数字电子钟仿真

摘要数字钟是一个对1Hz频率进行计数的电路.振荡器产生的时钟旌旗灯号经由火频器形成秒脉冲旌旗灯号,秒脉冲旌旗灯号输入计数器进行计数,显示出时光.秒计数器电路计满60后触发分计数器电路,分计数器电路计满60后触发时计数器电路,当计满24小时后重零开端计数.一般由振荡器.分频器.计数器.译码器.数码显示器等几部分构成.振荡电路：重要用来产生时光尺度旌旗灯号.石英晶体振荡器可以进步时光旌旗灯号的稳固度.分频器：振荡器产生的尺度旌旗灯号频率很高,要得到“秒”旌旗灯号,需必定级数的分频器进行分频.计数器：有了“秒”旌旗灯号,则可以依据60秒为1分,24小时为1天的进制,分离设定“时”.“分”.“秒”的计数器,分离为60进制,60进制,24进制计数器,并输出一分,一小时,一天的进位旌旗灯号.译码显示：将“时”“分”“秒”显示出来.将计数器输入状况,输入到译码器,产生驱动数码显示器旌旗灯号,呈现出对应的进位数字字型.症结词数字钟振荡计数校订目次2.1计划比较42.2计划选择63单元模块设计73.3.1按键一：光标的移位与闪耀123.3.2按键二：时光的上翻让时光得到修正143.3.3 按键三：肯定154 体系调试155 体系功效和指标参数155.1 体系功效166 设计总结和领会17申谢18参考文献18附录数字电子钟电路总图19数字电子钟是一个用数字电路实现的时,分,秒计时的装配,与机械式时钟比拟具有更高的精确性.本次的数字电子钟的设计道理就是一种典范的数字电路,个中还包含了一些组合逻辑电路和时序电路.本次的数字电子钟的设计重要目标是为了让我们更好的控制数字电子钟的道理,从而控制逻辑电路的一些典范应用,学会本身制造电子钟.经由过程对数字电子钟得设计进一步的懂得各类中小范围集成电路的感化和适用办法.我们此次设计的数字电子钟是以24小时为一个时光周期,显示的满刻度是23时59分59秒,在六位7段共阴极的数码管上精确显示其响应的时,分,秒.并设置了三个时光的按键,分离控制时光的移位闪耀,时光的上翻修正,时光的确认.便利认为控制和设置时光.同时为了包管计时的稳固性和计时的精确性我们采取了用32.768K 的晶体振荡器来产生时钟旌旗灯号,来供给表针时光的基准旌旗灯号.数字电子钟的整体设计道理框图如图一所示：秒,然后主动清零从00时00分00秒开端从新计时,别的还加进了按键部分的操纵,便利人们对时光的控制,设置,调剂.秒旌旗灯号产生器是全部体系的时基旌旗灯号,它直接决议了计时体系的精度,在此次设计中采取的是石英晶体振荡器加分频器来实现.将得到的尺度旌旗灯号1HZ送入秒计数器中,秒计数器采取的是60进制的计数器,每累计都60秒得时刻就会发出一个分脉冲旌旗灯号,该旌旗灯号将作为分计数器的时钟脉冲,分计数器也是采取的60进制的计数器,每累计到60分钟,发出一个时脉冲旌旗灯号,该旌旗灯号将被作为时脉冲时钟脉冲,式计数器采取的24进制的计数器,如许就可以实现一天24小时的累计.2.1 计划比较计划一：555构成的多谢振荡器如图二因为f=1.43(R1+2R2)C1,我们可以经由过程调剂R1,R2,C1的值,转变其输出的频率.计划二：晶体振荡器分频电路石英晶体振荡电路1，采取频率fs=32768HZ的石英晶体图三D1,D2是反向器,D1用于振荡,D2用于缓冲整形.Rf为反馈电电阻（10—100M）,反馈电阻的感化为COMS反相器供给偏置,使其工作在放大状况.电容C1,C2与晶体配合构成pi型收集,完成对振荡器频率的控制,并供给须要的180度相移,最后输出fs=32768HZ.图三2，多级分频电路1HZ将32768HZ脉冲旌旗灯号输入到CD4060（如图四：CD4060的引脚图介绍）构成的脉冲振荡的14位二进制计数器,所以从最后一级Q14输出的脉冲旌旗灯号频率为：32768/16384=2HZ.再经由二次分频,得到最后的1HZ 的尺度旌旗灯号脉冲,即秒脉冲.如图五,就是所得到最后的脉冲旌旗灯号.图四：CD4060引脚图图五：1HZ的旌旗灯号产生的波形2.2 计划选择1,采取555多谢振荡器长处：555内部的比较器敏锐度较高,并且采取差分电路情势,它的振荡频率受电源电压和温度变更的影响很小.缺陷：要精确的输出1HZ的脉冲,对电容和电阻的数值精度请求很高,所以输出脉冲既不敷精确也不敷稳固.2,采取晶体振荡分频电路长处：因为晶体的阻抗频率响应可知,它的选频特征异常好,有一个极为稳固的串联谐振频率fs,且等效品德因数Q很高.只有频率为fs的旌旗灯号最轻易经由过程,且其他频率的旌旗灯号均会被晶体所衰减.3，比较的成果因为振荡器是数字钟的焦点,振荡器的稳固度及频率的精度决议了数字钟计时的精确程度.为了达到设计请求,获得更高的计时精度,我们在设计中选用了计划二即用晶体振荡器构成振荡电路.一般来说振荡器的频率越高,计时精度就越高.如图六图六3单元模块设计时光计数电路的设计将分频器产生的尺度基旌旗灯号即秒旌旗灯号经由秒计数器,分计数器,时计数器,分离得到“秒”个位,十位,“分”个位,十位以及“时”个位,十位的计时输出旌旗灯号,然后送至译码显示电路,以便实现用数码管显示时,分,秒的请求.在设计中“秒”和“分”的计数器应当为六十进制的计数器,而“时”计数器应当为二十四进制的计数器.