靠性和稳定性,本设计需要进行一系列的性能测试。
测试主要包括以下几个方面:•时间精准性:通过与标准时间进行对比,测试系统的时间显示是否准确。
数字电子时钟设计数字电子时钟是一种简单易用、精度高、使用方便的时钟仪器。
在现代化的生活中,数字电子时钟已经成为人们生活和工作中不可缺少的一部分。
本文将介绍数字电子时钟的设计及其原理。
1. 数字电子时钟的结构数字电子时钟一般由数字显示器、电源、时钟芯片、振荡电路和控制电路等几个部分组成。
数字显示器:数字电子时钟采用的是七段数码管作为显示器,显示出当前时刻的时间。
电源:数字电子时钟的电源一般采用直流电源,可以通过普通的插座或者电池供电。
时钟芯片:时钟芯片是数字电子时钟的核心部分,可以提供高精度的时钟信号,并且可以根据用户设置的时间来进行计时。
振荡电路:振荡电路是数字电子时钟的发挥器,用于产生一个稳定的高精度的时钟信号。
控制电路:控制电路主要用于对数字电子时钟进行各种设置,并且可以控制数字电子时钟的各种功能。
2. 数字电子时钟的操作原理数字电子时钟的操作原理是通过时钟芯片来实现的。
时钟芯片可以提供一个高精度的时钟信号,这个时钟信号可以被控制电路所接收,并且控制电路可以将这个信号转化为秒、分、时等时间单位。
随着科技的发展,数字电子时钟的精度越来越高,可以达到秒级甚至毫秒级的精度。
这些高精度的时钟芯片可以通过电子时钟所连接的振荡电路来产生非常稳定的时钟信号。
3. 数字电子时钟设计的技术要求数字电子时钟的设计需要考虑以下几个方面的技术要求:(1)高精度的时钟信号数字电子时钟的时钟信号需要具有高精度,通常要求时钟误差不超过几秒钟。
这就需要时钟芯片具有非常高的精度的时钟信号源,同时还需要连接高精度的振荡电路。
(2)显示效果清晰明了数字电子时钟的显示效果要求非常的清晰明了,这就需要采用高质量的七段数码管,并且数量要足够,以显示出完整的时间信息。
(3)快速响应、稳定性好由于数字电子时钟是人们生活和工作中不可缺少的一部分,因此数字电子时钟的响应速度和稳定性也非常的重要,需要在设计时特别注重。
4. 数字电子时钟的优点和缺点数字电子时钟有以下几个优点:(1)高精度稳定数字电子时钟可以提供高精度的时钟信号,并且可以保持这个时钟信号的稳定性,误差范围非常小。
电子行业数字电子钟毕业设计1. 引言数字电子钟是一种能够准确显示时间的设备,近年来在电子行业得到广泛应用。
本文将介绍一个基于数字电子钟的毕业设计项目,旨在设计和实现一个高精度、多功能的数字电子钟。
2. 设计目标本设计项目旨在满足以下几个设计目标:1.高精度:数字电子钟应能够准确显示当前时间,并具备较高的时间精度。
2.多功能:数字电子钟应具备除基本时间显示功能之外,还应包括日期、闹钟、秒表、倒计时等多种功能。
3.显示清晰:数字电子钟的显示界面应清晰可见,以便用户轻松阅读时间信息。
4.高可靠性:数字电子钟应具备稳定、可靠的工作性能,能够长时间连续工作而不出现故障。
3. 系统框架本设计项目的数字电子钟主要由以下几个模块构成:1.时钟芯片模块:负责实时时钟的计时和时间信息的存储。
2.显示模块:负责将时钟芯片模块获取的时间信息显示在屏幕上。
3.功能模块:包括日期、闹钟、秒表、倒计时等功能模块,负责实现相关功能的逻辑处理和显示。
4.按键模块:负责用户操作的按键检测和响应。
4. 主要实现步骤(1)硬件设计:•使用时钟芯片实现时钟计时和时间信息存储。
•连接显示模块,并设计使其能够正确显示时钟信息。
•连接按键模块,实现用户操作按键的检测和响应。
(2)软件设计:•编写时钟芯片模块的驱动程序,实现时钟计时和时间信息存储的功能。
•设计并实现显示模块的驱动程序,使其能够正确显示时钟信息。
