数字电子钟--数电(带闹钟调节时间和整点报时)

[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。

数字电路课程设计电子数字钟+闹铃数字电路课程设计院系：专业：电子信息工程姓名：学号：完成日期：2021 数字钟的设计一、系统功能概述、系统实现的功能：1、具有“时”、“分”、“秒”的十进制数字显示。

2、具有手动校时、校分、校秒的功能。

3、有定时和闹钟功能，能够在设定的时间发出闹铃声。

4、能进行整点报时。

从59分50秒起，每隔2秒发一次低音“嘟”的信号，连续5次，最后一次为高音“嘀”的信号。

、各项设计指标：1、显示部分采用的6个LED显示器，从高位至低位分别显示时、分、秒。

2、有一个设置调闹钟定时时间、正常时间的按钮，选择调的对象。

3、有三个按钮分别调时、分、秒的时间。

4、有一个按钮用作开启/关闭闹铃。

5、另外需要两个时钟信号来给系统提供脉冲信号，使时钟和闹钟正常工作，分别为1Hz、1kHz的脉冲。

二、系统组成以及系统各部分的设计 1、系统结构描述 //要求：系统结构描述，各个模块的功能描述；系统的顶层文件：1、顶层文件图：2、各模块的解释：、7个输入量clk_1khz、clk_1hz、key_slt、key_alarm、sec_set、min_set、hour_set：其中clk_1khz为闹铃模块提供时钟，处理后能产生“嘟”、“嘀”和变化的闹铃声音；clk_1hz为计时模块提供时钟信号，每秒计数一次；key_slt选择设置对象：定时或正常时间；key_alarm能够开启和关闭闹铃；sec_set、min_set、hour_set用于设置时间或定时，与key_slt 相关联。

