数字时钟电路图

时钟电路设计概述-数字电路设计本⽂⼀般性地讲解了数字电路设计中的时钟电路设计，包括有源晶振，⽆源晶振，时钟缓冲器，并探讨了有关EMC，端接电阻和信号完整性的设计要点，设计经验来⾃于⽣花通信（Signalsky）的数字电路设计⼯程师。

时钟信号产⽣电路先看图1中的两个时钟电路，不⽤我说，相信读者⼀眼就可以看得出来，左边的那个是有源晶振电路，右边的是⽆源晶振电路。

图1 两个时钟电路振荡器就是可以产⽣⼀定频率的交变电流信号的电路晶体振荡器，简称晶振，是利⽤了晶体的压电效应制造的，当在晶⽚的两⾯上加交变电压时，晶⽚会反复的机械变形⽽产⽣振动，⽽这种机械振动⼜会反过来产⽣交变电压。

当外加交变电压的频率为某⼀特定值时，振幅明显加⼤，⽐其它频率下的振幅⼤得附加外部时钟电路，⼀般是⼀个放⼤反馈电路，只有⼀⽚晶振是不能实现震荡的多，产⽣共振，这种现象称为压电谐。

晶振相对于钟振⽽⾔其缺陷是信号质量较差，通常需要精确匹配外围电路（⽤于信号匹配的电容、电感、电阻等），更换不同频率的晶体时周边配置电路需要做相应的调整。

如果把完整的带晶体的振荡电路集成在⼀块，可能再加点其它控制功能集成到⼀起，封装好，引⼏个脚出来，这就是有源晶振，时钟振荡器，或简称钟振。

英⽂叫Oscillator，⽽晶体则是Crystal。

可以说Oscillator是Crystal经过深加⼯的产品，⽽Crystal是原材料。

好多钟振⼀般还要做⼀些温度补偿电路在⾥⾯。

让振荡频率能更加准确。

相对于⽆源晶体，有源晶振的缺陷是其信号电平是固定的，需要选择好合适输出电平，灵活性较差，⽽且价格⾼。

典型⽆源晶振电路图2是典型的⽆源晶振电路。

图2 典型的⽆源晶振电路与晶振并联的电阻的作⽤与晶振并联的电阻R4是反馈电阻，是为了保证反相器输⼊端的⼯作点电压在VDD/2，这样在振荡信号反馈在输⼊端时，能保证反相器⼯作在适当的⼯作区。

虽然去掉该电阻时，振荡电路仍⼯作了。

但是如果从⽰波器看振荡波形就会不⼀致了，⽽且可能会造成振荡电路因⼯作点不合适⽽停振。

7种常见的51单片机时钟电路图01在MCS-51单片机片内有一个高增益的反相放大器，反相放大器的输入端为XTAL1，输出端为XTAL2，由该放大器构成的振荡电路和时钟电路一起构成了单片机的时钟方式。

根据硬件电路的不同，单片机的时钟连接方式可分为内部时钟方式和外部时钟方式，如下图所示。

时钟电路：(a)内部方式时钟电路，(b)外接时钟电路在内部方式时钟电路中，必须在XTAL1和XTAL2引脚两端跨接石英晶体振荡器和两个微调电容构成振荡电路，通常C1和C2一般取30pF，晶振的频率取值在1.2MHz~12MHz之间。

对于外接时钟电路，要求XTAL1接地，XTAL2脚接外部时钟，对于外部时钟信号并无特殊要求，只要保证一定的脉冲宽度，时钟频率低于12MHz即可。

晶体振荡器的振荡信号从XTAL2端送入内部时钟电路，它将该振荡信号二分频，产生一个两相时钟信号P1和P2供单片机使用。

时钟信号的周期称为状态时间S，它是振荡周期的2倍，P1信号在每个状态的前半周期有效，在每个状态的后半周期P2信号有效。

CPU就是以两相时钟P1和P2为基本节拍协调单片机各部分有效工作的。

02MCS-51片内有一个高增益反相放大器，其输入端(XTAL1)和输出端(XTAL2)用于外接石英晶体和微调电容，构成振荡器，如图所示。

电容C2和C3对频率有微调作用，电容容量的选择范围一般为30pF士10pF。

振荡频率的选择范围为1.2～12MHz。

在使用外部时钟时，8051的XTAL2用来输入外时钟信号，而XTAL1则接地。

03上图为时钟电路的原理图。

分为最小单片机系统、单片机复位电路、按键电路、数码管位选电路、数码管段选电路、数码管显示电路、蜂鸣器电路、温度采集电路。

使用单片机的P2口进行数模的输出，P1^4、P1^5、P1^6与74HC138连接实现数码管位选，按键电路接入P1^0、P1^1、P1^2、P1^3四个I\O口，通过程序控制，扫描该四个引脚的信号实现时间的调节。

