电子时钟课程设计_数电课程设计数字电子时钟的实现

[数电课程设计数字电子时钟的实现] 电子时钟课程设计课程设计报告设计题目：数字电子时钟的设计与实现班级：学号：姓名：指导教师：设计时间：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Multisim7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，定点报时。

由于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。

关键词：数字钟，组合逻辑电路，时序电路，集成电路目录摘要 (1)第1章概述············································3第2章课程设计任务及要求·······························42.1设计任务············································42.2设计要求············································4第3章系统设计··········································63.1方案论证············································63.2系统设计············································63.2.1结构框图及说明·································63.2.2系统原理图及工作原理···························73.3单元电路设计········································83.3.1单元电路工作原理·······························83.3.2元件参数选择···································14第4章软件仿真·········································154.1仿真电路图··········································154.2仿真过程············································164.3仿真结果············································16第5章安装调试··········································175.1安装调试过程········································175.2故障分析············································17第6章结论···············································18第7章使用仪器设备清单··································19参考文献·················································19收获、体会和建议·········································20第1章概述数字集成电路的出现和飞速发展，以及石英晶体振荡器的广泛应用，使得数字钟的精度稳定度远远超过了老式的机械表，用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的数字钟在数字显示方面，目前已有集成的计数、译码电路，它可以直接驱动数码显示器件，也可以直接采用才COMS--LED光电组合器件，构成模块式石英晶体数字钟。

《数字电子技术》课程设计数字电子钟姓名院系班级学号时间2011年06 月10 日目录摘要 IINTRODUCTION (II)1数字电子钟设计方案 (1)1.1设计思想 (1)1.2简单数字电子钟的模块划分 (1)1.3设计要求 (1)2系统设计 (2)2.1设计总图 (2)2.2分秒功能60进制计数器 (3)2.3时功能 24进制计数器 (3)2.4校时电路 (4)2.5译码显示电路 (5)3仿真 (6)3.1仿真图 (6)3.2仿真过程 (7)3.3仿真结果 (8)4结论 (8)参考文献 (10)摘要数字电子钟是一种用数字显示秒﹑分﹑时的记时装置，与机械钟相比，具有走时准确﹑直观等优点，所以得到了广泛的应用。

数字电子钟在生活中很常见，例如家里的电子钟，各车站里面的电子钟等。

本课程设计要用通过简单的逻辑芯片实现数字电子钟。

用74LS160(10进制同步计数器)和各种与或非电路等连接成60和24进制的计数器,再通过七段数码管显示，构成了简单数字电子钟，并且实现电子钟的功能。

关键词：数字电子钟；74LS160十进制同步计数器；七段数码显示管INTRODUCTIONDigital electric clock is a kind of digital display second, points, the timing device, and when ZhongXiang machinery, with accurate than walking, intuitive and other advantages, so a wide range of applications, in the life is very common, such as the electric clock at every station at home, the inside of the electric clock, etc.The course is designed to use through the simple logic chip implemented digital electric clock. In 74 LS160 (10 into the synchronous counter) and various and or the circuit connected into 60 and 24 into the system, and then through the seven counter for digital pipe display, constitute the simple digital electric clock, and to realize the function of the electric clock.KEYWORDS: Digital electric clock; 74 LS160 decimal synchronous counter; These seven XianShiGuan digital数字电子钟1数字电子钟设计方案1.1设计思想要想构成数字电子钟，首先要有一个信号源，信号通过计数电路再经过显示电路显示出来。

《电子技术》课程设计报告-数字电子钟设计一、背景介绍数字电子钟是一个实时的计时器，它可以按照设定的时刻精确地表示时间。

它使用微处理器和时钟芯片来处理时间。

因此，它可以被视为一个微处理器系统，系统中含有存储器、计数器、报警功能等。

最新的电子时钟如石英钟使用特制石英晶片来制定时钟。

由于石英可以产生完美的电振动，因此可以更准确地检测时钟改变。

二、数字电子钟的设计原理1、时钟驱动电子时钟的操作需要一定的时间和精度，主要是依靠特殊的驱动器来实现的。

驱动器有石英、硅、力学和光学等多种。

其中石英芯片是电子时钟的核心部件并且最常用。

可以让电子时钟每秒产生32千分之一秒的精度。

2、晶振电路晶体振荡器电路是将电能转换成振荡信号和时钟信号的基础电路。

在电子时钟中，晶振电路可以将3.3V的DC电源转换成正弦波信号。

3、控制电路控制电路是接收电子时钟信号，并将其转换为可读取的数字信号的电路。

它通过检测当前的时钟值与它预设的标准值，来决定是否需要重新设定。

4、显示电路为了使时间显示准确，显示电路需要有一定的能力，它可以将控制电路经过变换后的数字转化为可视的数字或符号信号，比如LED。

我们首先使用PIC16F628A微控制器来控制数字电子钟，PIC16F628A是一款常用的单片机，在实现数字电子钟的最基本功能时天然的具有很多优势，即具有丰富的I/O口及高性能的CPU。