各按键输出为脉冲信号。

、CNT60_A_SEC模块：这个模块式将clk_1hz这个时钟信号进行60进制计数，并产生一个分钟的触发信号。

该模块能将当前计数值实时按BCD码的格式输出。

将该输出接到两位LED数码后能时时显示秒的状态。

通过alarm_clk可以选择设置对象为时间还是定时值。

在设置时间模式上，key上的一个输入脉冲可以将clk的输入信号加一。

数字钟一．基本功能1、设计一个数字钟，能够显示当前时间，分别用6个数码管显示小时、分钟、秒钟的时间，秒针的计数频率为1Hz，可由系统脉冲分频得到。

2、在整点进行提示，可通过LED闪烁实现，闪烁频率及花型可自己设计。

3、能够调整小时和分钟的时间，调整的形式为通过按键进行累加。

4、具有闹钟功能，闹钟时间可以任意设定（设定的形式同样为通过按键累加），并且在设定的时间能够进行提示，提示同样可以由LED闪烁实现。

二．扩展功能1、设计模式选择计数器，通过计数器来控制各个功能之间转换。

2、调整当前时间以及闹钟时间，在按键累加的功能不变的基础上，增加一个功能，即当按住累加键超过3秒，时间能够以4Hz的频率累加。

3、用LCD液晶屏来显示当前时间及功能模式。

library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;use ieee.std_logic_arith.all;entity clock isport(clk: in std_logic; --27M晶振key3,key2,key0: in std_logic:='1'; --时、分、模式按钮，下降沿触发ledg: o ut std_logic_vector(2 downto 0):="000"; --整点提示ledr: out std_logic_vector(2 downto 0):="000"; --闹铃hex7,hex6,hex5,hex4,hex3,hex2,hex0,hex1: out std_logic_vector(6 downto 0) --数码管显示);end;architecture a of clock issignal x: integer range 1 to 13500000:=1; --记27M的上升沿个数signal clka: std_logic; --1HZsignal temp1,temp2,temp3,temp4,temp5,temp6: std_logic_vector(3 downto 0):="0000"; --时分秒走时signal xianshi1,xianshi2,xianshi3,xianshi4,xianshi5,xianshi6:std_logic_vector(3 downto 0):="0000"; --数码管显示signal temp0: std_logic_vector(1 downto 0):="00"; --模式显示signal tfen1,tfen2,tshi1,tshi2,nfen1,nfen2,nshi1,nshi2: std_logic_vector(3 downto 0); --调时和闹铃时的分、时的个位和十位signal naoling1,naoling2,naoling3,naoling4: std_logic_vector(3 downto 0); --闹铃调时时的显示begin--分频，产生1HZ的时钟process(clk)beginif clk'event and clk='1' thenx<=x+1;if x=13500000 thenclka<=not clka; --27M每13500000个上升沿clka取反x<=1;end if;end if;end process;--模式选择器，用按键控制，有0、1、2 三种模式process(key0)beginif key0'event and key0='0' thenif temp0="10" then --模式2时，再按键则进入模式0temp0<="00";elsetemp0<=temp0+1;end if;end if;end process;--模式用数码管显示process(temp0)begincase temp0 iswhen "00" => hex0<="1000000";--显示0when "01" => hex0<="1111001";--显示1when "10" => hex0<="0100100";--显示2when others => hex0<="0000000";--显示全亮end case;end process;--模式1时，调时，调节时钟的分process(key2,temp0)beginif temp0="01" thenif key2'event and key2='0' thenif tfen1="1001" then --个位到9，十位加1if tfen2="0101" then --加到59，则归零tfen1<="0000";tfen2<="0000";elsetfen2<=tfen2+1;tfen1<="0000";end if;elsetfen1<=tfen1+1;end if;end if;end if;end process;--模式1时，调时，调节时钟的时process(key3,temp0)beginif temp0="01" thenif key3'event and key3='0' thenif tshi1="1001" then ----个位到9，十位加1tshi1<="0000";tshi2<=tshi2+1;elsif tshi1="0011" and tshi2="0010" then --到23，则归零tshi1<="0000";tshi2<="0000";elsetshi1<=tshi1+1;end if;end if;end if;end process;--模式2时，设定闹铃，设定时钟的分process(key2,temp0)beginif temp0="10" thenif key2'event and key2='0' thenif nfen1="1001" then ----个位到9，十位加1if nfen2="0101" then --加到59，则归零nfen1<="0000";nfen2<="0000";elsenfen2<=nfen2+1;nfen1<="0000";end if;elsenfen1<=nfen1+1;end if;end if;end if;end process;--模式2时，设定闹铃，设定时钟的时process(key3,temp0)beginif temp0="10" thenif key3'event and key3='0' thenif nshi1="1001" then ----个位到9，十位加1nshi1<="0000";nshi2<=nshi2+1;elsif nshi1="0011" and nshi2="0010" then --到23，则归零nshi1<="0000";nshi2<="0000";elsenshi1<=nshi1+1;end if;end if;end if;end process;--三种模式间的显示及传递process(clka,temp0)beginif temp0="01" then --模式1时，传递调时的时，分temp3<=tfen1;temp4<=tfen2;temp5<=tshi1;temp6<=tshi2;xianshi3<=temp3; --模式1时，显示时，分xianshi4<=temp4;xianshi5<=temp5;xianshi6<=temp6;elsif temp0="10" then --模式2时，传递闹铃的时，分naoling1<=nfen1;naoling2<=nfen2;naoling3<=nshi1;naoling4<=nshi2;xianshi3<=naoling1; --模式2时，显示闹铃的时，分xianshi4<=naoling2;xianshi5<=naoling3;xianshi6<=naoling4;elsifclka'event and clka='1' then --正常走时，即temp0=00if temp1="1001" then --秒的个位到9，十位加1if temp2="0101" then --秒到59，则归零，分的个位加1temp1<="0000";temp2<="0000";temp3<=temp3+1;if temp3="1001" then --分的个位到9，十位加1if temp4="0101" then --分到59，则归零，时的个位加1temp3<="0000";temp4<="0000";temp5<=temp5+1;if temp5="1001" then --时的个位到9，十位加1temp5<="0000";temp6<=temp6+1;elsif temp5="0011" and temp6="0010" then --时到23，则归零temp5<="0000";temp6<="0000";end if;elsetemp3<="0000";temp4<=temp4+1;end if;elsetemp3<=temp3+1;end if;elsetemp1<="0000";temp2<=temp2+1;end if;elsetemp1<=temp1+1;end if;----到设置的闹铃时则ledr(0--2)三个灯亮，一分钟后熄灭if temp3=naoling1 and temp4=naoling2 and temp5=naoling3 and temp6=naoling4 thenledr<="111";elseledr<="000";end if;----到整点时时则ledg(0--2)三个灯亮，一分钟后熄灭if temp3="0000" and temp4="0000" thenledg<="111";elseledg<="000";end if;--将走时传递给显示译码xianshi1<=temp1;xianshi2<=temp2;xianshi3<=temp3;xianshi4<=temp4;xianshi5<=temp5;xianshi6<=temp6;end if;end process;----数码管显示译码process(xianshi1,xianshi2,xianshi3,xianshi4,xianshi5,xianshi6) begincase xianshi1 iswhen "0000" => hex2<="1000000";when "0001" => hex2<="1111001";when "0010" => hex2<="0100100";when "0011" => hex2<="0110000";when "0100" => hex2<="0011001";when "0101" => hex2<="0010010";when "0110" => hex2<="0000010";when "0111" => hex2<="1111000";when "1000" => hex2<="0000000";when "1001" => hex2<="0010000";when others => hex2<="1000000";end case;case xianshi2 iswhen "0000" => hex3<="1000000";when "0001" => hex3<="1111001";when "0010" => hex3<="0100100";when "0011" => hex3<="0110000";when "0100" => hex3<="0011001";when "0101" => hex3<="0010010";when others => hex3<="1000000";end case;case xianshi3 iswhen "0000" => hex4<="1000000";when "0001" => hex4<="1111001";when "0010" => hex4<="0100100";when "0011" => hex4<="0110000";when "0100" => hex4<="0011001";when "0101" => hex4<="0010010";when "0110" => hex4<="0000010";when "0111" => hex4<="1111000";when "1000" => hex4<="0000000";when "1001" => hex4<="0010000";when others => hex4<="1000000";end case;case xianshi4 iswhen "0000" => hex5<="1000000";when "0001" => hex5<="1111001";when "0010" => hex5<="0100100";when "0011" => hex5<="0110000";when "0100" => hex5<="0011001";when "0101" => hex5<="0010010";when others => hex5<="1000000";end case;case xianshi5 iswhen "0000" => hex6<="1000000";when "0001" => hex6<="1111001";when "0010" => hex6<="0100100";when "0011" => hex6<="0110000";when "0100" => hex6<="0011001";when "0101" => hex6<="0010010";when "0110" => hex6<="0000010";when "0111" => hex6<="1111000";when "1000" => hex6<="0000000";when "1001" => hex6<="0010000";when others => hex6<="1000000";end case;case xianshi6 iswhen "0000" => hex7<="1000000";when "0001" => hex7<="1111001";when "0010" => hex7<="0100100";when others => hex7<="1000000";end case;hex1<="1111111"; ---关闭hex1数码管end process;end;。