VHDL数字时钟设计序⾔这个是我在做FPGA界的HelloWorld——数字钟设计时随⼿写下的，再现了数字钟设计的过程⽬标分析1. 时钟具有时分秒的显⽰，需6个数码管。

为了减⼩功耗采⽤扫描法显⽰2. 按键设置时间，需要对按键进⾏消抖3. 时分秒即为2个60进制计数器，⼀个24进制计数器。

模块设计综上所述，我采⽤模块化设计⽅法进⾏设计，绘制框图如下。

1. 时钟分频产⽣各个模块所需频率时钟。

2. 按键处理模块对按键信号进⾏消抖、变长脉冲为短脉冲等处理。

3. 时间控制模块产⽣时间信号或对时间进⾏设置。

4. 数码管驱动模块负责对时间信号BCD码译码为数码管的段码并且扫描输出到数码管。

下⾯对各个模块分别详细叙述时钟分频模块我打算把时钟分频模块做成“数控N分频器”，通过给分频器传⼊数值N来对时钟信号进⾏N分频。

得到的信号频率为原时钟信号的频率/N,占空⽐为1/N。

稍微考虑下其他模块所需时钟：按键处理模块100Hz ，时间控制模块1Hz，数码管驱动50Hz。

⽽输⼊时钟为33.8688MHz。

我不想传⼊的N数值过⼤，我打算先对时钟进⾏两次：第⼀次调⽤时钟分频模块得到1Mhz，第⼆次得到1Khz。

这样N的位数为10可以满⾜需求。

代码如下library IEEE;use IEEE.STD_LOGIC_1164.all;use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.all;entity ClkDiv isport(clk_i:IN STD_LOGIC;N_i: IN STD_LOGIC_VECTOR(9 DOWNTO 0);clk_o:OUT STD_LOGIC);end ClkDiv;architecture behavior of ClkDiv issignal count:STD_LOGIC_VECTOR(9 DOWNTO 0):="0000000001";signal clk_temp:STD_LOGIC:='0';beginprocess(clk_i)beginif(clk_i'EVENT and clk_i='1')thenif (count=N_i)thencount<="0000000001";clk_temp<='1';elsecount<=count+1;clk_temp<='0';end if;end if;end process;clk_o<=clk_temp;end behavior;仿真结果如下：2分频：输出信号为f/2Hz，占空⽐1：23分频：输出信号为f/3Hz，占空⽐1：3按键处理模块去抖动根据以往的经验，按键按下弹起电平会有⼀⼩段⽑刺，可能会引起电路误操作，所以要对按键进⾏消抖处理使变为⼲净的矩形信号。

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。

ds1302时钟数码管显示时分秒单片机原理课程设计课题名称：基于DS1302的数码管显示数字钟专业班级：电子信息工程学生学号：0414070126学生姓名：张向阳指导教师：张云马崇霄设计时间：2010年6月21日--2010年6月25日目录摘要 ...................................................................................1 设计任务和要求 ...........................................................2 方案论证 .......................................................................3 系统硬件设计 ...............................................................3.1................................................................. 系统总原理图3.2元器件清单...................................................................................... ................................................3.3 PCB板图...................................................................................... .................................................3.4................................................................ P roteus仿真图3.5.......................................................... 分电路图及原理说明3.5.1 主控部分(单片机MCS-51)..............................................................................3.5.2 计时部分（实时时钟芯片DS1302）..................................................................3.5.3 显示部分（共阳极数码管）................................................................................3.5.4 调时部分（按键）................................................................................................4系统软件设计 ...............................................................4.1................................................................... 程序流程图4.2........................................................... 程序源代码5心得体会 ....................................................................... 6参考文献 ....................................................................... 7结束语 ...........................................................................基于DS1302的数码管显示数字钟设计摘要本次课程设计的是使用专门的时钟芯片DS1302在数码管上显示的数字电子钟，并能通过按键对其进行调时和校准。