在设计中采取的10进制的计数器74LS160来实现时光的计数单元的计数功效.74LS160的芯片引脚图如图七所示：图七：74LS160引脚图P0,P1,P2,P3---计数器的输入端QO,Q1,Q2,Q3—计数器的输出端CEP,CET---计数器的计数端CP---计数器的触发端TC---计数器的进位端R---计数器的清零端PE----计数器的置数端74LS160计数器是同步计数,异步清零表1是74LS160的逻辑表：计数器部分计数的道理图八：图八：计数器的道理图此图为“秒”计数器部分,用两片74LS160来构成60进制的计数器,因为160本身就是10进制的计数器,故在“秒”个位当主动的加到10时就会主动清零,同时向“秒”十位的计数器的进位,在这片160当“秒”十位和个位分离显示到“5”和“9”时向下一级的“分”计数器进位.同应当“分”的十位和个位分离显示“5”和“9”时向“时”计数器进位.当“时”计数器的十位和个位分离显示“2”和“4”时用反馈清零的办法将其清零.其“分”计数器,“时”计数器的道理图同“秒”计数器的道理图大致雷同.设计中“时”,“分”,“秒”的显示是选择共阴极的七段数码管显示的.共阴极七段数码管译码显示电路是将计数器输出的8421BCD码译成数码显示所须要的高下电平,其引脚如图九.在译码显示电路中采取的是CD4511-7段译码驱动器,其芯片的引脚如图十.译码器的A,B,C,D分离与十进制的计数器的四个输出端相连接a,b,c,d,e,f,g即为驱动七段数码管的旌旗灯号.其依据A,B,C,D所得的计数旌旗灯号,数码管就显示出相对应的字型.图九：共阴极七段数码管的引脚图图十：CD4511的引脚图个中A,B,C,D---BCD码得输入端a,b,c,d,e,f,g—译码的输出端,输出为“1”有用,用来驱动共阴极LED数码管.LT—测试输入端,LT=“0”时,译码输出全为“1”BI—消隐输入端,BI=“0”时,译码输出全为“0”LE—锁定器,LE=“1”时译码器处于锁定（保持）状况,译码器输出保持在LE=0时的数值,LE=0为正常译码其译码的显示电路如图十一所示：图十一：译码器的驱动显示电路三个按键的电路本次设计还用到了按键部分,设计顶用到了三个按键,其功效分离是移位并闪耀,时光的上翻,时光的肯定.设置这三个按键的目标其主如果为了人们能很好的控制和调剂时光.便利人们对时光的调剂.按键部分主如果采取各类逻辑门与计数芯片,译码芯片的有理联合来实现各个按键的功效的.如图十二图十二：三个按键按键一：光标的移位与闪耀认为部分：下之后计数器停滞计数即在这里给“秒”计数器输入的无效的旌旗灯号脉冲,此时数码管保持先前记下的时光不在走动.采取计数器160和译码器138的联合.给计数器160送一个初始数1即此时D3D2D1D0=0001.将计数器的Q2Q1Q0分离与138的输入端CBA相连接.且在138输出端的Y0接一个反相器包管在正常的情形下计数器能正常的计数.将输出端得Y0,Y1,Y2,Y3进行与运算,并将输出的值与产生的旌旗灯号脉冲进行与运算.在未按下按键的时刻则不会影响到脉冲的正常输入,计数器的正常计数.个中74LS138的引脚图如图十三:图十三：74LS138引脚图A2,A1,A0—译码器的3位二进制输入端Y0,Y1,Y2,Y3,Y4,Y5,Y6.,Y7—译码器的8个输出旌旗灯号,并且输出的均为低电平有用.S3,S2,S1—译码器的三个使能端,当S1=1,且S2=0,S3=0时,译码器处于正常的工作状况.闪耀部分：因为要使光标移位,须要断定认为在了那只数码管上,所以想到使数码管闪耀的办法,产生显著的视觉后果从而精确的断定须要转变那只数码管的时光值.斟酌到译码器CD4511的一个使能端BI,当BI 为高电平的时刻会产生消隐的现象.故在使数码管闪耀的这一功效,选择从译码器查找办法.数码管的闪耀与高下脉冲相连.当按键一被按下之后,译码器138的输出端Y1,Y2,Y3的值不竭的变更且有且只有一个为有用的点平0.当它们分离与旌旗灯号脉冲进行或运算后输出的的成果取决与旌旗灯号脉冲,当脉冲为高点平的时刻则数码管就熄灭,当脉冲输出的是低电平的时刻数码管就点亮.如斯的亮灭亮灭…….从而达到视觉上的数码管的闪耀功效.按键一电路如图十四,十五,十六图十四：计数器与138的联合图十五：与运算产生kk控制旌旗灯号脉冲图十六：光标的闪耀按键二：时光的上翻让时光得到修正按键二的功效主如果修正时光.在这里让时光上翻转变即当按键二被按下一次对应闪耀的数码管的值就加一次,一向到所得的值是我们本身想要的值为止.按键二必须在按键一被按下之后才有用.故当按键一被按下后译码器Y1,Y2,Y3有且有一个输出的是有用的低电平,按键二被按下后也会得到一个有用的低电平.将Y1,Y2,Y3分离与按键二得到的低电平进行或运算,并在得到的成果后面加一个反相器,如许就只有当输出的值均为0时才干得到1,如许就可以得到三个旌旗灯号clk1,clk2,clk3.同时要使计数器加数,只要给响应的计数器输入有用的正脉冲就可以了.故在设计中将得到的三个旌旗灯号对应的与计数器的脉冲输入相连接.