综述近十年来随着数字技术的迅速发展，各种中、大规模集成电路在数字系统、控制系统、信号处理等方面都得到了广泛的应用。

这就迫切要求理工科大学生熟悉和掌握常用中、大规模集成电路功能及其在实际中应用方法，除通过实验教学培养数字电路的基本实验方法、分析问题和故障检查方法以及双踪示波器等常用仪器使用方法等基本电路的基本实验技能外，还必须培养大学生工程设计和组织实验的能力。

本次课程设计目的在于培养学生对基本电路的应用和掌握，使学生在实验原理的指导下，初步具备基本电路的分析和设计能力，并掌握其应用方法；自行拟定实验步骤，检查与排除故障、分析和处理实验结果及撰写实验报告的能力。

综合实验的设计目的是培养学生初步掌握小型数字系统的设计能力，包括选择设计方案，进行电路的设计、安装、调试等环节，安是运用所学知识进行工程设计、提高实验技能的实践。

数字电子钟是一种计时装置，它具有时、分、秒计时功能和显示时间功能；具有校时、整点报时等功能。

数字电子钟不替代指针式钟表，而且由于它采用了石英技术，走时精度高、稳定性好，不需要经常调校，使用携带方便。

因此，在定时控制、自动报时及时间程序控制等方面都得到广泛的应用。

本次设计我查阅了大量的文献资料，学到了很多有关数字电路方面的知识，并且更加巩固和掌握了课堂上所学的课本知识，使自己对数字电子技术有了更进一步的认识和了解。

1 方案设计与分析1.1 设计方案①时钟功能具有显示日、时、分、秒的功能；②具有快速较准时、分、秒的功能；③具有整点报时的功能，在离整定10s时，便自动发出鸣叫声，步长1s，每隔1s鸣叫一次，前4响是低音，后1响为高音，共鸣叫5次，最后1响结束时为整点；④整点报时高音为1000Hz；⑤计时准确度每天计时误差不超过10秒。

1.2 设计要点数字电子钟数字钟一般由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器等几部分组成。

这些都是数字电路中应用最广的基本电路，原理框图如图8-15所示。

石英晶体振荡器产生的时标信号送到分频器，分频电路将时标信号分成每秒一次的方波秒信号。

第一章数字钟的工作原理第一节介绍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，节省了电能。

因此在许多电子设备中被广泛使用。

数字钟是一种典型的数字电路，包括了组合逻辑电路和时序电路。

通过设计加深对刚刚学习了的数字电子技术的认识。

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。

并通过本场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74LS160、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。