LM8361 和TMS3450 都是70 －80 年代LED 数码管数字钟的代表品种。

这两种芯片的用户功能基本一样。

但是，LM836X 系列驱动的是一种静态共阴屏幕，TMS3450 驱动的是一种双阴极的屏幕，驱动引脚比静态的少一半（这种专用屏幕很难用其他数码管替代）。

它们的主要功能是：1.12 小时AM,PM 或者24 小时制式显示，50HZ 或者60HZ 时基输入（可以通过引脚选择），供电DC6V - DC12V （最大极限供电DC15V！），秒闪烁（冒号闪烁）。

2.具有秒显示，睡眠（最大2 小时倒计时），定时输出（LM8361 每天一次定时，LM8363 以上型号有2 路定时功能），日期功能（不包括年度，但是有月，日，星期功能－－仅仅LM836X 系列有日期功能），它们都使用一个数码管屏幕来显示。

3.分类说明：【a】秒显示：按住秒显示按键，屏幕显示的是当前秒数字并且会正常走动。

最大秒显示为9:59 分钟。

可以作为秒表使用。

【b】睡眠（倒计时）：按照睡眠按键，屏幕显示倒计时时间59:00 分钟，如果在此时同时按动调整小时键，会增加倒计时为1:59 小时，这时候，同时可以使用调整小时或者分钟的按键对这个中时间进行减数到0:00 小时，以方便在不需要那么长时间的时候应用。

倒计时控制属于一种“立即有效”的方式，就是当您按下睡眠按键后，控制输出端口立即输出高电平（对电源供电的负极而言），等到倒计时走到0:00 的时候，该输出回回到输出低电平状态。

倒计时功能只是当次有效，不会在以后的时间里重复执行。

每按动一次睡眠按键，就会执行一次倒计时。

说明：目前，电孵化行业就是使用这种睡眠倒计时功能来执行每次1:59 小时后。

利用其输出来进行自动翻蛋。

（利用其输出的低电平来翻蛋，然后马上又通过有关动作开关自动让其执行下一次倒计时，翻蛋时间长短不受限制）。

TMS3450 睡眠控制输出引脚：17P,定时控制输出引脚：16P.（其他引脚参考图纸）。

《嵌入式课程设计》讲义项目1 智能数字万年历一．项目指标分析项目指标要求如下：1. 显示年、月、日、时、分、秒和星期。

2. 实时显示温度。

3. 可手动调整时间。

4. 采用LCD显示。

基于以上要求，核心控制芯片选用STC89C51；时钟芯片选用DS1302；温度传感器选用DS18B20；液晶屏选用LCD1602；设置按键，以便于调整时间。

二．电路原理系统电路功能图如图1所示：图1 智能数字万年历电路功能图由图1可知，P2口控制LCD的数据端；P3.5、P3.6和P3.7控制着LCD的片选、读/写和寄存器选择信号；可调电阻RP2用于调节屏的显示对比度。

P3.4是温度传感器DS18B20的1-wire接口，即片选、时钟和数据信号均由P3.4口控制。

P0.5、P0.6和P0.7是时钟芯片DS1302的SPI接口，为使信号控制更稳定，这三个接口上都上拉了10KΩ电阻；为获得精准的时钟信号，选用频率为32.768KHz的外部晶振对DS1302提供振荡信号。

P0.0-P0.3控制着四个按键，以便于调整时间。

三．程序设计基于这个项目，程序的设计可分成各芯片驱动程序设计和控制算法程序两部分。

1.各芯片的驱动程序设计在写驱动程序时，首先通读芯片手册，以掌握主要技术指标；然后可按照以下3个步骤进行：（1）分清楚各芯片的通信属于哪种接口方式，例如：时钟芯片DS1302按照SPI 接口进行通信；温度传感器DS18B20按照1-wire接口进行通信；液晶屏LCD1602采用常规的并行数据传输方式。