如图十七：图十七：产生有用的信按键三：肯定按键三的功效就是肯定键即恢复正常有用的脉冲旌旗灯号,让计数器正常的计数,译码器正常的译码,数码管正常的显示时光.使按键部分的那些功效都消掉.当按键三被按下后即立时得到一个低电平的旌旗灯号.将按键三得到的旌旗灯号与计数器的清零端相连接,即可控制其的可否正常工作.从而让输出的kk为高电平,如许在kk与产生的旌旗灯号脉冲进行与运算的时刻就取决于产生的脉冲旌旗灯号.如许产生的脉冲旌旗灯号又恢复成为有用的脉冲旌旗灯号,使计数器正常的计数工作.4 体系调试单个元件的调试数码管共阴,共阳的检测：在proteus的仿真软件中将数码管的的a,b,c,d,e,f,g的随意率性一段或者几段置于高电平,数码管剩下的另一管脚置于低电平,假如数码管发亮且输出的字符是对应输入的字符的,那么此数码管为共阴数码管.假如数码管不亮,没有反响则解释数码管是共阳的数码管.时钟电路的调试将晶体振荡器电路产生的旌旗灯号脉冲经由过程proteus软件进行仿真.1，将仿真的示波器记到晶体振荡电路的波形的输出端,在示波器上显示出波形旌旗灯号的频率为32768HZ.2，再将仿真的示波器接到经由CD4060分频器后的输出端,得到的输出波形旌旗灯号的频率为2HZ.3，最后将仿真里面的示波器接到二分频器后的输出端得到的旌旗灯号波形的频率为1HZ即为全部设计须要的尺度基旌旗灯号.计数电路的调试在秒计数器上参加一个尺度的1HZ脉冲旌旗灯号,在proteus仿真软件长进行计数器的精确计数的调试.这部分重要调试的是“秒”计数器,“分”计数器的60进制得到调试,当“秒”或“分”的计数达到“59”时,“秒”或者“分”可以或许精确的清零并向前一计数器进位.其数码管的显示如图十八：图十八：时光的精确显示5 体系功效和指标参数5.1 体系功效该电路重要实现了时光的精确计数,在设计中将计数器74LS160与译码器CD4511,计数器74LS160和译码器74LS138,分频器与晶体振荡电路有用的分散在了一路,得到比较精确的时光显示.此外,加上三个按键的设置,便利了人们随时对时光的调剂,从而更好的控制时光.1．基旌旗灯号的频率1HZ2.电路供电+5v3设计总结和领会本次课程设计经由为期2周的不懈尽力,今朝根本达到了预期的请求,可以或许精确的以一秒为周期的在数码管上显示时光,并且三个按键也能精确的实现它们各自的功效,让人们能很好的调节时光.在设计中所采取的各个芯片都在运行很好的实现了它们各安闲设计中的功效感化.全部设计的道理简略,靠得住机能高,成本低,功效很轻易实现,并且实现的后果也异常的优越.因为此次设计是在放假时代自力完成的,所以在各模块之间的连接上,以及某些参数的肯定上可能还消失必定的问题.但经由过程此次设计,收成也颇多.总体上来说此次设计电路道理其实不难,但是在设计进程固然许多器械本身明确该那么做,但是在真正的应用中倒是其实是无从下手,碰到的许多小问题比本身想象中的要庞杂得许多,让本身疑惑是不是斟酌错了或者是走错了偏向.在设计中,许多芯片的功效是本身不是很熟习的,不合芯片之间的连接更是让本身觉得生疏.比方,在晶体振荡电路中产生的32768HZ的旌旗灯号与分频器CD4511的链接,分频的道理对当时设计本身来说是很隐约的,但是经由过程讯问同窗和先生后让本身对分频的道理有了懂得,并且还从许多的办法中选择了32768HZ的晶体振荡器和CD4511分频器来产生尺度的基旌旗灯号.在计数器的选择上,固然本身对这部分比较熟习,但是当真正的接触它时,才知道许多的器械不是本身想象中的那样轻易,许多的小错误就让本身觉得寸步难行.经由过程不竭的查阅材料懂得选择了十进制的74LS160实现了精确的计数功效.在按键部分,这是全部设计让我受益最多的部分,按键部分是本身在设计最后才做的部分,刚开端真的是无从下手,感到斟酌的器械许多,并且许多的器械本身又不会.在先生和同窗的帮忙下才让本身有了一个比较清楚的思绪,在设计中将计数器74LS160和译码器74LS138有机的联合来实现了三个按键的根本功效.经由过程此次的设计让本身熟习了许多器械,学会了许多器械,进修了本身已经学过的器械,也进修了本身没有接触过的器械.对计数器74LS160,译码器74LS138,CD4511,分频器CD4060都有了一个很清楚的熟习.同时不单对此次设计中应用到的芯片本身有了懂得,对其他得芯片如：74LS190,74LS161,触发器等也有懂得和熟习,对设计中的芯片的其他功效也有所懂得,如：计数器在必定的时刻也可以做为分频器应用等.此次为期两周的课程设计,让我对各类电路有所懂得,也让我懂得了关于数字时钟的道理和设计理念.经由过程本身的亲手实践,才让我熟习到本身的缺少.所以说,坐而言不如立而行,对于这些电路和连接照样须要本身亲手的现实操纵才会真正的懂得和控制,才会有深入的印象.致谢在这里我起首要感激我们这组的指导先生林竟力先生对我们的设计进程中的仔细指导.在设计和论文写作进程中,得到了先生的指导和点拨,使得我的理论和实践操纵才能都得到了进步.同时也要感激我们这和我一路合作的组员以及在我设计进程中碰到问题就教的同窗,他们的虚心帮忙和提示也是让我的设计能顺遂的完成的重要原因之一.【参考文献】[1] 康华光.[2]康华光.附录数字电子钟电路总图数字电子钟的总电路图。