第二节设计方案论证方案一：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。

方案二：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。

方案三：单片机编程实现在按键较少的情况下，采用独立式4个按键，经软件设计指定的I/O 口，送出逻辑电平，控制数码管显示，根据数字电子钟的设计要求与原理以及特性，本系统采用单片机AT89C52串口输出的形式来设计电路，使功能及效果更完美。

设计要求1.用秒脉冲作信号源，构成数字钟，显示秒、分、时2.具有“对时”功能，即时间可以快速预置3.具有整点提示功能。

一种实现的方法是每到整点时触发“音乐芯片”或每到整点前几秒钟，发出如“的、的、的、答”声音信号。

系统框图设计过程时间显示模块电路可以用3个CD4518作为核心芯片，进行级联，再辅以若干逻辑门，完成进位、置零等功能，CD4518是双十进制计数器，有两个时钟输入端，正好可以满足进位和校时的功能，而不会产生干扰，且有一个置零功能，可以组成六十进制和二十四进制的计数器。

整点报时模块电路用的是555芯片和一块CD4068芯片组成的电2路，555芯片可以接成多谐振荡器，提供交变信号使蜂鸣器发出声音，而整点报时的控制可以用CD4068实现，CD4068是8输入与/与非门，可以在整点之前输出脉冲信号，经过由555芯片组成的多谐振荡器，为其提供一个信号，这样由多谐振荡器输出端可以使蜂鸣器发出“嘀、嘀、嘀”的响声。

秒信号发生器可以用实验箱上的秒脉冲信号代替。

考虑到开关抖动现象，校时模块电路实验实验箱上的按键开关，每输出一个脉冲信号可以改变分个位和十个位，同时考虑到干扰问题，进位接线和校时接线接在不同的时钟输入端。

电路仿真与设计3.1所需芯片及芯片管脚图CD4518 CD4068CD4002 CD40112CD4069 5553.2时、分、秒显示电路模块设计整个电路的的核心芯片是CD4518，它是一个双10进制加法计数器，因此只需要三个芯片，进行级联即可实现两个六十进制和一个二十四进制计数器，再加上一些合适的逻辑门，实现置零和进位。

上图是秒显示电路设计图，右边为秒个位，左边为秒十位，秒个位的电路中置零引脚和时钟输入端CP1必须接地，这是因为CMOS 的引脚不能悬空，否则会影响实验结果，CP0接秒脉冲信号，考虑到秒个位计数到9的时候必须进位，所以在显示0的同时输出一个进位信号，输出是0000，因此可以用一个或非门，当输出是0000的时候提供一个进位信号至秒十位的时钟输入端，秒十位另一个时钟输入端接地，当秒十位计数器计到5时，在输出为0110时提供一个信号到秒十位计数器的置零端，使其实现0110——0000，即六十进制。

厦门数字电子钟调试步骤厦门数字电子钟调试：1、在正常模式下，显示小时、分钟、秒和星期；按“D”显示日期；按“S”显示闹钟时间。

2、调整闹钟时间：按“M”两次进入闹钟模式，按“S”选中小时或者分钟，按“D”调整合适的时间，最后按“M”返回。

3、实时调整：连续按“M”三次进入调整时间模式，按“S”选择秒、分、小时、日、周和月；按“D”对应数为右声道音量调整；最后，按下“M”返回到正常模式。

4、计时器功能：按下“M”一次进入计时器功能模式，刚开始状态显示为0：00：00，按“D”开始计算时间，再次按“D”停止；按“S“返回到开始模式0:00:005、打开或关闭闹钟模式：在正常状态下，按下“S”和“D”，你可以选择打开闹钟或者关闭闹钟，当闹钟打开时，将显示闹钟符号是什么。

“S”“M”“D”分别为电子钟面板的SET键，MODE键、DATE键。

厦门数字电子钟工作原理：电子挂钟是一个将“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，具有校时功能和报时功能。

因此，一个基本的数字钟电路主要由译码显示器、“时”，“分”，“秒”计数器、校时电路、报时电路和振荡器组成。

主电路系统由秒信号发生器、“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，一般用石英晶体振荡器加分频器来实现。