（2）仔细分析芯片时序图，弄清楚片选信号是高电平有效还是低电平有效；数据是在时钟信号的上升沿还是下降沿时打入；数据前还是时钟前等。

（3）将功能程序函数化、驱动程序模块化。

2.控制算法程序设计这里的算法主要集中在如何设置按键识别程序，即便于调整时间，又不影响液晶屏的显示。

这里，提供两种思想以便参考。

（1）循环扫描方式流程图图2 循环扫描方式流程图（2图3 状态机方式流程图将图2和图3比较起来看，两种方式的最大差别在于“10ms消抖时间如何度过？”。

数字时钟目录一、引言1.1研究背景与意义1.2设计原理二、理论基础与分析2.1 石英晶体振荡器2.2 分频器2.3 时、分、秒计数器的设计2.4 译码显示电路的设计2.5 时间校正电路2.6 工作原理三、结论四、参考文献五、附录一、引言1.1研究背景与意义随着科学技术的不断发展, 人们对时间计量的精度要求越来越高。

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、石晶表、石英钟都采用了石英技术, 因此走时精确度高, 稳定性好, 使用方便, 不需要经常调校. 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、分、秒的校对。

片选的灵活性好。

1.2设计原理图1 数字电子钟逻辑框图二、理论基础与分析主体电路由功能部件和单元电路组成。

各功能部件的设计介绍分别为：2.1 石英晶体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确度决定了数字钟计时的准确程度.通常选用石英晶体构成振荡器电路。

一般来说，振荡器的频率越高，计时精度越高。

如下图图2所示为电子手表集成电路中的晶体振荡器电路。

图2 石英晶体振荡电路该电路由F0=32768Hz的石英晶体和一个反向器构成稳定性好、精确度高的时间标准信号源。

利用石英晶体来控制振荡频率, 电阻为反馈元件, 电容C 防止寄生振荡，调节可变电容C1可以对振荡器的频率进行微调，再通过反向器输出频率为32768Hz的方波脉冲信号。

2.2 分频器：石英晶体振荡器产生较高的32768Hz 的频率, 而电子钟需要秒脉冲, 故可采用分频电路实现,分频器的功能主要有两个：（1）产生标准秒脉冲信号。

（2）提供功能扩展电路所需要的信号。

如仿电台报时用的1KHz的高音频信号和500Hz的低音频信号，它可由74LS393（其引脚及功能表见附录）所组成，其电路图为图3所示：图3 分频电路对于单个二进制计数器而言，周期信号从CP端输入，则可以从Q0、Q1、Q2和Q3端分别得到2分频、4分频、8分频和16分频的信号。

电子制作实训报告题目：数字电子钟班级：09电信姓名：苏欣欣指导教师：赵欣湖北轻工职业技术学院完成日期：2011年4月16日目录第一章概述 3第二章数字电子钟的电路原理 4 第三章电路调试与制作12第四章总结与体会12第五章附录13第一章概述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,运运超过老式钟表, 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。

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、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至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。

虽然市场上已有现成的数字集成电路芯片出售，价格便宜，使用方便，这里所制作的数字电子可以随意设置时，分的输出，是数字电子中具有体积小、耗电省、计时准确、性能稳定、维护方便等优点。

