智能电子钟的仿真设计

程序仿真等全套设计，联系153893706第1章绪论二十一世纪的今天，最具代表性的计时产品就是电子万年历，它是近代世界钟表业界的第三次革命。

第一次是摆和摆轮游丝的发明，相对稳定的机械振荡频率源使钟表的走时差从分级缩小到秒级，代表性的产品就是带有摆或摆轮游丝的机械钟或表。

第二次革命是石英晶体振荡器的应用，发明了走时精度更高的石英电子钟表，使钟表的走时月差从分级缩小到秒级。

第三次革命就是单片机数码计时技术的应用（电子万年历），使计时产品的走时日差从分级缩小到1/600万秒，从原有传统指针计时的方式发展为人们日常更为熟悉的夜光数字显示方式，直观明了，并增加了全自动日期、星期、温度以及其他日常附属信息的显示功能，它更符合消费者的生活需求！因此，电子万年历的出现带来了钟表计时业界跨跃性的进步……我国生产的电子万年历有很多种，总体上来说以研究多功能电子万年历为主，使万年历除了原有的显示时间，日期等基本功能外，还具有闹铃，报警等功能。

商家生产的电子万年历更从质量，价格，实用上考虑，不断的改进电子万年历的设计，使其更加的具有市场。

本设计为软件，硬件相结合的一组设计。

在软件设计过程中，应对硬件部分有相关了解，这样有助于对设计题目的更深了解，有助于软件设计。

基本的要了解一些主要器件的基本功能和作用。

除了采用集成化的时钟芯片外，还有采用MCU的方案，利用AT89系列单片微机制成万年历电路，采用软件和硬件结合的方法，控制LED数码管输出，分别用来显示年、月、日、时、分、秒，其最大特点是:硬件电路简单，安装方便易于实现，软件设计独特,可靠。

AT89C52是由ATMEL公司推出的一种小型单片机。

95年出现在中国市场。

其主要特点为采用Flash存贮器技术，降低了制造成本，其软件、硬件与MCS-51完全兼容，可以很快被中国广大用户接受。

本文介绍了基于AT89C52单片机设计的电子万年历。

选题背景及研究的目的与意义设计的目的电子钟已成为人们日常生活中必不可少的物品，广泛用于个人家庭以及车站码头、剧院、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。

一、设计指标1.时间以24小时为一个周期；2.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.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、设计方框图三、元器件介绍1、74LS7474LS74内部结构图 74LS74管脚图2、74LS47译码器74LS47译码器LT L ×× × × ×H L L L L L L L (5)74LS47译码器真值表注：1、当需要0到15的输出功能时，灭灯输入（BI ）必须为开路或保持在高逻辑电平，若不要灭掉十进制零，则动态灭灯输入（RBI ）必须开路或处于高逻辑电平。

2、当低逻辑电平直接加到灭灯输入（BI ）时，不管其它任何输入端的电平如何，所有段的输出端都关死。

（H=高电平 L=低电平 ×=不定） 3、当动态灭灯输入（RBI ）和 输入端A 、B 、C 、D 都处于低电平而试灯输入(LT)为高时，则所有段的输出端进入关闭且动态灭灯输出（RBO ）处于低电平（响应条件）。

4、当灭灯输入/动态灭灯输出（BI/RBO ）开路或保持在高电平，且将低电平加到试灯输入(LT)时，所有段的输出端都得打开。

*BI/RBO 是用作灭灯输入（BI ）与/或动态灭灯输出（RBO ）的线与逻辑。

3、74LS39074LS390 管脚图双十进制计数器4、74LS08 2输入端四AND74LS08管脚图 74LS08真值表5、74LS00管脚图 6、74HC51D7 74LS51与或非门管脚图7、4060BP-5V4060BP管脚图4060BP结构图8、七段显示数码管数码显示器有多种，按显示方式可分为分段式、点阵式和重叠式；按发光材料可分为辉光显示器、荧光显示器、发光二极管显示器和液晶显示器等。

目前普遍使用的七段式数字显示器主要有发光二极管和液晶显示器两种。

这里主要介绍七段发光二极管组成的数码管原理。

单片机电子时钟的设计与仿真班级：011052姓名：段小安学号：01105104单片机电子时钟的设计与仿真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、可扩展性能强等特点，被广泛应用于生活和工作当中。