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。

译码显示电路将“时”、“分”、“秒”计数器的输出状态用七段显示译码器译码，通过七段显示器显示出来。

整点报时电路时根据计时系统的输出状态产生一脉冲信号，然后去触发一音频发生器实现报时。

【精品】24时数字电子钟
24时数字电子钟，又称多功能数字电子钟，是一种采用微处理器技术，能够显示当前时间的电子装置。

可以用来显示24小时制的时间，并以12小时制的格式显示。

它可以兼容多种时间控制系统，支持不同的时区、日期、时间格式设置。

它通常用于商用房间、大型庆典等场合，以显示该地区实时时钟，不会受到地点距离、夜晚时间及外界因素的影响。

24时数字电子钟外观造型简约大气，采用抗偏色的高品质无闪烁LED模块，光源色彩稳定，显示清晰，而且可以调节背景光，增强各种光源相间的视觉效果；此外，它主要运用的储存器为博基诺存储器，可支持多种显示格式，时分秒显示，模式切换设定等，电源稳定，使用寿命长，保证数据准确更新。

24时数字电子钟采用先进的智能技术，可以自动更新时间，准确无误；内置计算机程序技术，实现实时时间更新；此外，它可实现定时开关机等功能，实现省电与节能，满足各种应用需求；有报警功能，可以提醒使用者在规定的时间做好对应的工作。

.《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。

数字时钟（带显⽰,校正,整点报时等）《课程设计成果说明书》规范要求课程设计说明书是课程设计主要成果之⼀，⼀般在2000～3000字。

1．说明书基本格式版⾯要求：打印时正⽂采⽤5号宋体，A4纸，页边距上、下、左、右均为2cm，⾏间距采⽤固定值20磅，页码底部居中。

⽂中标题采⽤4号宋体加粗。

2．说明书结构及要求（1）封⾯（2）课程设计成绩评定表（3）任务书(指导教师下发)（4）摘要摘要要求对内容进⾏简短的陈述，⼀般不超过300字。

关键词应为反映主题内容的学术词汇，⼀般为3-5个，且应在摘要中出现。

（5）⽬录要求层次清晰，给出标题及页次。

最后⼀项为参考⽂献。

（6）正⽂正⽂应按照⽬录所确定的顺序依次撰写，要求论述清楚、简练、通顺，插图清晰整洁。

⽂中图、表及公式应规范地绘制和书写。

（7）参考⽂献课程设计任务书2009—2010学年第2 学期学院机电⼯程学院班级 A08电信（2）班专业电⼦信息⼯程学⽣姓名(学号) 课程名称数字电⼦技术课程设计设计题⽬多功能时钟电路完成期限⾃ 2010 年 6 ⽉ 28 ⽇⾄ 2010 年 7 ⽉ 2 ⽇共1 周设计依据根据所学数字电⼦技术知识进⾏设计，包括：1，计数器原理及其应⽤；2，数码管及其应⽤；3，译码器原理及其应⽤；4，数值⽐较器及其应⽤；5，数据选择器原理及其应⽤；设计要求及主要内容设计的数字时钟应⽤于对时间的计时，要求：1、1、能进⾏正常时分秒计时功能，分别由6个数码管显⽰⼩时分钟和秒钟；1、2、具有清零功能；1、3、具有开、关功能；附加功能：能进⾏整点报时和校对；参考资料数字电⼦技术基础（第五版）阎⽯⾼等教育出版社 2008.5/doc/b9e02b6e7e21af45b307a8a8.html其他相关参考资料（可⾃⼰查找）指导教师签字⽇期课程设计成绩评定表2009 —2010 学年第 2 学期学院机电⼯程学院班级专业电⼦信息⼯程学⽣姓名(学号) 课程设计名称《数字电⼦技术课程设计》题⽬多功能时钟电路指导教师评语指导教师签名：年⽉⽇答辩评语及成绩答辩⼩组教师签名：年⽉⽇摘要随着电⼦技术的发展，在诸如计时、控制等领域，设计出应⽤具有时间设置（⼩时和分钟），开、关功能的多功能数字钟具有⼗分重要的意义。