设计目的（1）加强对电子制作的认识，充分掌握和理解设计个部分的工作原理、设计过程、选择芯片器件、电路的焊接与调试等多项知识。

（2）把理论知识与实践相结合，充分发挥个人与团队协作能力，并在实践中锻炼。

（3）提高利用已学知识分析和解决问题的能力。

（4）提高实践动手能力。

第二章数字电子钟的电路原理数字电子钟的设计与制作主要包括：数码显示电路、计数器与校时电路、时基电路和闹铃报时电路四个部分。

1．数码显示电路译码和数码显示电路是将数字钟的计时状态直观清晰地反映出来。

显示器件选用FTTL-655SB双阴极显示屏组。

在计数电路输出信号的驱动下，显示出清晰的数字符号。

2．计数器电路LM8560是一种大规模时钟集成电路它与双阴极显示屏组可以制成数字钟钟控电路。

3．校时电路数字钟电路由于秒信号的精确性和稳定性不可能做到完全准确无误，时基电路的误差会累积；又因外部环境对电路的影响，设计产品会产生走时误差的现象。

1602电子时钟电路_原理图_PCB图一、引言电子时钟作为现代生活中常见的时间显示设备，广泛应用于各个领域。

本篇文章将着重介绍1602电子时钟的电路原理图和PCB设计图，旨在让读者了解该电子时钟的工作原理和实现方法。

二、电路原理图1602电子时钟的电路主要由以下几个模块组成：时钟源、微处理器、液晶显示屏和按键控制模块。

下面将对每个模块进行详细的介绍。

1. 时钟源模块时钟源模块是电子时钟的核心，用于提供准确的时间信号。

常见的时钟源模块有晶振和RTC（实时时钟）芯片。

晶振通常使用32.768kHz的石英晶体，通过振荡脉冲产生稳定的时间基准。

而RTC芯片则内部集成了时钟电路，能够提供准确的时间信号。

2. 微处理器模块微处理器模块负责控制整个电子时钟的运行。

常用的微处理器有单片机和微控制器。

单片机通常具有丰富的外设接口和可编程功能，适用于复杂的时钟控制需求。

而微控制器则在单芯片上集成了微处理器核心、存储器和外设接口，更加简易和紧凑。

3. 液晶显示屏模块液晶显示屏模块用于将时间信息以数字形式显示出来。

1602液晶显示屏是基于字符型液晶显示技术，具有两行十六个字符的显示能力。

其工作原理是通过外部电压的作用，控制液晶分子的排列来实现显示效果。

4. 按键控制模块按键控制模块允许用户通过按键来设定和调整电子时钟的功能和显示参数。

它通常包括多个按键、键盘扫描接口和按键控制电路。

三、PCB图设计PCB图是电子时钟电路的物理实现图，能够直观地显示所有元器件之间的连接和布局关系。

本节将介绍1602电子时钟的PCB图设计过程。

1. 元器件布局在PCB设计之前，需要对各个元器件进行布局。

首先，将时钟源模块与微处理器模块放置在一起，以便于时钟信号的输入和处理。

其次，根据液晶显示屏的位置要求，将其与微处理器模块相连接。

最后，将按键控制模块与微处理器模块相连，并设置按键的位置。

2. 连接导线通过导线将各个元器件进行连接。

导线的设计应考虑信号的传输距离、屏蔽和抗干扰等因素，以保证电子时钟的稳定性和可靠性。

数电课程设计数字钟的设计数电课程设计。

数字钟的设计。

1仿真电路显示时,分,秒。

2采用二十四小时制或者十二小时制。

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,蜂鸣器一秒响一秒停地响五次。

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。

本科生课程设计题目课程专业班级学号姓名指导教师完成时间数电课程设计。

数字钟的设计。

1仿真电路显示时,分,秒。

2采用二十四小时制或者十二小时制。

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,蜂鸣器一秒响一秒停地响五次。

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。

目录1设计的目的及任务 (3)1．1课程设计的目的...............................................（3）1．2课程设计的任务与要求 (3)2电路设计总方案及原理框图 (3)2．1数字电子钟基本原理...........................................（3）2．2原理框图.. (4)3.单元电路设计及元件选择 (4)3.1六十进制计数器..................................................(4)3.2二十四进制计数器................................................(5)3.3显示屏..........................................................(6)3 .4校时电路.. (6)3.5报时电路 (7)4电路仿真 (8)4.1Multii................................................... ......(8)4.2数字钟总电路图..................................................(8)4.3仿真电路测试结果 (9)5电路实验结果.............................................(10)6收获与体会. (10)参考文献 (11)数电课程设计。

引言数字电子钟是采用数字电路实现对时，分，秒数字显示的计时装置。

数字钟是人们生活中不可少的用品，随处可见，如车站，码头，剧院，办公室等公众场合，可以说给人们的生活，工作，娱乐带来不少方便，又因为数字集成电路的发展采用了先进的石英技术，使数字钟具有走时准确，性能稳定，携带方便等优点。

虽然现在市场上又现成的数字钟集成电路芯片卖，但这里所写的自制电子钟可以满足一些特殊需要，列如可以随意设置时，分，秒的输出，改变显示数字的大小等。

又因为现在科技使得集成电路技术发展迅速，尤其是中规模集成电路技术的发展，使电子钟变得更加体积小，省电，计时准确，因此，在这里设计制作一个数字电子钟有着一定的意义，同时也兼顾了我们在学校所学的数字电路知识。