而在驱动这个数字电子时钟时，我们选择了普通的石英晶振，其工作电压为3.3V，频率为32.768kHz。

它的作用是将电源电压转换成正弦波信号，然后此信号可以被PIC单片机读取，从而实现全电子时钟功能。

在处理每秒钟走过的时间时，我们使用计数器根据晶振输入的时钟信号逐渐计数，而当计数器计数到一定值时，PIC单片机就知道一秒的时间已经过去，然后继续进行计算.最后，我们选用一个4位共阳极数码管来将这些数据转化为显示数字的动作，它从数据地址上读取数据，然后一次送到一位，就可以实时显示电子时钟的实时时间。

数电课设--数字钟的设计摘要：该设计主要是设计一种基于数字电路实现的数字钟，用于显示当前时间，同时设计一个简单的时间调整系统来实现对数字钟的时间调整。

本设计实现了数字钟的时间显示、时间调整等功能，具有简单、实用等优点。

关键词：数字钟、计数器、时间调整系统一、引言数字钟是一种时钟显示设备，它可以在显示面板上显示当前时间，数字钟的普及改变了人们观念上的关于时间知识的变革。

本课设就是要通过设计一个数字钟，来综合应用我们所学的数字电路知识，通过数字电路的设计实现时间的显示及调整。

二、数字钟的设计原理数字钟的设计离不开计数器和定时器，计数器的作用是进行计数操作，进而对时间进行处理，定时器的作用是用来控制计数器的计数和复位，使其能够按照固定的时间序列不断进行计数。

数字钟的显示部分采用数码显示管显示当前时间，数码显示管显示的时间单位有小时、分钟和秒。

三、数字钟的设计方案数字钟的设计方案可以分为两部分，一部分是计数器及定时器的设计，另一部分是时间调整系统的设计。

下面分别进行介绍。

（一）计数器及定时器的设计计数器采用7474型D触发器进行设计，二进制计数器采用模8计数模式，带有异步复位功能。

其中，D触发器的Vcc接+5V电源，GND接地，CLK接定时器的输出，D接Q的输出，Q接下一级触发器D端。

计数器采用8253/8254型定时器，应该根据标准时钟的频率和预置值计算计数器的频率和复位时间。

时间调整功能通常是通过8255接口芯片实现。

（二）时间调整系统的设计时间调整系统通过单片机实现，主要实现以下功能：上下键切换修改时间单位、按键快速调整修改时间数字、按键高频稳定范围设置、判断闹钟是否开启、日历选择等。

四、数字钟的实现数字钟的实现可以参考实验教材进行，实现前需要明确以下几点：1. 根据实际需求确定数字钟的参数：例如显示的时间格式，以及是否需要设置闹钟等。

2. 设计好数字钟的原理图，并选择适合的元件进行接线。

3. 进行电路调试和测试，对电路进行稳定性测试等。

ewb电子时钟课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解ewb软件的基本操作流程，掌握电子时钟的设计原理和电路搭建方法。

2. 学生能够解释电子时钟的各个部分功能，如晶振、计数器、显示电路等，并了解它们在时钟运行中的作用。

3. 学生掌握二进制和十进制的转换方法，并能够应用于电子时钟的显示部分。

技能目标：1. 学生能够运用ewb软件设计一个简单的电子时钟电路，并进行仿真测试。

2. 学生通过小组合作，培养团队协作能力和问题解决能力，能够共同完成电子时钟的设计和调试。

3. 学生能够运用所学知识，进行简单的电路故障排查和修正。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子技术的兴趣，激发探索精神和创新意识。

2. 学生在学习过程中，树立正确的价值观，认识到科技发展对生活的影响，增强社会责任感。

3. 学生通过课程学习，培养细心、耐心和严谨的科学态度，提高自我管理和自主学习能力。

本课程针对初中年级学生，结合电子技术学科特点，注重实践操作和理论知识相结合。

在教学过程中，关注学生个体差异，鼓励学生积极参与，充分调动学生的主观能动性。

通过课程学习，使学生能够掌握电子时钟的基本原理和设计方法，培养实际操作能力，提高学生的科学素养。

二、教学内容本章节教学内容围绕电子时钟的设计与制作，结合课程目标，具体安排如下：1. 电子时钟原理介绍：讲解时钟的基本工作原理，包括晶振的作用、计数器的工作方式以及显示电路的原理。