多功能数字电子钟多功能数字电子钟是现代科技中非常受欢迎的产品之一，它能为我们提供精准的时间，同时具备多种实用的功能。

比如，它可以作为闹钟、计时器、天气预报、温度检测器等等。

本文将从多个方面来介绍这一多功能数字电子钟。

首先，多功能数字电子钟具有高精准度的时间显示功能。

由于采用了现代先进的精密技术，它的时间显示非常准确，能够满足人们对时间精度的要求。

此外，数字显示方式使得我们能够更直观地读取时间，避免由于人为因素而出现的误差。

其次，多功能数字电子钟具有多种闹钟功能。

闹钟是人们日常生活中必不可少的功能之一。

多功能数字电子钟不仅可以设置多组闹钟，还能根据不同的用途来设置不同的提示音，从而满足不同人群的需求。

比如，对于需要大声响铃才能起床的人来说，可以设置为大音量提示音；而对于轻音量提示音更适合的人来说，可以设置为轻音量提示音。

除了闹钟外，多功能数字电子钟还具有计时器和秒表的功能。

在日常生活中，我们经常需要对时间进行计时。

比如，厨房里的爱好者们需要使用计时器来计算烹饪时间；而运动员们也需要使用秒表来检测自己的训练成果。

多功能数字电子钟的计时器和秒表能够为我们提供更加准确方便的计时功能，让我们在日常生活中更加便利。

除了以上介绍的功能外，多功能数字电子钟还能提供天气预报、温度检测、日期显示、闪烁提示等多种实用功能。

例如，在出门前查看天气预报，就能够事先了解气温和是否会下雨，从而避免因天气原因而影响我们的出行计划。

又比如，在进行室内温度检测时，多功能数字电子钟也能为我们提供即时准确的温度值，让我们更好地掌握室内温度情况。

最后要说的是，多功能数字电子钟不仅功能多样，而且样式也十分丰富。

从传统的机械钟表到现代化的数字电子钟表，从简约的设计到华丽的装饰，多功能数字电子钟不仅能满足人们的实用需求，还能带来视觉上的享受。

可以说，多功能数字电子钟已成为当今人们生活中不可或缺的一部分。

总之，多功能数字电子钟是一款集多种实用功能于一身的电子产品，它为我们的生活提供了更加方便快捷的时间管理方式。

二〇一七年六月原始资料设计题目：12时制数字显示电子钟设计任务书：设计一个数字显示电子时钟，同时设计一与电路相配合的稳压电源电路。

要求：1、时钟的“时”要求用两位显示（1~12）；2、时钟的“分”、“秒”要求各用两位显示；3、整个系统要有校时部分（可以手动，也可以自动），校时时不能产生进位；4、能显示上午、下午标志。

5、5V电源模块的设计。

提示：1、由石英晶体多谐振荡器和分频器产生1HZ标准秒脉冲。

2、“分”、“秒”是60进制，可用两片74160构成；3、“时”是12进制计数器，高位可用T触发器构成，低位可用74160构成。

如果高位为1，低位为2，则再有进位时将置为01；4、标志灯，如果是上午则上面的灯亮；如果是下午则下面的灯亮。

可用一个T 触发器构成。

注意：对于课题相同的同学可以互相讨论，但图纸、课程设计报告内容不允许雷同，否则以0分计论文撰写注意事项：1．论文必须采用黑色钢笔或中性笔书写，不能用蓝色钢笔或圆珠笔书写，论文中的电路图也必须用黑色钢笔或中性笔画出（可用铅笔画出然后用黑色钢笔或中性笔描出）。

2．论文应包括以下基本内容：封面；任务书（签名）；题目、摘要（在同一页）；目录；（每项都从新一页开始）。

引言；正文（分章节写，每章都从新一页开始，第1章（一级标题），1.1（二级标题））方案比较、论证和选择，方案的总系统框图,各部分单元电路电路图，详述工作原理；单元电路设计计算，元器件的选择，结论，致谢和参考文献；3．论文格式必须规范。

4．论文上交时必须装订成册。

附录部分：设计图纸（A3图纸）。

摘要数字电子钟是一种用数字显示秒、分、时、日的计时装置，与传统的机械钟相比，它具有走时准确、显示直观、无机械转动装置等优点，因而得到了广泛的应用，例如人们日常生活中的电子手表，以及车站、码头、机场等公共场所的大型数显电子钟等。

数字钟是一个对标准频率（1HZ）进行计数的计数电路。

由于计数的起始时间可能不与标准时间（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。

目录1 绪论 (1)2 设计主体 (1)2.1 振荡器 (1)2.1.1 555定时器的电路结构及工作原理 (2)2.1.2 用555定时器构成多谐振荡器 (4)2.2 分频器 (5)2.3 校正电路 (6)2.3.1 校“秒”电路 (7)2.3.2 校“分”电路 (7)2.3.3 校“时”电路 (8)2.4 整点报时电路 (8)2.5 计数器、译码器和显示器 (9)3 心得体会 (10)参考文献 (12)具有整点报时功能的数字钟1 绪论数字钟是集模拟技术与数字技术为一体的一种综合应用。