•设计并实现功能模块的驱动程序,实现日期、闹钟、秒表、倒计时等功能的逻辑处理和显示。
•编写按键模块的驱动程序,实现用户操作按键的检测和响应。
5. 预期结果通过设计和实现上述的硬件和软件模块,预期可以实现一个高精度、多功能的数字电子钟。
该数字电子钟可以准确显示当前时间,具备日期、闹钟、秒表、倒计时等功能,并具有良好的用户操作体验和显示效果。
6. 结论本文介绍了一个基于数字电子钟的毕业设计项目。
通过该项目的设计和实现,预期可以得到一个高精度、多功能的数字电子钟。
数字电子钟数字电子钟(以下简称数字钟)是用数字集成电路做成的现代计时器,与传统的机械钟相比,它具有走时准确(用高稳定度石英晶体振荡器作时钟源)、显示直观(用液晶或荧光七段数码管显示器)、无机械传动装置等优点,因而广泛用于车站、码头、机场等公共场所。
在控制系统中,也常用作定时器时钟源。
本课题是数字电路中计数(分频)、译码、显示及时钟脉冲振荡器等组合逻辑电路、时序逻辑电路和脉冲产生电路的综合应用。
一、数字钟的设计要求1.基本功能要求(1)设计一个能显示时、分、秒的数字钟,显示时间从00:00:00到23:59:59;(2)设计的电路包括产生时基信号,时、分、秒的计时电路,显示电路。
2.扩展功能(1)能实现校时、校分、校秒;(2)整点报时。
二、数字钟的基本工作原理数字钟的原理框图如图1所示,它由振荡器、分频器、计秒电路、计分电路、计时电路、译码显示电路等组成。
工作时,石英晶体振荡器产生频率稳定的脉冲信号,经过若干次分频,得到秒脉冲信号,并送计秒电路;当秒计数器计满60秒时,输出秒进位信号,送计分电路;当分计数器计满60分时,输出分进位信号,送计时电路;当时计数器计满24小时后,时、分、秒计数器同时自动复0,又开始新的一天计时。
三、主体电路的设计主体电路是由功能部件或单元电路组成的。
在设计这些电路或选择部件时,尽量选用同类型的器件,如所有功能部件都采用TTL集成电路或都采用CMOS集成电路。
整个系统所用的器件种类尽可能少。
下面介绍各功能部件或电路的设计。
-图1 数字钟的原理框图1.振荡器振荡器是数字钟的核心。
振荡器的稳定度及频率的精度决定了数字钟计时的准确程度,所以通常选用石英晶体来构成振荡器电路。
如图2所示。
这里采用集成逻辑门、电阻R和石英晶体组成的时钟源振荡器,晶振频率可以根据实际情况选择,如选用频率为2MHz的晶体。
图2 晶体振荡器逻辑图2.分频器分频器的功能主要有两个:一是产生标准的秒脉冲;二是提供功能扩展电路所需要的信号。
华南农业大学电子线路综合设计数字电子钟班级: 14电气类8班组别:4指导教师:2016年月摘要电子数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置,比机械式时钟具有更高的精确性。
本次课程设计的电子数字钟,具有以下功能:用24进制,从00开始到23后再回到00,各用2位数码管显示时、分、秒(如23:52:45);可实现手动或自动的对时、分进行校正;计时过程具有报时功能,当时间到达整点前10秒进行报时,蜂鸣器响1秒停1秒地响5次。
整个电路设计主要包括秒信号产生电路、时分秒计数电路、译码显示电路、时分的校正电路以及整点报时电路。
秒信号产生电路由石英晶体振荡器和分频器实现,将此信号接到秒计数器的信号输入端,在秒信号的驱动下,秒计数器向分计数器进位,分计数器向时计数器进位,最后通过译码器将计数器中的状态以时间的形式显示在数码管。
整点报时电路由计时电路的输出状态产生脉冲信号送至蜂鸣器实现报时。
校时电路加上一个脉冲送到时分计时器电路从而实现时和分的校整。