简易数字钟设计摘 要 本文针对简易数字钟的设计要求，提出了两种整体设计方案，在比较两个方案的优缺点后，选择了其中较优的一个方案，进行由上而下层次化的设计，先定义和规定各个模块的结构，再对模块内部进行详细设计。

详细设计的时候又根据可采用的芯片，分析各芯片是否适合本次设计，选择较合适的芯片进行设计，最后将设计好的模块组合调试，并最终在EWB 下仿真通过。

关键词 数字钟，EWB ，74LS160，总线，三态门，子电路一、引言：所谓数字钟，是指利用电子电路构成的计时器。

相对机械钟而言，数字钟能达到准确计时，并显示小时、分、秒，同时能对该钟进行调整。

在此基础上，还能够实现整点报时，定时报闹等功能。

设计过程采用系统设计的方法，先分析任务，得到系统要求，然后进行总体设计，划分子系统，然后进行详细设计，决定各个功能子系统中的内部电路，最后进行测试。

二、任务分析：能按时钟功能进行小时、分钟、秒计时，并显示时间及调整时间，能整点报时，定点报时，使用4个数码管，能切换显示。

总体设计本阶段的任务是根据任务要求进行模块划分，提出方案，并进行比较分析，最终找到较优的方案。

方案一、采用异步电路，数据选择器将时钟信号输给秒模块，秒模块的进位输给分模块，分模块进位输入给时模块，切换的时候使用2选1数据选择器进行切换，电路框图如下：该方案的优点是模块内部简单，基本不需要额外的电路，但缺点也很明显，该方案结构不清晰，模块间关系混乱，模块外还需使用较多门电路，不利于功能扩充，且使用了异步电路，计数在59的时候，高一级马上进位，故本次设计不采用此方案。

方案二、采用同步电路，总线结构时钟信号分别加到各个模块，各个模块功能相对独立，框图如下： 显示 切换秒钟分钟 小时 控制1Hz 脉冲信号闹钟该方案用总线结构，主要功能集中在模块内部，模块功能较为独立，模块间连线简单，易于扩展，本次设计采用此方案。