数字钟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，具有更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用，数字电子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逻辑电路。

此次设计数字电子钟是为了了解数字电子钟的原理，从而学会制作数字电子钟，而且通过数字电子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现方法，且由于数字电子钟电路包括组合逻辑电路和时序逻辑电路，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。

2 设计主体数字钟是用计数器、译码器和显示器等集成电路实现“时”、“分”、“秒”按照数字方式显示的计数装置，主要由振荡器、分频器、校正电路、计数器、译码器和显示器六部分组成，如框图2-1所示。

图2-1 数字钟框图2.1 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，也可以选择555定时器。

我在这里选择的是555定时器。

555定时器是一种应用极为广泛的中规模集成电路，因集成电路内部含有3个5KΩ电阻而得名。

该电路使用灵活、方便，只需接少量的阻容元件就可以构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器，且价格便宜。

555定时器广泛应用于信号的产生、变换、控制与检测。

目前生产的555定时器有双极型和CMOS两种类型，主要厂商生产的产品有NE555、FX555、LM555和C7555等，它们的结构和工作原理大同小异，引出线也基本相同，有的还有双电路封装，称为556。

目录一、引言 (2)二、方案论证选择 (3)2.1设计要求 (3)1.基本要求 (3)2.发挥部分 (3)2.2系统框图 (3)分钟+调整 (3)秒钟 (3)时钟+调整 (3)秒表 (3)闹钟功能 (3)定时报闹 (3)万年历功能 (3)三、电路仿真与设计 (4)3.1核心芯片及芯片管脚图 (4)3.2时、分计数电路模块设计 (4)3.3切换电路模块设计 (5)3.4调整电路模块设计 (6)（1）方案一：利用74125的三态。

(6)（2）方案二：利用74162的置数端（LOAD），置数调整。

(7)3.5整点报时电路模块设计 (8)3.6秒表电路模块设计 (9)3.6定时报闹电路模块设计 (11)3.7万年历电路模块设计 (12)四、遇到的问题.......................................................................... 错误！未定义书签。

五、心得体会.............................................................................. 错误！未定义书签。

一、引言电子钟亦称数显钟（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，与机械时钟相比，直观性为其主要显著特点，且因非机械驱动，具有更长的使用寿命，相较石英钟的石英机芯驱动，更具准确性。

电子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、剧院、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大地方便。

相对于其他时钟类型，它的特点可归结为“两强一弱”：比机械钟强在观时显著，比石英钟强在走时准确，但是它的弱点为显时较为单调。

数字钟的核心即数字电子技术课程中有关时序逻辑电路、组合逻辑电路的内容。

这些也是我们学电子的学生应该掌握的最基本知识。

通过这次试验，不仅可以加深我对数字电子技术课程的理解，也可以提高自己的动手能力以及实际问题中解决问题的能力，培养对数字电子技术的兴趣。

课程设计任务书数字式闹钟第一部分设计任务1.1设计任务(1) 时钟功能：具有24小时或12小时的计时方式，显示时、分、秒。

(2) 具有快速校准时、分、秒的功能。

(3) 能设定起闹时刻，响闹时间为1分钟，超过1分钟自动停；具有人工止闹功能；止闹后不再重新操作，将不再发生起闹。

1.2设计指标(1).有“时”、“分”十进制显示，“秒”使用分个位数码管上的DP点显示。

时十位显示时个位显示分十位显示(2). 计时以24小时为周期。

(23:59→00:00)(3).具有较时电路，可进行分、时较对。

(4).走时过程能按预设的定时时间(精确到小时)启动闹钟产生闹铃，闹铃响时约3s。

第二部分设计方案2.1总体设计方案说明系统组成：显示电路：译码器数码管秒信号发生器：由LM555构成多谐振荡器走时电路：计数器和与非门组成校时电路：秒信号调节闹钟电路：跳线的方法由计数器、译码器、组合逻辑电路、单稳态电路组成2.2模块结构与方框图1.秒钟与分钟显示电路用两片74290组成60进制计数器，输入计数脉冲CP加在CLKA’端，把QA与CPLB’从外部连接起来，电路将对CP按照8421BCD码进行异步加法计数，个位接成十进制形式，十位接成六进制形式，当R0(1)=RO(2)=1且R9(1)*R9(2)=0时74290的输出被直接置0，当R0(1)*RO(2)=0和R9(1)*R9(2)=0时开始计数。