关键词：数字电子钟走时准确设计制作目录述论一．数字电路基本组成框图二．组成部分及各部分作用2.1 单元电路2．1.1 振荡电路2.1.2 时分秒显示电路2.1.3 译码显示电路2．1. 4 校时电路2.2 进制电路2.3 基本逻辑门电路三．电子钟触发器四．脉冲信号的产生五．调试六．结论七．参考文献述论多功能数字电子钟是由晶体振荡器、计数器、译码和数码显示电路、校时电路等组成。

该电子钟可以满足使用者的一些特殊要求，输出方式灵活，如可以随意设置时、分、秒的输出，改变显示数字的大小等等。

并且由于集成电路技术的发展，特别是MOS集成电路技术的发展，使数字电子钟具有体积小、耗电省、计时准确、性能稳定、维护方便等优点。

此次设计运用了学院中所学的数电、模电等知识，利用元器件等工作原理，制成了具有校时功能的数字电子钟。

电路主要采用中规模CMOS集成电路.本系统的设计电路由脉冲逻辑电路模块、时钟脉冲模块、电源模块、时钟译码显示电路模块、校时模块等部分组成。

采用电池作电源，采用低功耗的CMOS芯片及液晶显示器，有效的解决了功耗问题，能更好地为人们的生活带来便利。

一数字电子钟的基本组成框图二组成部分及各部分作用数字钟是一个将‚时‛、‚分‛、‚秒’’显示于人的视觉器官的计时装置。

基于Multisim10——数字电子钟的设计学校：河南理工大学院系: 计算机学院通信工程姓名：罗韬指导老师：苏玉娜日期：2013年01月07日目录一、设计基本要求、设计目的 (1)二、基本元器件的选择与原理 (2)2.1 多谐振荡器 (2)2.2 计数器 (2)2.3 译码器和显示器 (4)2.4 其他元器件 (5)三、虚拟实验平台与仿真 (5)3.1 基本数字时钟的实现 (5)3.2 拥有暂停功能、校对功能的数字时钟 (5)四、参考文献 (5)一、设计基本要求、设计目的随着现代电子技术的发展，人们正处于一个信息时代，现代信息的存储、处理和传输越来越趋于数字化，数字逻辑几乎应用于每一电子设备或电子系统中。

掌握基数字电路技术基础，已成为当代工科大学生的基本要求。

此次要求是设计一个常用的二十四进制数字电子钟，设计的基本要求如下： 1.采用七段数码管显示，显示范围为00时00分00秒到23时59分59秒；2.电路具有时间校正功能，暂停功能。

设计实验平台采用Multisim10软件并进行仿真。

二、基本元器件的选择与原理随着数字电子技术的飞速发展，现已生产出形式各异，功能强大的各种元器件，以满足在不同场合、不同条件下的设计要求。

选择适合自己设计的元器件，可最大程度的实现高效、节能等等要求。

2.1 多谐振荡器单稳态触发器和施密特触发器主要用于脉冲的整形，多谐振荡器则用于产生脉冲信号。

而利用555集成定时器，可以方便地构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器，并且带负载能力较强。

此次数字电子钟的计数脉冲则由多谐振荡器提供。

脉冲频率取决于RC 定时电路。

在Multisim10下构建多谐振荡器，如下图： 振荡周期 T =0.7（R 43 + 2*R 44 )*C1 振荡频率 f = 1/T当 R 43=R 44=5.1K Ω ， C1=100nF 时，T ≈1ms 。

2.2 计数器计数器——用于统计输入脉冲CP 个数的电路。

目录1.前言 (1)2单片机及其发展史 (1)2.1 单片机的发展史 (2)2.1.1 . 4位单片机 (2)2.1.2 . 8位单片机 (2)2.1.3 . 16位单片机 (2)2.1.4 . 32位单片机 (2)2.1.5 . 64位单片机 (3)3.方案设定 (3)3.1 电子时钟计时方案 (3)3.2 电子时钟键盘/显示方案 (3)3.3 电子时钟原理方框图，原理图 (4)3.3.1 电子时钟原理方框图 (4)3.3.2 电子时钟电路原理图 (4)4电子时钟整机电路原理 (5)5.电子时钟单元电路工作原理介绍 (6)5.1 源电路工作原理 (6)5.2 时钟电路工作原理 (6)5.3 电子时钟复位电路工作原理 (7)5.4 键盘工作原理 (7)5.5 显示器工作原理 (7)5.6 AT89S51芯片介绍 (10)5.7 S8550PNP三极管 (13)5.8 四位一体数码管 (13)6片机硬件资源的分配 (14)7程序流程图 (16)8电子时钟程序清单 (22)9 电子时钟使用说明 (30).总结 (31)参考文献 (31)致谢 (32)1.前言我们每一个人都有非常密切的关系，每个人都受到时间的影响。