为了更好的完成本次课程设计,我们对题目进行了分析讨论,参考了很多相关的资料,同时考虑到实验室能提供的设备仪器及元件,确定了初步的设计方案;经过多次软件仿真,确定并完善了最终的设计方案。
根据设计方案进行焊接、电子仪表检查、调试并测量电路的工作状态,排除电路故障,调整元件参数,改进电路性能,使之达到设计的指标和要求,做出成品。
关键词:晶体振荡器 CD4060 CD4511 74LS90目录1系统概述 (1)1.1 设计任务和目的 (1)1.2系统设计思路与总体方案 (1)1.3设计方案选择 (1)1.4总体工作过程 (2)1.5各功能模块的划分和组成 (2)2电路系统设计与分析 (4)2.1秒信号的发生电路 (4)2.2时、分、秒计数电路 (5)2.3译码显示电路 (6)2.4时、分校正电路 (7)2.5整点报时电路 (8)3电路的安装与调试 (9)3.1安装调试的步骤…………………………………………………………………………3.2电路软件仿真调式 (9)3.3电路焊接及实物调式……………………………………………………………………103.4实验过程可能存在的问题………………………………………………………………104实验数据和误差分析 (11)5实验结论及分析 (11)6实验收获、体会和建议 (12)参考文献……………………………………………………………………………………13附录1元器件清单明细表 (14)附录2总原理接线图 (15)附录3 电路焊接实物图 (16)致谢……………………………………………………………………………………………171 系统概述1.1 设计任务和目的此次设计为一种多功能数字钟,该数字钟具有的基本功能包括能准确计时,以数字形式显示时、分、秒、可实现手动或自动的对时、分进行校正以及具有整点报时功能。
数字电子钟设计报告
本报告将介绍数字电子钟的设计,包括系统架构、硬件设计和软件设计。
1. 系统架构
数字电子钟的系统架构分为两部分:信息输入和显示输出。
信息输入包括时间信息和闹钟设置信息,可以通过按钮进行设置。
显示输出部分包括LED数字显示屏、音响和闹钟提示灯。
2. 硬件设计
数字电子钟的硬件设计包括微控制器、时钟模块、数码管驱动器、按钮和声音电路。
微控制器采用ATmega32芯片,具有良好的性能和良好的可靠性。
时钟模块采用DS1302实时时钟芯片,可以提供准确的时
间信息。
数码管驱动器采用常用的MAX7219芯片,非常方便,可以控制8位数码管。
按钮用于输入时间信息和闹钟设置信息。
声音电路包括一个蜂鸣器和一个三极管,可以产生响亮的闹钟声。
3. 软件设计
数字电子钟的软件设计包括时钟模块、数码管显示模块、按钮扫描模块和闹钟模块。
时钟模块负责读取DS1302芯片提供的时间信息,并将其存储在ATmega32芯片中。
数码管显示模块负责将存储在ATmega32芯片中的时间信息通过MAX7219芯片发送给8位数码管进行显示。
按钮扫描模块负责扫描按钮输入信息,并将其存储在ATmega32芯片中。
闹钟模块负责读取ATmega32芯片中的闹钟设置信息,并在设定的时间点触发闹钟提示灯和蜂鸣器发出响亮的闹钟声。
4. 总结
数字电子钟的设计包括系统架构、硬件设计和软件设计。
该设计可以提供准确的时间信息和实用的闹钟功能。
它可以广泛应用于家庭、办公室和学校等领域。
目录一.摘要二.设计目的和意义课程设计方案1.设计内容2.设计任务3.设计要求4.设计目的三.电路工作原理1.结构框图及说明2.系统原理图及工作说明3.单元工作原理四.软件仿真设计1.仿真设计2.仿真过程3.分析仿真4.仿真结果五.总结1.缺点2.改进3.结论六.致谢参考文献一:摘要:数字电路具有精度高、稳定性好、抗干扰能力强、程序软件控制等一系列优点。