电路图如下：连接成总电路时，分钟的输入信号由秒钟计数器提供。

2.时钟显示电路：同样用2片74290组成24进制，当十位的为2，个位的为4时通过反馈电端，控制个位和十位同时清零，这样就可以按23翻0规律记数了。

电路图如下：连接成总电路时，时钟输入信号由分钟计数器提供。

3.调时分秒可接几个开关来控制个位，十位的信号输入，如开关1、2、space。

如图示：4.闹钟分设置与上面相差一个输入信号，如下图：时设置的个位为十进制，十位为三进制，当十位为2时，通过反馈控制端，个位不能大于等于4，即小时十位为2时，个位加到4时十位和个位马上全部置0，从而让小时的设置只能最大设为23。

数字电子技术课程设计——数字钟一、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，和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，我们此次设计和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和掌握各种组合逻辑电路和时序电路的原理和使用方法.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电路仿真和调试；④PCB文件生成和打印输出。

（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和制作的全过程，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和标准时间（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。

一般输出为方波的数字式晶体振荡器电路通常有两类，一类是用ＴＴＬ门电路构成；另一类是通过ＣＭＯＳ非门构成的电路，本次设计采用了后一种。

学院(系): 专业班级: 姓名: 学号:数字时钟的设计与制作一、基本功能及用途功能：数字电子钟由信号发生器、“时、分、秒”计数器、LED 数码管、校时电路、整点报时电路等功能。

用途：可以实现时分秒时钟显示，可以自己设置时间，具有音乐报时功能。

我们设计的带校时功能的电子时钟可以帮助同学们加强时间观念，更好地利用电子时钟安排好学习与生活。

二、功能框图三、设计内容⒈ 参数选择⑴数码显示管：七段数码显示器，共阴极学院(系): 专业班级: 姓名: 学号:分别显示0、1、2、3、4、5、6、7，共八个数。

⑵显示译码器：4511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。

CC4511驱动器是与8421BCD编码计数器配合用的七段译码驱动器。

⑶计数器：74LS160是四位十进同步计数器.有四位数置数功能,清除功能,有使能功能可让计数停止或计数.有动态进位输出功能.⑷秒脉冲发生电路：采用由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器。

如图1所示。

设振荡频率f=1KHz，R为可调电阻，微调R1可以调出1Hz输出555定时器的功能表学院(系): 专业班级: 姓名: 学号:⑸高频振荡发生器：数字钟在指定的时刻发出信号，或驱动音响电路“闹时”，或对某装置的电源进行接通或断开“控制”。

⒉单元电路的设计⑴计时电路：秒脉冲信号经过6级计数器，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，小时为十二进制。

①六十进制秒计数器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，所以，选用两片74LS160组成六十进制计数器，采用反馈归零的方法来实现六十进制计数。

其中，“秒”十位是六进制，“秒”个位是十进制。

如图1学院(系): 专业班级: 姓名: 学号:②六十进制分计数器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，所以，选用两片74LS160组成六十进制计数器，采用反馈归零的方法来实现六十进制计数。

数字钟电路设计电气工程及其自动化苏盛指导老师曾繁政【引言】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。

因此，时钟已不仅仅被看成一种用来显示时间的工具，在很多实际应用中它还需要能够实现更多其它的功能。

【内容摘要】数字时钟实际上是一个对标准频率（1HZ）进行计数的计数电路。

振荡器是数字时钟的核心，选用555定时器构成振荡器电路。

以计数器74LS90来实现时间计数单元的计数功能。

显示译码器74LS48将输入的8421BCD码转化成驱动数码管发光的高、低电平信号，驱动数码显示出不同的六、十和二十四进制数字符。

用门电路实现校时及整点报时电路。

时间以24小时为一周期。

【关键词】数字时钟，振荡器，校时，整点报时一、方案设计与论证论文采取理论分析和实践研究相结合的研究方案。

在理论分析上，论文主要结合数字电路的知识，涉及数字时钟电路的结构和原理分析；在实验验证方面，采用计算机模拟和实物实践的方法，应用PROTEL软件进行电路图设计和PCB的制作，使用元器件完成电路实物的安装，利用电子辅助工具对实物进行调试。

此方案已在毕业设计制作过程中得到论证。

（一）、设计目的数字时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，节省了电能。

因此得到了广泛的使用。

数字时钟是一种典型的数字电路，包括了组合逻辑电路和时序电路。

通过设计加深对刚刚学习了的数字电子技术的认识。

我们此次设计数字时钟是为了了解数字时钟的原理，加深对我们所学知识的了解和认识、以及知识迁移的能力。

而且通过数字时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。

且由于数字时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，以及各种电路之间的怎样联系起来的。