综上所述，本次设计采用方案二。

秒计数和分计数为60进制，时计数为24进制，为了简化设计，秒和分计数采用同一单元。

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。

基于Proteus的数字电子钟的设计与仿真一、设计目的与要求 (1)二、设计内容与方案制定 (1)三、芯片简介 (1)1、AT89C52 (1)2、AT24C02 (2)四、设计步骤 (3)1、硬件电路设计 (3)1.1.硬件电路组成框图 (3)1.2.各单元电路及工作原理 (3)1.3.绘制原理图 (5)1.4.元件清单列表 (6)2、程序设计 (7)2.1程序流程 (7)2.2主程序 (9)2.2.源程序 (10)五、调试与仿真 (22)六、心得体会 (23)七、参考文献 (23)一、设计目的与要求设计目的:通过课程设计，培养学生运用已学知识解决实际问题的能力、查阅资料的能力、自学能力和独立分析问题、解决问题的能力和能通过独立思考。

设计要求:设计一个时、分可调的数字电子钟、断电后将数据保存，开启后时间将从断电后时间继续行走。

二、设计内容与方案制定具有校时功能，按键控制电路其中时键、分键六个键分别控制时、分时间的调整。

按下小时数实现对小时数加减，按下分钟数实现对分钟数进行加减，并设置有复位键，启始键。

以AT89C51单片机进行实现秒、分、时上的正常显示和进位，其中显示功能由单片机控制共阴极数码管来实现，数码管进行动态显示。

通过AT24C02分别写入时、分、秒数据在断电后实现保存，在下次通电后将数据读出保持为断电前数据。

三、芯片简介1、AT89C52AT89C52是一个低电压，高性能CMOS8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），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系2、AT24C02AT24C02支持I2C，总线数据传送协议I2C，总线协议规定任何将数据传件为接收器。

数据传送是由产生串行时钟和所有起始停止信号的主器件控制的。

主器件和从器件都可以作为发送器或接收器，但由主器件控制传送数据（发送或接收）的模式，由于A0、A1和A2可以组成000~111八种情况，即通过器件地址输入端A0、A1和A2可以实现将最多8个AT24C02器件连接到总线上，通过进行不同的配置进行选择器件。

基于Multisim 9的数字电子钟设计与仿真作者：罗映祥来源：《现代电子技术》2010年第09期摘要:数字电子钟广泛应用于各个公共场所,其电路设计的一般方法是连线多而杂,不便于理解其电路构成。

利用中规模集成电路,设计了数字电子钟,由于采用了层次电路设计方法,将其分成各个单元电路设计成层次块,最后将各层次块连线成整机电路,连线美观,便于理解各单元电路功能,其整机电路功能也一目了然。

关键词:数字电子钟; 层次电路; Multisim 9; 集成电路中图分类号:TP319;TN79+1 文献标识码:A文章编号:1004-373X(2010)09-0184-03Design and Simulation of the Digital Electronic Clock Based on Multisim 9LUO Ying-xiang(School of Physics and Electronic Engineering, Chongqing Three Gorges University, Chongqing 404000, China)Abstract:Digital electronic clock is widely used in various public places, the general methods of circuit design make the connection complex, and are difficult to understand construction of the circuit. The digital electronic clock is designed by medium-scale integrated circuits, the hierarchical circuit design method is used to divid various cell-level circuit design into blocks, connect blocks of all levels into the machine circuit. It has artistic connection, and is easy to understand each unit circuit functions.Keywords: digital electronic clock; hierarchical circuit; Multisim 9; integrated circuit数字电子钟是用数字集成电路构成并有数字显示特点的一种现代计数器,与传统的机械计时器相比,它具有走时准、显示直观、无机械磨损等,因而广泛应用于车站、码头、商店等公共场所。

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。

EDA数字钟实验报告EDA实验EDA实验数字钟一．实验任务用FPGA器件和EDA技术的设计已知条件:XXX软件XXX实验开发装臵基本功能:1.以数字形式显示时，分，秒的时间；2.小时计数器为24进制；3.分，秒计数器为60进制；多功能数字电子钟设计：输入变量：时钟CPS，直接清零RD；输出变量：小时H[7..4]、H[3..0]为8421BCD码输出，其时钟为CLK；分计时M[7..4]、M[3..0]为8421BCD 码输出，其时钟为CPM;秒计时S[7..4]、S[3..0]为8421BCD码输出，其时钟为CLK;RD为清零信号等。

二.仿真与波形1.60进制原理图如下;其仿真波形如下：2.24进制原理图如下：其仿真波形如下：3.数字钟的整个电路图如下：逻辑电路说明：由电路分析得知，多功能数字电子钟最基本的计时电路在CLK（秒）时钟作用下，电路输出变量为H[7..0]，M[7..0]及S[7..0]，按8421BCD码正常走时，电路为异步时序逻辑电路4.数字电子钟的仿真波形如下:仿真波形分析及结论：由仿真波形分析得知在CLK（秒）时钟作用下，电路正常走时。

分析过程完全符合多功能数字电子钟最基本的计时功能，逻辑电路设计正确。

三.感想：这次的课程设计的内容是《EDA多功能数字钟》，这次课程设计验我花了两个上午的时间。

虽然我是顺利的完成了任务，但是在实验中我还是发现了自己存在的一些问题。

在课程设计中我经常做完上一步就忘记了下一步该怎么做，总是一边看老师的课件一边做，这样一来浪费了不少时间，这是由于我对软件的操作不熟练的缘故，因此我觉得我应该在今后的日子里多练习一下这个MA_+PLUS软件，做到在以后的学习及工作中能利用这个软件快速的正确的完成任务。