随着计算机科学与技术突飞猛进地发展,用数字电路进行信号处理的优势也更加突出。
为了充分发挥数字电路在信号处理上的强大功能,我们可以先将模拟信号按比例转换成数字信号,然后送到数字电路进行处理,最后再将处理结果根据需要转换为相应的模拟信号输出。
本次课程设计的主题是数字电子钟。
干电路系统由秒信号发生器、“时、分、秒”计数器、显示器、整点报时电路组成。
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,这里用protues软件来实现。
将标准秒信号送入“秒计数器”,“秒计数器”采用60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60进制计数器,每累计60分钟,发出一个“时脉冲”信号,该信号将被送到“时计数器”。
“时计数器”采用24进制计时器,可实现对一天24小时的累计。
关键词:数字电子钟;设计;时分秒;十进制。
二.设计目的和意义(1)让学生掌握组合逻辑电路、时序逻辑电路及数字逻辑电路系统的设计、安装、测试方法;(2)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;(3)初步掌握使用protues(电子设计自动化)工具设计数字逻辑电路的方法,包括设计输入、编译、软件仿真、下载和硬件仿真等全过程;(4)经过查资料、选方案、设计电路、撰写设计报告、使学生得到一次较全面的工程实践训练,通过理论联系实际,提高和培养创新能力(5)电子钟亦称数显钟(数字显示钟),是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置,数字电子钟是用数字集成电路做成的现代计时器,与传统的机械钟相比,它具有走时准确(用高稳定度石英晶体振荡器作时钟源)、显示直观(用液晶或荧光七段数码管显示器)。
电子时钟设计方案说明摘要:本文介绍了一个电子时钟的设计方案。
首先,我们讨论了电子时钟的基本原理和功能要求。
然后,我们描述了各个组件的选取和设计。
最后,我们给出了整体的电子时钟设计方案和实施步骤。
1. 引言电子时钟是一种能够显示当前时间的装置。
它具有准确、便携、简单易用的特点,被广泛应用于各种场合和领域。
本文将讨论如何设计一个电子时钟,实现准确稳定的时间显示功能。
2. 设计原理电子时钟的基本原理是利用晶体振荡器产生精确的时间基准信号,并通过计数电路将信号转化为时间信息。
具体来说,电子时钟由以下几个组成部分:- 晶体振荡器:用于产生稳定的基准时钟信号。
- 计数器:将基准时钟信号进行计数,得到当前的时间信息。
- 显示屏:用于显示当前的时间。
3. 功能要求电子时钟的功能要求如下:- 显示当前的时间,包括小时、分钟和秒。
- 具有准确的时间显示能力,误差小于1秒。
- 支持24小时制和12小时制显示。
- 具有背光功能,以便在暗环境下也能清晰显示。
4. 组件选取和设计4.1 晶体振荡器晶体振荡器是电子时钟中最重要的组件之一,它产生稳定的基准时钟信号。
我们选择了一个频率为32.768 kHz的晶体振荡器,这是一种常见的低频晶振,适合用于时钟应用。
4.2 计数器计数器用于将基准时钟信号进行计数,得到当前的时间信息。
我们选择了一个32位的二进制计数器,这可以满足时间计数的需求,同时也便于数据处理。
4.3 显示屏显示屏用于显示当前的时间信息。
我们选择了一个液晶显示屏,它具有清晰、可视角度广和功耗低的特点。
同时,我们还加入了背光功能,以便在暗环境下也能清晰显示。