另外，在生活和工农业生产中，也常常需要控制时间，这就需要电子时钟具有多功能性。

本设计主要为实现一款可正常显示时钟、带有定时闹铃的多功能电子时钟。

本系统采用了单片机技术实现多功能电子时钟，采用单片机AT89C51作为本设计的核心元件，利用7段共阴LED作为显示器件。

接入共阴LED显示器，可显示时，分钟，秒，单片机外围接有定时报警系统，定时时间到，扬声器发出报警声，提示预先设定时间电器的起停时间到，从而控制电器的起停。

这种实现方法的优点是电路简单，性能可靠，实时性好，时间精确，操作简单，编程容易。

关键词：电子时钟单片机AT89C51一、设计目的本设计的主要目的是学会如何设计单片机系统，并通过设计“单片机电子时钟”来掌握电子设计的基本技能，从而完成单元设计到系统设计的过渡。

另外，通过该设计来提升自己的实践经验，加深对单片机的掌握。

通过本设计，能使自己能够独立设计简单的单片机系统，并且能应用到实际的工作与生活中去。

二、设计要求与指标一、能显示时、分、秒。

二、能够设定时间，并且能够修改时间。

三、能够设定闹钟，并且在闹钟时间到时有警报声。

三、方案设计一、本系统总体方案：本设计使用的是单片机作为核心的控制元件，使得电路的可靠性比较高，功能也比较强大，而且可以随时的更新系统，进行不同状态的组合。

本系统采用单片机AT89C51作为本设计的核心元件，利用8段共阳LED作为显示器件。

接入共阳LED显示器，可显示时，分钟，秒，单片机外围接有定时报警系统，定时时间到，扬声器发出报警声，提示预先设定时间电器的起停时间到，从而控制电器的起停。

电路由下列部分组成：时钟电路、复位电路、控制电路、LED显示，报警电路，芯片选用AT89C51单片机。

课程设计任务书多功能数字钟的设计仿真与制作初始条件:利用集成译码器、计数器、定时器、数码管、脉冲发生器和必要的门电路等数字器件实现系 统设计。

（也可以使用单片机系统设计实现）要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、 课程设计工作量：1周内完成对多功能数字钟的设计、仿真、装配与调试。

2、 技术要求：① 设计一个数字钟。

要求用六位数码管显示时间，格式为 00: 00: 00。

② 具有60进制和24进制（或12进制）计数功能，秒、分为 60进制计数，时为24进 制（或12进制）计数。

③ 有译码、七段数码显示功能，能显示时、分、秒计时的结果。

④ 设计提供连续触发脉冲的脉冲信号发生器， ⑤ 具有校时单元、闹钟单元和整点报时单元。

⑥ 确定设计方案，按功能模块的划分选择元、器件和中小规模集成电路，设计分电路， 画出总体电路原理图，阐述基本原理。

3、 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》要求撰写设计报告书。

全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规范。

时间安排:1） 2010 年 6 月 26-27 日， 2） 2010 年 6 月 28-30 日， 3） 2010 年 7 月 1-3 日，4） 2010年 Z 月丄日上交课程设计成果及报告，同时进行答辩。

学生姓名: 杨飞 专业班级: 电信0804 指导教师:孟哲工作单位:信息工程学院查阅相关资料，学习设计原理。

方案选择和电路设计仿真。

电路调试和设计说明书撰写。

指导教师签名: 系主任（或责任教师）签名:Proteus 软件简介课程设计题目分析课程设计的电路设计部分课程设计的电路原理图课程设计中部分元器件的使用说明10 仿真图及仿真结果13 设计总结15 心得体会16 参考文献17 附录181 Proteus软件简介Proteus软件是一种低投资的电子设计自动化软件，提供可仿真数字和模拟、交流和直流等数千种元器件和多达30多个元件库。

摘要本设计是定时闹钟的设计,由单片机AT89C51芯片和LED数码管为核心，辅以必要的电路，构成的一个单片机电子定时闹钟。

电子钟设计可采用数字电路实现，也可以采用单片机来完成。

数字电子钟是用数字集成电路构成的,用数码管显示“时”，“分”，“秒”的现代计时装置。

若用数字电路完成,所设计的电路相当复杂,大概需要十几片数字集成块,其功能也主要依赖于数字电路的各功能模块的组合来实现,焊接的过程比较复杂,成本也非常高。

若用单片机来设计制作完成,由于其功能的实现主要通过软件编程来完成,那么就降低了硬件电路的复杂性,而且其成本也有所降低,所以在该设计中采用单片机利用AT89C51,它是低功耗、高性能的CMOS型8位单片机。