2. ewb软件操作：介绍ewb软件的基本功能与操作方法，使学生能够熟练使用软件进行电路设计与仿真。

3. 电路元件认识：学习电子时钟所需的主要元件，如晶振、计数器、显示器件等，并了解它们的功能和特性。

4. 电路设计与搭建：根据电子时钟原理，指导学生运用ewb软件设计时钟电路，并进行仿真测试。

5. 二进制与十进制转换：学习二进制与十进制的转换方法，并应用于电子时钟的显示部分。

6. 电路调试与故障排查：教授学生如何对设计的电子时钟进行调试，找出并解决问题。

数字电路课程设计报告课程名称数字电路技术基础设计题目数字电子钟的设计所学专业名称电子信息工程班级2008级电信（2）班学号2008210139学生姓名司浩指导教师吕承启2010年6月20 日数字电子技术课程设计报告一、设计目的数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与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，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。

数字钟从原理上讲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，我们此次设计与制做数字钟就是为了了解数字钟的原理，从而学会制作数字钟.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实用方法.且由于数字钟包括组合逻辑电路和时叙电路.通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法.二、设计要求（1）设计指标①时间以12小时为一个周期；②显示时、分、秒；③具有校时功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到标准时间；④计时过程具有报时功能，当时间到达整点前10秒进行蜂鸣报时；⑤为了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。

（2）设计要求①画出电路原理图（或仿真电路图）；②元器件及参数选择；（3）制作要求：自行装配和调试，并能发现问题和解决问题。

（4）编写设计报告写出设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。

三、原理框图1．数字钟的构成数字钟实际上是一个对标准频率（1HZ）进行计数的计数电路。

由于计数的起始时间不可能与标准时间（如北京时间）一致，故需要在电路上加一个校时电路，同时标准的1HZ时间信号必须做到准确稳定。

通常使用石英晶体振荡器电路构成数字钟。

（a）数字钟组成框图2．晶体振荡器电路晶体振荡器电路给数字钟提供一个频率稳定准确的32768Ｈz的方波信号，可保证数字钟的走时准确及稳定。

不管是指针式的电子钟还是数字显示的电子钟都使用了晶体振荡器电路。

.《数字电子技术》课程设计报告设计题目: 数字钟班级学号：1407080701221 1407080701216 1407080701218学生：志强企海清指导教师：周玲时间：2016.6.15-2016.6.16《数字电子技术》课程设计一、设计题目：数字钟的设计一、设计任务与要求：1.时钟显示功能，能够以十进制显示“时”、“分”、“秒”。

其中时为24进制，分秒为60进制。

2. 其他功能扩展：（1）设计一个电路实现时分秒校准功能。

（2）闹钟功能，可按设定的时间闹时。

（3）设计一个电路实现整点报时功能等。

在59分51秒、53秒、55秒、57秒输出750Hz 音频信号，在59分59秒时输出1000Hz信号，音频持续1s，在1000Hz荧屏结束时刻为整点。

二、设计方案：数字电子钟由石英晶体振荡器、分频器、计数器、译码器显示器和校时电路组成。

振荡器产生稳定的高频脉冲信号,作为数字钟的时间基准,然后经过分频器输出标准秒脉冲。

秒计数器满60后向分计数器进位,分计数器满60后向小时计数器进位,小时计数器按照“24翻1”规律计数。

计数器的输出分别经译码器送显示器显示。

计时出现误差时,可以用校时电路校时、校分。

三、芯片选定及各单元功能电路说明：实验器材及主要器件（1）CC4511 6片（2）74LS90 5片（3）74LS92 2片（4）74LS191 1片（5）74LS00 5片（6）74LS04 3片（7）74LS74 1片（8）74LS2O 2片（9）555集成芯片1片（10）共阴七段显示器6片（11）电阻、电容、导线等若干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。

目录一、概述 (1)数字钟简介设计目的设计要求二、主要实验器材 (2)三、设计原理及方框图 (3)四、各部分的电路及实现 (5)振荡器电路计数器的设计六十进制电路整点报时电路校时电路五、总体电路图设计 (10)六、安装与调试 (12)七、收获与体会 (12)一、概述1.1数字钟简介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，有力地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，产品更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，而数字式电子钟又有其体积小、重量轻、走时准确、结构简单、耗电量少等优点而在生活中被广泛应用，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，使其完成时间及星期的显示功能。