5. 设计方案5.1 系统概述整体的电子时钟设计方案如下:- 晶体振荡器产生32.768 kHz的基准时钟信号。
- 基准时钟信号经过计数器进行计数,得到当前的时间信息。
- 时间信息显示在液晶显示屏上,并提供背光功能。
5.2 实施步骤以下是电子时钟的实施步骤:1. 按照设计原理选择和采购对应的组件,并确保它们符合规格要求。
华南农业大学电子线路综合设计数字电子钟班级:14电气类8班组别:4指导教师:2016年月电子数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置,比机械式时钟具有更高的精确性。
本次课程设计的电子数字钟,具有以下功能:用24进制,从00开始到23后再回到00,各用2位数码管显示时、分、秒(如23:52:45);可实现手动或自动的对时、分进行校正;计时过程具有报时功能,当时间到达整点前10秒进行报时,蜂鸣器响1秒停1秒地响5次。
整个电路设计主要包括秒信号产生电路、时分秒计数电路、译码显示电路、时分的校正电路以及整点报时电路。
秒信号产生电路由石英晶体振荡器和分频器实现,将此信号接到秒计数器的信号输入端,在秒信号的驱动下,秒计数器向分计数器进位,分计数器向时计数器进位,最后通过译码器将计数器中的状态以时间的形式显示在数码管。
整点报时电路由计时电路的输出状态产生脉冲信号送至蜂鸣器实现报时。
校时电路加上一个脉冲送到时分计时器电路从而实现时和分的校整。
为了更好的完成本次课程设计,我们对题目进行了分析讨论,参考了很多相关的资料,同时考虑到实验室能提供的设备仪器及元件,确定了初步的设计方案;经过多次软件仿真,确定并完善了最终的设计方案。
根据设计方案进行焊接、电子仪表检查、调试并测量电路的工作状态,排除电路故障,调整元件参数,改进电路性能,使之达到设计的指标和要求,做出成品。
关键词:晶体振荡器CD4060 CD4511 74LS901系统概述 (1)1.1 设计任务和目的 (1)1.2系统设计思路与总体方案 (1)1.3设计方案选择 (1)1.4总体工作过程 (2)1.5各功能模块的划分和组成 (2)2电路系统设计与分析 (4)2.1秒信号的发生电路 (4)2.2时、分、秒计数电路 (5)2.3译码显示电路 (6)2.4时、分校正电路 (7)2.5整点报时电路 (8)3电路的安装与调试 (9)3.1安装调试的步骤 (9)3.2电路软件仿真调式 (9)3.3电路焊接及实物调式 (10)3.4实验过程可能存在的问题 (10)4实验数据和误差分析 (11)5实验结论及分析 (11)6实验收获、体会和建议 (12)参考文献 (13)附录1元器件清单明细表 (14)附录2总原理接线图 (15)附录3 电路焊接实物图 (16)致 (17)1 系统概述1.1 设计任务和目的此次设计为一种多功能数字钟,该数字钟具有的基本功能包括能准确计时,以数字形式显示时、分、秒、可实现手动或自动的对时、分进行校正以及具有整点报时功能。
通过对本次设计制作的实践,我们可以更好的掌握课本的理论知识,以理论结合实际,应用知识解决日常生活的问题。
1.2 系统设计思路与总体方案一个简单的数字钟由秒信号发生电路,时、分、秒计数电路,译码显示电路组成,要求有校正时、分和整点报时功能,故要加入校时电路和报时电路。
因此其原理可由如下的框图表示出来。
图1 数字钟总体结构图1.3 设计方案选择对于数字钟电路的设计方案将有不同的几种设计可以实现,其不同的方案有着不同的元器件,主要设计方案如下:方案一:采用逻辑电路设计实现时、分、秒计时功能和整点报时功能,以及校时功能都能通过芯片实现,电路通过计数时钟脉冲具有自动更新秒的显示,纯属硬件设计无需程序干预。