片内带有4KB的Flash存储器,且允许在系统内改写或用编程器编程。

另外, AT89C51的指令系统和引脚与8051完全兼容,片内有128B 的RAM、32条I/O口线、2个16位定时计数器、5个中断源、一个全双工串行口等。

AT89C51单片机结合七段显示器设计的简易定时闹铃时钟，可以设置现在的时间及显示闹铃设置时间，若时间到则发出一阵声响，进—步可以扩充控制电器的启停。

设计内容包括了秒信号发生器、时间显示电路、按键电路、供电电源以及闹铃指示电路等几部分的设计。

采用四个开关来控制定时闹钟的工作状态，分别为：K1、设置时间和闹钟的小时；K2、设置小时以及设置闹钟的开关；K3、设置分钟和闹钟的分钟；K4、设置完成退出。

课设准备中我根据具体的要求，查找资料，然后按要求根据已学过的时钟程序编写定时闹钟的程序，依据程序利用proteus软件进行了仿真试验，对出现的问题进行分析和反复修改源程序，最终得到正确并符合要求的结果。

设计完成的定时闹钟达到课程设计的要求，在到达定时的时间便立即发出蜂鸣声音，持续一分钟。

显示采用的六位数码管电路，如果亮度感觉不够，可以通过提升电阻来调节，控制程序中延迟时间的长短，可以获得不同的效果。

综合实践（论文）题目数字钟学院通信与电子工程学院专业班级学生姓名学生学号指导教师摘要：本次设计主要是利用数字电路实验箱上的74LS160、555定时器、74LS00与七段显示译码器设计简易数字钟,实现准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间和校时功能。

由于采用纯数字硬件设计制作，与传统机械表相比，它具有走时准、显示直观、无机械传动装置等特点。

它的小时周期为12，分和秒的周期为60。

关键字：数字时钟时计数器分计数器秒计数器校时器目录摘要： (I)第1章绪论 (1)1.1 设计要求 (1)1.2 设计任务 (1)第2章总体框图 (2)2.1 总体框图 (2)2.2 设计思路及模块功能 (2)第3章选择器件 (3)3.1 74LS160（本实验需要6片） (4)3.2 74LS04（本实验需要1片） (6)3.3 74LS00（本实验需要2片） (7)3.4 74LS20（本实验需要1个） (8)3.5 LED（本实验需要6个） (9)3.6 三极管8099（本实验需要1个） (11)3.7 小灯泡（本实验需要1个） (11)第4章功能模块 (13)4.1 秒脉冲发生器 (13)4.2 计数译码显示 (13)4.3 整点报时电路 (17)第 5章总体设计电路图 (19)结论 (21)参考文献 (22)附录 (23)第1章绪论1.1 设计要求能进行正常的时，分，秒计时功能，分别由6个数码管显示24h,60min,60s.Sb键进行校时：按下Sh键时，时计数器一秒速度递增，并按24循环，记满23后再回00.Sm键进行校分：按下Sm键时，分计时器以秒速度递增，并按60计数循环，记满59后再回00，但不能向“时”进位。

Sc键进行秒清零：按下Sc键时，可对秒清零。

扬声器整点报时：当计时器达59'51、59'53、59'55及59'57时，鸣叫声频率为500Hz；到达59'59是为最后一声整点报时，频率为1k Hz。

Proteus 仿真大赛电子时钟仿真第一章电子时钟总体设计1.1电子时钟简介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，在许多场合都用到电子时钟。

很多单片机产品具有实时时钟的功能，例如智能化仪器仪表、工业过程系统及家用电器等。

这里要求实现一个具有实时时钟显示和闹钟控制功能的数字钟。

通过数字钟的设计与制作，将前面所学的单片机内部定时资源、I/O端口、键盘和显示接口等知识融会贯通，锻炼独立设计、制作和调试应用系统的能力，深入领会单片机应用系统的硬件设计、模块化程序设计及软硬件调试方法等，并掌握单片机应用系统的开发过程。

1.2电子钟设计要求设计并制作具有如下功能的数字钟：（1）自动计时，由6位LED先四起显示时、分、秒。

（2）具备校准功能，可以设置当前时间。

（3）具备定时启动功能，可以设置闹钟时间，启闹10s后自动关闭闹铃。

1.3电子钟计时方案（1）采用实时时钟芯片。

针对应用系统对实时功能的普遍需求，各大芯片生产厂家陆续推出了一系列实时时钟集成电路，如DS1287、DS12887、DS1302、PCF8563、S35190等。