为了更好的利用我们自己的时间，我们必须对时间有一个度量，因此产生了钟表。

钟表的发展是非常迅速的，从刚开始的机械式钟表到现在普遍用到的数字式钟表. 即使现在钟表千奇百怪，但是它们都只是完成一种功能——计时功能，只是工作原理不同而已。

国内外发展：单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用很广、发展很快。

单片机具有体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求不高、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容易。

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。

目录1前言 (1)2总体方案设计 (2)2.1设计内容 (2)2.2设计内容 (2)2.3方案论证 (3)2.4方案选择 (4)3单元模块设计 (5)3.1各单元模块功能介绍及电路设计 (5)3.1.1 温度采集电路 (5)3.1.2 DS1302时钟电路 (5)3.1.3 串行通信接口电路 (6)3.1.4 USB连接电路 (6)3.1.5 按键电路 (7)3.1.6液晶显示显示电路 (7)3.2特殊器件介绍 (7)3.2.1 STC89C52单片机芯片 (7)3.2.2 DS1302介绍 (8)3.2.3 温度传感器DS18B20 (9)3.2.4 液晶显示LCD1602 (9)4软件设计 (10)4.1软件选择 (10)4.2软件设计流程 (10)4.2.1 温度采集流程 (11)4.2.2 日期数据处理流程 (12)5系统的仿真及调试 (13)5.1系统仿真 (13)5.2硬件调试 (13)5.3软件调试 (14)6结论 (16)7总结与体会 (17)7.1设计小结 (17)7.2设计收获及改进 (17)7.3致谢 (17)8参考文献 (18)附录： (19)1前言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。

单片机也被称为微控制器（Microcontroller），它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。

概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。

它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。

单片机诞生于20世纪70年代末，经历了SCM、MCU、SOC三大阶段。

STC单片机完全兼容51单片机,并有其独到之处,其抗干扰性强,加密性强,超低功耗,可以远程升级,内部有专用复位电路,价格也较便宜,由于这些特点使得 STC 系列单片机的应用日趋广泛。

目录1 概述.........................................................................错误!未定义书签。

1.1数字时钟的工作原理 (1)1.2设计任务 (1)2 系统总体方案设计 (2)3 VHDL模块电路设计 (3)3.1模块实现 (3)3.1.1分频模块pinlv (3)3.1.2按键去抖动模块qudou (5)3.1.3按键控制模块self1 (6)3.1.4秒、分六十进制模块cantsixty (7)3.1.5时计数模块hourtwenty (9)3.1.6秒、分、时组合后的模块 (9)3.1.7数码管显示模块 (10)3.2数字时钟的顶层设计原理图 (13)3.3系统仿真与调试 (14)结束语 (16)参考文献 (17)致谢 (18)附录源程序代码 (19)1 概述1.1数字时钟的工作原理数字钟电路的基本结构由两个60进制计数器和一个24进制计数器组成，分别对秒、分、小时进行计时，当计时到23时59分59秒时，再来一个计数脉冲，则计数器清零，重新开始计时。

秒计数器的计数时钟CLK为1Hz的标准信号，可以由晶振产生的50MHz信号通过分频得到。

当数字钟处于计时状态时，秒计数器的进位输出信号作为分钟计数器的计数信号，分钟计数器的进位输出信号又作为小时计数器的计数信号，每一秒钟发出一个中断给CPU，CPU采用NIOS，它响应中断，并读出小时、分、秒等信息。

CPU对读出的数据译码，使之动态显示在数码管上。

1.2 设计任务设计一个基于VHDL的数字时钟，具体功能要求如下：1．在七段数码管上具有时--分--秒的依次显示。

2．时、分、秒的个位记满十向高位进一，分、秒的十位记满五向高位进一，小时按24进制计数，分、秒按60进制计数。

3．整点报时，当计数到整点时扬声器发出响声。

4．时间设置：可以通过按键手动调节秒和分的数值。

此功能中可通过按键实现整体清零和暂停的功能。