显示电路时计数器 分计数器 秒计数器校时电路 报时电路振荡电路 分频电路方案二:利用单片机编程实现通过利用单片机部定时计数器实现计时,软件设置I/O作为数码管或液晶显示信号输出,时间校准按键输入。
软件实现的电子钟具有编程灵活,并便于功能的扩展。
综合比较上述各方案,考虑实验室所能提供的元器件级设备,以现在的知识水平,决定采用方案一设计逻辑电路作为最终选择方案。
1.4 总体工作过程1.4.1 时间的前进和显示的实现首先由秒信号产生电路生产秒信号,将此信号接到秒计数器的信号输入端。
接着,在这个秒信号的驱动下,秒计数器向分计数器进位,分计数器向时计数器进位,最后通过译码器将计数器中的状态以时间的形式显示出来,这样就实现时间的前进和显示功能。
1.4.2 整点报时的实现在时、分计数器的输出端接收整点的信号,驱动蜂鸣器的频率信号,在将此信号通过功率放大电路进行放大,从而使蜂鸣器工作。
1.4.3 校正时、分的实现在秒向分进位的路径中加入一条用手动产生信号的路径,并通过数据选择器来选择接通两条中的手动信号,从而实现对分的校正。
同理,对时的校正的方法与此相同。
1.5 各功能块的划分和组成1.5.1 秒信号产生电路方案一:采用555定时器组成的振荡器,产生1kHz后做千分频输出1Hz时钟。
由于555是利用电容的充放电产生矩形波时间误差较大,需通过产生高频繁波形从而减少误差,但这样就必须另外加分步电路做分频,这样精度不是很高且增加了制作的成本。
方案二:采用石英晶振电路产生稳定的时钟后做分频采用32768Hz的晶振产生2Hz时钟后通过CD4060二分频最终产生1Hz时钟。
石英晶体的振荡频率为36728HZ,极为稳定,因而用它构成的多谐振荡器产生的波形的稳定性很高。
由于石英晶体产生的振荡频率很高,需要用分频器进行分频处理。
这里用CD4060分频器处理,再通过74LS74产生秒信号。
如下图:图2 石英晶振电路综合比较两方案,通过555芯片产生的时钟周期与RC电路值有关容易产生较大的误差且需要使用3块十进制芯片构成千分频电路,而通过CD4060产生的时钟周期只与晶振的谐振频率有关可以产生稳定精确的时钟信号且仅需再加1块二分频芯片即可实现,综合考虑最终选择采用方案二。
1.5.2 时、分、秒计数电路及译码、显示电路此部分电路包括6个74LS90 BCD码计数器和6个七段数码管,其中秒分是60进制,时接成24进制,及相应的译码显示器。
时、分、秒都是要用两位十进制数表示的,时、分、秒的个位和十位所对应的计数器状态输出都是BCD码,因而用BCD码计数器。
由于计数器构成的扩展进制数多为BCD码输出形式,所以显示采用由七段数码管译码器驱动器(CD4511)驱动数码管作为显示电路部分。
1.5.3 时、分的校正电路这部分电路由产生调节信号的装置和数据选择器组成。
1.5.4 整点报时电路这部分电路由控制音响的频率信号采集电路和蜂鸣器组成。
2 电路系统设计和分析2.1 秒信号的发生电路秒信号发生电路由石英晶体振荡器、CD4060分频器和双D触发器组成。
需要的元件有74LS74、CD4060,电阻若干、电容若干和36728HZ的晶振。
其电路模型如下:振荡电路是电子数字钟的核心部分,它的频率和稳定性直接关系到表的精度。
因此选择石英晶体作为振荡器,为了得到频率更加准确的频率信号,加入了电容和电阻,其中电容为20uF ,电阻为20M 。
石英晶体产生的频率为32768Hz ,要得到1HZ 的信号需要再次对它进行分频,故选用CD4060分频器分频,再加一个双D 触发器得到1s 的脉冲秒信号。
2.2 时、分、秒计数电路这部分电路由秒部分、分部分和时部分三部分组成,将这三部分进行一定的连接就可得到完整的时、分、秒计数电路。