多功能数字钟采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置。

具有时间显示、走时准确、显示直观、精度、稳定等优点。

电路装置十分小巧,安装使用也方便。

同时在日期中，它以其小巧，价格低廉，走时精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受广大消费的喜爱设计目的（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）. 提高电路布局﹑布线及检查和排除故障的能力；（4）.培养书写综合实验报告的能力设计要求（1）设计一个有“时”、“分”、“秒”（12小时59分59秒）显示，且有校时功能的电子钟。

单片机数字电子钟课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解单片机的基础知识，掌握数字电子时钟的原理和工作流程。

2. 学生能描述单片机编程的基本步骤，特别是与计时相关的指令和程序设计方法。

3. 学生能够解释数字电子钟各部分功能，如时钟电路、显示电路等，并了解它们之间的协作关系。

技能目标：1. 学生能够运用所学的单片机知识，设计并实现一个简单的数字电子钟程序。

2. 学生通过动手实践，提高焊接和电路排错的能力，能够组装和调试电子钟电路。

3. 学生能够利用仿真软件对电子钟程序进行测试和优化，培养问题解决和程序调试技巧。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子制作的兴趣，激发创新意识和探索精神。

2. 通过团队协作完成项目，增强学生的合作意识和沟通能力。

3. 学生在课程学习过程中，能够体验到知识与实践相结合的成就感，培养科学、严谨的学习态度。

分析课程性质、学生特点和教学要求：本课程设计针对高中年级学生，假设他们已具备基础物理知识和一定的编程能力。

课程性质为实践性强的综合设计课，旨在通过单片机数字电子钟的制作，巩固学生的电子技术知识与技能。

课程目标设定时考虑了学生的年龄特点和认知水平，注重理论与实践的结合，鼓励学生动手操作和探究学习，旨在提高学生的综合技术应用能力。

通过具体的学习成果分解，本课程旨在让学生不仅学习到知识，而且能够将知识应用到实际问题的解决中，充分体现课程的实用性和创新性。

二、教学内容1. 单片机基础知识回顾：重点复习单片机的内部结构、工作原理及编程基础，关联教材第二章内容。

2. 数字电子时钟原理：讲解时钟电路、计数器、振荡器等组成部分，对应教材第四章第二节。

- 时钟电路的构成与工作原理- 计数器的作用及其编程方法- 振荡器的种类及其在电子时钟中的应用3. 单片机编程设计：结合教材第三章，介绍编写电子时钟程序所需的指令和编程技巧。

- 基本计时指令的使用- 程序流程图的绘制- 中断处理在电子时钟中的应用4. 电路设计与制作：依据教材第五章，指导学生进行电子时钟的电路设计和组装。

电子时钟课程设计51一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握电子时钟的工作原理和设计方法。

通过本课程的学习，学生将能够：1.知识目标：理解电子时钟的基本构成，包括时钟芯片、显示器、按键等；掌握电子时钟的编程方法，包括定时器、中断、I/O口控制等。

2.技能目标：能够独立完成电子时钟的电路设计，包括元器件的选择、电路连接等；能够使用编程语言进行电子时钟的编程，实现基本功能。

3.情感态度价值观目标：培养学生的创新意识和团队合作精神，提高学生对电子科技的兴趣和热情。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.电子时钟的基本构成和工作原理；2.电子时钟的编程方法，包括定时器、中断、I/O口控制等；3.电子时钟的电路设计，包括元器件的选择、电路连接等；4.电子时钟的实际应用案例分析。

三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法，包括：1.讲授法：讲解电子时钟的基本原理和编程方法；2.讨论法：引导学生进行思考和讨论，提高学生的理解能力；3.案例分析法：分析电子时钟的实际应用案例，帮助学生了解电子时钟的应用场景；4.实验法：让学生动手设计电子时钟电路，提高学生的实践能力。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：电子时钟设计的相关教材，用于引导学生学习；2.参考书：提供电子时钟设计的详细资料，帮助学生深入理解；3.多媒体资料：包括电子时钟的设计视频、图片等，丰富学生的学习体验；4.实验设备：提供电子时钟设计所需的电路板、元器件等，让学生动手实践。

五、教学评估本课程的评估方式包括以下几个方面：1.平时表现：评估学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，占总评的30%；2.作业：评估学生完成的作业质量，包括电路设计、编程等，占总评的30%；3.考试：进行一次电子时钟设计相关的考试，评估学生的知识掌握程度，占总评的40%。

六、教学安排本课程的教学安排如下：1.教学进度：共10次课，每次课2小时；2.教学时间：每周六上午9:00-11:00；3.教学地点：学校实验室。