在实验中我还经常出现掉步骤的现象，比如经常忘记“指向当前文件”，从而导致得到的结果是错误的甚至根本就得不到结果，这全都是因为粗心大意造成的。

在今后的日子里我会努力的去改掉这个毛病，从而高质量的完成老师交给我的各项任务!。

方案二:AT89S52是一个低消耗，高性能CMOS8为单片机，片内含4kBytes ISP的可反复撰写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.
Philips公司以其在嵌入式应用方面的巨大优势,将MCS—51从单片机微型计算机发展到微控制器。因此，当我们回顾嵌入式系统发展道路时，不要忘记Intel和Philips的历史功绩.
嵌入式系统
单片机是嵌入式系统的独立发展之路，向MCU阶段发展的重要因素，就是寻求应用系统在芯片上的最大化解决；因此，专用单片机的发展自然形成了SoC化趋势。随着微电子技术、IC设计、EDA工具的发展，基于SoC的单片机应用系统设计会有较大的发展.因此，对单片机的理解可以从单片机微型计算机、单片微控制器延伸到单片机应用系统。
第二章
2.1
单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管它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、复杂的输入系统集成在一块芯片上。
从节省单片机芯片I/O口和降低能耗的角度出发,本数字电子钟数码管显示选择采用方案二.
3.3
1.电源电路
本数字电子钟设计所需电源电压为直流、电压值大小为5V的电压源。从硬件实物设计简易程度与经费方面考虑,用两节电压值为2.5V干电池与电路电压源引脚相连接即可达到硬件设计要求。即本数字电子钟设计用两节电压值大小2。55V干电池做硬件电路电压源。

EDA设计（II）实验报告-数字电子钟实验报告：数字电子钟一、实验目的本实验旨在通过使用EDA设计软件，设计并实现一个具有时、分、秒功能的数字电子钟。

通过学习使用EDA工具，掌握数字电路设计的基本步骤和技巧，培养实践能力和创新思维。

二、实验原理数字电子钟是一种以数字形式显示时间的装置，它利用了时、分、秒的计时原理。

核心部分包括一个时钟发生器，用于产生标准时间信号，以及一个计数器，用于对时间进行计数并显示。

此外，还需要一些控制逻辑来控制时、分、秒的进位和显示。

三、实验步骤1.设计准备：在开始设计之前，首先明确设计要求和功能。

考虑到实验的复杂性和可实现性，我们采用最简单的电路结构，即基于计数器和译码器的数字电子钟。

2.绘制电路图：使用EDA设计软件（如Quartus II）绘制电路图。

首先创建新项目，然后添加必要的元件（如74LS192计数器、74LS248译码器等），并根据设计要求连接元件。

3.编写程序：使用硬件描述语言（如VHDL或Verilog）编写计数器和译码器的程序。

确保程序能够实现所需的功能，并进行仿真测试。

4.编译和下载：将程序编译成可下载的配置文件，然后下载到FPGA开发板上。

5.硬件测试：连接开发板到PC，启动程序，观察数字电子钟的显示情况。

检查时间是否准确，各部分功能是否正常。

6.性能评估：对数字电子钟的性能进行评估，包括计时精度、稳定性等指标。

根据评估结果对设计进行优化。

四、实验结果与分析1.设计结果：经过上述步骤，我们成功地设计并实现了一个基于FPGA的数字电子钟。

通过EDA软件和硬件描述语言，我们实现了计数器和译码器的功能，并完成了程序的编写和下载。

2.性能分析：经过测试，我们的数字电子钟具有较高的计时精度和稳定性。

时间显示准确，各部分功能正常。

这表明我们的设计是成功的。

3.优化方向：虽然我们的数字电子钟已经具有较好的性能，但仍有一些方面可以优化。

例如，可以考虑添加更多的功能，如闹钟、温度显示等；也可以进一步优化电路结构，降低成本和提高性能。

基于Multisim的数字时钟仿真设计
Multisim是由National Instruments公司推出的一款仿真电路设计软件，其功能强大、界面友好，能帮助工程师更好地模拟电子电路。

本文介绍了在Multisim中进行数字时钟仿真设计的基本步骤。

在制作数字时钟之前，首先需要进行电路设计，具体步骤如下：
1、确定时钟的频率。

为了使Multisim能正常工作，必须确定正确的输入频率。

2、在Multisim中设置时钟电路。

在Multisim中，可以选择运放IC作为时钟电路的组件，并在模拟真实电路中调节不同的参数，比如时钟信号的频率和阻抗。

4、将时钟信号输出到外部仪器。

当仿真结果符合预期时，就可以将时钟信号输出到仪器中，进行更进一步的测试。

以上就是在Multisim中进行数字时钟仿真设计的基本流程，它能够帮助工程师更好地掌握设计思想，让电路设计更加容易和准确。

物理与电子工程学院课程设计题目:数字电子钟专业电子信息工程班级12级电信三班学号学生姓名李长炳指导教师张小英张艳完成日期：2013 年7月数字电子钟前言：数字钟是一个将“时”、“分”、“秒’’显示于人的视觉器官的计时装置。