2.2.1 秒部分此部分为一个60进制的74LS90计数器,它的CP 脉冲是前面生成的秒信号,它的清零信号可以作为向分进位的进位信号。
下面是电路连接图:74LS74 1HZ2HZ CC4060 图4 秒信号产生电路1HZCD4060图5 秒计数电路2.2.2 分部分这部分电路与秒部分电路相似,它的输入CP 是秒部分电路产生的进位信号,它的清零信号作为向时进位时的进位信号。
电路图如下:2.2.3 时部分 这部分电路是一个24进制的计数器,它的输入CP 为分部分的进位信号,需要的元件与秒、分电路一致。
电路图如下: 图6分计数电路图7 时计数电路2.3 译码显示电路这部分电路由CD4511和数码管组成,CD4511是一个BCD七段译码器,具有BCD 转换、消隐、锁存并兼有驱动功能,直接驱动LED显示器,通过CD4511,可将二进制数转化为十进制数,从而在数码管上显示十进制数字,其电路图如下:图8 译码显示电路2.4 校正时、分电路2.4.1 校分电路实现分的校准的基本思路是:断开原来正常的分输入信号即秒电路的进位信号,把频率可以认为控制的手动脉冲接入,从而实现快速的人为的分计数,当到达准确的数值后再接入正常的计数脉冲,进行正常的前进。
通过开关手动控制时、分脉冲输入。
以下为接线图:图10 校分电路2.4.2校时电路该电路与校正分的思路完全一致,只是它的正常输入信号是分的进位信号而已。
以下为整个时、分校正电路图:图11 时分校正电路2.5 整点报时电路这部分电路的要:在距离整点还有10秒的时候,每隔一秒鸣叫一次,声音共有五次,每次持续时间为一秒。
其电路包括控制门电路部分和音响电路部分。
其中控制门电路的功能是从时、分、秒计数电路中取出频率信号,输给音响电路。
音响电路是根据控制门电路得到的频率信号驱动蜂鸣器发声的电路。
以下为电路图:图12 整点报时电路3 电路的安装与调试3.1 安装调试的步骤首先布置芯片在万能板上的位置并对各个芯片进行功能检测以确定是好的。
由于总电路的各个组成电路之间是相互独立的,因此将各个电路所需的芯片布置在一起,一简化接线。
接着是接线并调试,因为各个电路的独立性,可以对各个单位电路进行单独的安装和调试,可以降低调试的难度。
具体做法是:接秒、分电路部分的60进制、接时电路部分的24进制,同时接上相应的译码和显示电路,并进行测试,测试方法为给各部分电路一个手动的CP,通过观察数码管来确定电路是否正确。
再接着就是接校时电路,并对起功能进行检验,检验方法为调节电键为不同的状态,观察能否完成手动校时和正常的计数功能,反复的检验和修改接线,直到正确完成指定功能为止。
再接报时电路,并进行测试,测试的方法为将时间调到59分,观察当秒钟走到50秒时是否开始报时。
当所有的布线都完成后,检测所有的功能,看是否符合要求。
3.2 电路软件仿真调式在焊接电路前,设计的电路图先用软件Proteus进行了仿真,并成功地实现了设计要求的功能。
具体仿真电路图如下:图13 电路软件仿真调试3.3 电路焊接及实物调式电路焊接实物正面图如下:图14 电路实物图实物调试具体步骤:用示波器分别接入个单元电路,逐一进行测试并记录相关数据。
(1)首先用示波器检测振荡电路,测试并观察其输出波形和频率,记录频率,输出频率应为32768Hz。
(2)将32768Hz信号输入到分频电路,用示波器检测输出频率并记录。
(3)将1Hz脉冲信号依次输送到秒、分、时计数器,观察数码管的计数状况,并与实际时钟计数进行比较。
(4)测试校时电路、整点报时电路是否正常工作。
3.4 实验过程中可能存在的问题在接好某部分电路后,可能存在一些问题,不能显示正确的结果。