这些实时时钟芯片具备年、月、日、时、分、秒、计时功能和多点定时功能，计时数据每秒自动更新一次，不需程序干预。

单片机可通过中断或查询方式读取计时数据。

实时时钟芯片的计时功能无须占用CPU时间，功能完善，精度高，软件程序设计相对简单，在实时工业测控系统中多采用这一类专用芯片来实现。

（2）软件控制。

利用AT89S51内部定时/计数器进行中断定时，配合软件延时、分、秒的计时。

该方案节省硬件成本，且能够使读者对前面所学知识进行综合运用，因此，本系统设计采用这一方案。

1.4电子钟显示方案（1）利用串行口扩展LED，实现LED静态显示。

该方案占用单片机资源少，且静态显示亮度高，但硬件开销大，电路复杂，信息刷新速度慢，比适用于单片机并行口资源较少的场合。

西安文理学院物理与机械电子工程学院课程设计报告专业班级 2011级测控技术与仪器1班课程专业课程设计题目基于Multisim的数字电子钟的设计与仿真学号 0703110121学生姓名党晓英指导教师陈琦2014年 12 月西安文理学院物理与机械电子工程学院课程设计任务书学学生姓名党晓英专业班级2011级测控技术与仪器1班0703110121号教研指导教师陈琦职称讲师C0409室课程专业课程设计题目基于Multisim的数字电子钟的设计与仿真任务与要求设计任务：设计一个具有时、分、秒的十进制数字显示的数字电子钟。

设计要求：根据仿真电路的设计要求，该电路应满足一下功能：1.具有时、分、秒的十进制数字显示的计时器。

2.具有手动校时、校分的功能。

3.通过开关能实现小时的十二进制和二十四进制转换。

开始日期 2014年 12 月 1 日完成日期 2014年 12 月 31 日2014年 12 月 31 日基于Multisim的数字电子钟的设计与仿真摘要：钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，大大的扩展了原先钟表的报时。

诸如，定时报警、按时自动打铃、时间程序自动控制等，这些，都是以钟表数字化为基础的。

功能数字钟是一种用数字电路实现时、分、秒、计时的装置，与机械时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。

从原理上讲，数字钟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。

因此，此次设计与制作数字钟就是为了了解数字钟的原理，从而学会制作数字电子钟，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使用方法。

通过此次课程设计可以进一步学习与各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。

通过仿真过程也进一步学会了Multisim 10的使用方法与注意事项。

本次所要设计的数字电子表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。

电子产品世界基于Multisim 14仿真设计的多功能数字电子钟Multifunctional digital electronic clock based on simulation design of Multisim 14金子涵，任致远，史旭东，王胜铎 （黑龙江工程学院，哈尔滨150050）摘 要：数字电子钟是一种利用数字电子技术实现计时的钟表。

本文介绍了在Multisim 14仿真软件上设计的满足要求的可调闹钟功能数字钟，对其设计原理、整体框图和各单元电路做了详细说明。

利用Multisim软件具有花费少、效率高、周期短，功能强等优势，可对数字电子钟电路进行分层设计。

将整机框图拆分成多个单元电路，再将各单元电路连线成整机电路，结构清晰，便于理解每个单元电路功能，使整机电路功能一目了然。

关键词：数字电子钟；Multisim 14；可调闹钟；反馈置数法；分层设计0 引言Multisim 14是美国NI公司研发的一款以Windows 为操作平台的EDA工具软件[1]，可以对模拟、数字电路进行仿真与设计，具有丰富仿真分析能力，所以在电子技术领域以Multisim仿真软件为平台进行电路设计非常普遍。

数字电子钟是一种以数字电路技术实现计时的现代计数器，与传统机械式时钟相比，具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，使用寿命更长，因此得到了广泛使用。

从原理上讲，数字电子钟是一种典型数字电路，包括组合逻辑电路和时序电路[2]，所以，本文借助Multisim 14软件仿真数字电路便捷高效的优势，进行模块化电路设计，使得设计花费少、效率高、周期短。

1 设计任务１．１　基本功能1）应用模拟振荡电路实现正弦波时钟信号发生，并作为数字钟的时钟信号。

2）实现数字时钟计时功能，时间以24 min为1个周期。

3）用数码管显示分钟、秒。

１．２　扩展功能1）具有校时功能，可以对分钟和秒单独校时。

2）计时过程具有闹钟功能，到达指定时间（时间可选定）蜂鸣。