它的计时周期为24小时，显示满刻度为23时59分59秒，另外应有校时功能和报时闹铃等功能。

一、基本原理主体电路1.1 振荡电路晶体振荡器的作用是产生时间标准信号。

我采用由门电路或555定时器构成的多谐振荡器作为时间标准信号源。

本系统中的振荡电路选用555定时器构成的多谐振荡器，见图1。

多谐振荡器的振荡频率可由式估算。

2图11.2 时、分、秒显示电路模块设计①秒的产生采用74LS160产生60进制的加法计数器，输出端Q0,Q1，Q2，Q3分别接到七段数码管的相应的各端，由上图的555产生的秒脉冲链接秒的两个160的cp，第一片的进位来控制第二片的EP,ET来构成秒。

如下图所示图2注意：两个CP都是连接到555的输出。

4②分的产生采用74LS160产生60进制的加法计数器，输出端Q0,Q1，Q2，Q3分别接到七段数码管的相应的各端，由上图的秒产生的进位连接秒的两个160的cp，第一片的进位来控制第二片的EP,ET来构成秒。

如下图所示图3注意：两个CP都是连接的秒的进位的输出。

③小时的产生采用74LS160产生24进制的加法计数器，输出端Q0,Q1，Q2，Q3分别接到七段数码管的相应的各端，由上图的分产生的进位连接秒的两个160的cp，第一片的进位来控制第二片的EP,ET来构成秒。

如下图所示图4注意：两个CP都是连接的秒的进位的输出。

61.3闹钟我设置的闹钟是00:03响的。

会响一分钟，采用与非门和或门组成的电路。

可以得出以下的电路图当达到00:03时就开始响，当不是00:03是就停止了，喇叭一端节地。

仿真图如下所示。

图51.4整点报时整点报时就是当达到了整点的时候就开始响，我设计的是响10秒钟的报时。

“ ” 年 为例 ， 字模为 ０ Ｈ，Ｆ １ Ｈ，Ｆ ０ Ｈ，Ｆ ０ Ｈ，２ ． 其 ８ ０ Ｈ，２ Ｏ Ｈ，Ａ １ Ｈ，２ ０ Ｈ
虽然 Ｄ １０ Ｓ ３ ２时钟 芯 片能提 供实 时星 期数据 ，但 为 了按 键调 时环 节 能依据 年 月 日 自动调 整更 新星
期， 引入 了星期 的计算 ， 流程 图见 图 ４星期算法 可采用 以下表 达式 ： ．
间调 整完 毕 。主控 模 块又 将 重新 读 取 实时 时
主 控模 块
㈢ Ｉ示路 显电 ｌ
键 扫 描 电路
时电 －－ 钟路ｋ ＞
图 １ 系统 框 图
钟 信 息 ．主 控 模 块 可 选 用 Ａ ＭＥ Ｔ Ｌ公 司 的 Ａ ８ Ｃ ２单片机 ； Ｔ９５ 时钟 电路 芯 片选 用 Ｄ Ｌ Ａ Ａ ＬＳ 公 司 的涓流充 电时钟芯 片 Ｄ １０ ， 电源供 电、 Ｓ３ ２ 双 功耗低 、 时精度 高 ； 计 显示 模块 采用 字符 型 Ｌ Ｄ ６ ２液 Ｃ １Ｏ
８ Ｈ 字 符 串 以表 格形 式 存 放在 单 片 机 的 Ｒ Ｍ 中 ， １． Ｏ 通过 查 表指 令
ＭＯ Ｃ Ａ， ＋ Ｐ Ｒ读取 相应 字符 的代码 ，再 调用写 数据 到液 晶 Ｖ ＠Ａ Ｄ Ｔ 子 程序完 成字符 串的正 常显示 ， 写数据 操作 之前也 需检测 忙标志 ． ２３ ．， 主程序 ２ 程序 主体部 分 主要 进行 Ｄ １０ Ｓ ３ ２时钟 芯片 的实 时
２２３ 显示 模块 Ｌ Ｄ ６ ２ Ｃ １ ０ ．． Ｃ １ ０ Ｌ Ｄ ６ ２字 符型 液 晶显示 器分 为 带背 光 （６脚 ） １ 和无 背光 （４脚 ） 种 ， 控 １ 两 基
制器 大多 为 Ｈ ４ ７ ０ＨＤ ４ ８ Ｄ ４ ８ ． ４ ７ ０内置 了 Ｄ Ｒ Ｍ、 Ｇ ０ 和 Ｃ Ａ Ｄ Ｒ Ｄ Ａ ＣＲ Ｍ ＧＲ Ｍ．Ｄ ＡＭ 用 于显示 数据 ，地 址 范 围 为 ０ Ｈ～ ７ ０ ２ Ｈ和 ４ Ｈ ６ Ｈ， ８ ０ ～ ７ 共 ０个字 节 ， 两行 显 示 ．Ｇ Ｏ 为 内部 自带 字符 发 生存 储 器 ， 储 了 １ ０ 分 Ｃ Ｒ Ｍ 存 ６ 个不 同的点 阵字 符 图形 。 中字 符代 码 ０ Ｈ Ｏ Ｈ 为 Ｃ Ａ 用 于用 户 自定 义 的字 符 图形 ．Ｃ １０ 其 ０ ～Ｆ ＧＲ Ｍ， Ｌ Ｄ ６ ２的

资料范本本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载数字时钟的Multisim设计与仿真地点：__________________时间：__________________说明：本资料适用于约定双方经过谈判，协商而共同承认，共同遵守的责任与义务，仅供参考，文档可直接下载或修改，不需要的部分可直接删除，使用时请详细阅读内容电子电路Multisim设计和仿真学院：专业和班级：姓名：学号：数字时钟的Multisim设计和仿真一、设计和仿真要求学习综合数字电子电路的设计、实现和调试1. 设计一个24或12小时制的数字时钟。

2. 要求：计时、显示精确到秒；有校时功能。

采用中小规模集成电路设计。

3. 发挥：增加闹钟功能。

二、总体设计和电路框图1. 设计思路1).由秒时钟信号发生器、计时电路和校时电路构成电路。

2).秒时钟信号发生器可由555定时器构成。

3).计时电路中采用两个60进制计数器分别完成秒计时和分计时；24进制计数器完成时计时；采用译码器将计数器的输出译码后送七段数码管显示。

4).校时电路采用开关控制时、分、秒计数器的时钟信号为校时脉冲以完成校时。

2. 电路框图分计数器时计数器秒计数器译码器译码器译码器校时电路秒信号发生器数码管显示数码管显示数码管显示图1. 数字钟电路框图三、子模块具体设计1. 由555定时器构成的1Hz秒时钟信号发生器。

由下面的电路图产生1Hz的脉冲信号作为总电路的初输入时钟脉冲。

图2. 时钟信号发生电路2. 分、秒计时电路及显示部分在数字钟的控制电路中，分和秒的控制都是一样的，都是由一个十进制计数器和一个六进制计数器串联而成的，在电路的设计中我采用的是统一的器件74LS160D的反馈置数法来实现十进制功能和六进制功能，根据74LS160D的结构把输出端的0110（十进制为6）用一个与非门74LS00引到CLR端便可置0，这样就实现了六进制计数。

由两片十进制同步加法计数器74LS160级联产生，采用的是异步清零法。

数字电子钟的设计与仿真摘要：本文介绍了一种数字电子钟的设计与仿真。

数字电子钟的设计涉及到模拟电子技术与数字电子技术。

其中，绝大部分是数字部分：逻辑门电路、数字逻辑表达式、计算真值表与逻辑函数间的关系、编码器、译码器显示等基本原理。

是典型的时序逻辑电路，包含了计数器、二进制数、八进制数、十六进制、二十四进制、十进制数的概念。

关键词：数字电子钟；振荡器；计数器；时序逻辑电路；校正；报时中图分类号：tp311.521数字电子钟概述数字电子钟的逻辑框图1-1所示。

它由555集成芯片构成的振荡电路、分频器、计数器、显示器组成。

555集成芯片构成的振荡电路产生信号经过分频器作为秒脉冲，秒脉冲送入计数器，计数结果通过“日”、“时”、“分”、“秒”译码器显示时间。

图1-1数字电子钟的逻辑框图工作原理：振荡器产生的稳定的高频脉冲信号，作为数字钟的时间表基准，它将时标信号送到分频器，再经过分频器输出标准秒脉冲，即将时标信号分成每秒一次的方波信号。

秒信号送入计数器进行计数，秒计数计满60后向分。

2单元模块2.1电源模块。

电源电路如图2-1所示，220v交流电经变压器变为9v交流电，后经整流(全波整流)、滤波(470μf电容)、稳压(w7805)输出+5v直流电。

图2-1给出了电源电路。

在变压器次级交流电压为正半周时，即a为正b为负时，二极管、导通，、截至。

电流流过的路径是：从a点出发，经二极管、负载，再经回到b点。

如图2-1实线所示。

若忽略二极管的正向压降，可以认为上的电压≈。

当为负半周，即a为负b为正时，二极管、导通，、截至。

图2-1稳压源电路电流的通路是从b点出发，经、负载回到a点。

如图2-1中虚线所示。

若忽略二极管的正向压降 =- 。

从图上看出，无论的正、负半周如何变换，流经的电流方向始终不变，即由c→d。

四只二极管中对应桥臂上的两只为一组，两组轮流导通。

在负载上，即可得到全波脉冲的直流电压和电流。

因为这种整流属于全波整流类型。

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。