电子综合课程设计_多功能数字电子时钟

目录第一章设计任务 (4)1.1 设计题目及要求 (4)1.1.1 题目 (4)1.1.2 设计要求 (4)第二章方案设计 (5)2.1 总体方案说明 (5)2.2 模块结构以及总体方框图 (5)第三章单元电路设计与原理说明 (6)3.1 按键消抖电路的设计 (6)3.1.1 RS触发器消抖 (6)3.2 分频器的设计 (7)3.2.2 1000分频器 (7)3.3基础电子钟及其显示设计 (8)3.3.1 时钟计数器 (8)3.3.2 功能选择及校准 (9)3.4整点报时器的设计 (10)3.5数码管显示切换电路的设计 (11)3.6 闹钟及其显示的设计 (12)第四章整机电路图及说明 .............................................................. 错误!未定义书签。

4.1整体电路图及说明................................................................................ 错误!未定义书签。

第五章电路仿真 (15)5.1基本时钟电路及其时间设置功能仿真 ................................................ 错误!未定义书签。

5.1.1基本计时功能的仿真............................................................. 错误!未定义书签。

5.1.2时间设置功能的仿真............................................................. 错误!未定义书签。

5.2整点报时功能的仿真............................................................................ 错误!未定义书签。

多功能电子时钟数字系统课程设计设计实验报告数字系统课程设计设计实验报告———多功能电子时钟目录一、电子时钟的功能及工作介绍 01、本设计电子时钟具有的功能 02、本设计电子时钟工作介绍 0二、设计思路 0三、各模块具体介绍 (1)计数器模块： (1)控制模块： (3)四、仿真 (6)五、实验成果 (6)六、实验总结和感想 (6)1、实验错误排查和解决 (6)2、实验感想 (7)七、各模块代码 (8)1、计数器模块 (8)2、控制模块 (20)一、电子时钟的功能及工作介绍1、本设计电子时钟具有的功能1）具有显示时、分、秒的功能，能准确显示时间2）能够手动设置时间3）具有闹钟功能，可以设置闹钟的时间，然后再实际时间与设定时间相等是闹钟响，并有闹钟开关，可控制其是否响4）具有秒表功能，可以累计计时2、本设计电子时钟工作介绍此电子时钟开机后即会显示时间，其中后两位数码管显示秒，前两位数码管显示分，还可以通过拨盘开关S1来使得前两位数码管显示小时。

（开机后，按下按键1一次，会继续显示时间。

）此后，每按下按键1一次，会显示设置小时界面，按下按键1两次会显示设置分钟界面，按下按键1三次会显示闹钟设置小时界面，按下按键1四次会显示闹钟设置分钟界面，按下按键1五次会显示秒表界面。

而在每一个界面，按下按键2相应的位会开始跳动，在按下按键2时，跳动停止，此时按下按键3，即确认键，则会返回时间显示状态。

二、设计思路设计一个电子时钟，必然要用到计时器，而需要设置时间和闹钟，又需要控制器来控制系统所处的状态。

我们采用外部一个按键来切换系统的状态，用另一个按键来调整时间和启动秒表，再有一个按键来确认操作，并返回显示状态，继续等待命令。

在控制器中，需要接受外部信号，并给出信号给计时器，使其做出相应的动作。

电子技术课程设计数字钟的设计一、设计任务与要求1.能直接显示“时〞、“分〞、“秒〞十进制数字的石英数字钟。

2.可以24小时制或12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，停顿分向小时进位。

校时时钟源可以手动输入或借用电路中的时钟。

4.整点能自动报时，要求报时声响四低一高，最后一响为整点。

5.走时精度高于普通机械时钟〔误差不超过1s/d〕。

二、方案设计与认证1、课题分析数字时钟一般由6个局部组成，其中振荡器和分频器组成标准的秒信号发生器，由不同进制的计数器，译码器和显示器组成计时系统。

秒信号送入计数器进展计数，把累计的结果以“时〞、“分〞、“秒〞的十进制数字显示出来。

“时〞显示由二十四进制计数器、译码器和显示器构成，“分〞、“秒〞显示分别由六十进制计数器、译码器构成。

其原理框图如图1所示。

2、方案认证〔1〕振荡器振荡器是计时器的核心，主要用来产生时间标准信号，也叫时基信号。

数字钟的精度，主要取决于时间标准信号的频率及稳定度。

振荡器的频率越高，计时的精度就越高，但耗电量将增大。

一般采用石英晶体振荡器经过分频后得到这一信号，也可采用由555定时器构成的多谐振荡器作为时间标准信号。

〔2〕分频器振荡器产生的时基信号通常频率都很高，要使它变成能用来计时的“秒〞信号，需由分频器来完成。

分频器的级数和每级的分频次数要根据时基频率来定。

例如，目前石英电子钟多采用32768 Hz的标准信号，将此信号经过15级二分频即可得到周期为1s的“秒〞信号。

也可选用其他频率的时基信号，确定好分频次数后再选择适宜的集成电路。

〔3〕计数器数字钟的“秒〞、“分〞信号产生电路都由六十进制计数器构成，“时〞信号产生电路由二十四进制计数器构成。

“秒〞和“分〞计数器用两块十进制计数器来实现是很容易的，它们的个位为十进制，十位为六进制，这样，符合人们通常计数习惯。

“时〞计数也可以用两块十进制计数器实现，只是做成二十四进制。

多功能电子时钟课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解电子时钟的基本原理，掌握电子时钟的组成和功能。

2. 学生能够运用所学知识，设计并制作一个多功能电子时钟。

3. 学生能够了解电子时钟在日常生活和科技领域中的应用。

技能目标：1. 学生能够运用编程软件和硬件设备，完成电子时钟的设计和制作。

2. 学生能够运用问题解决和团队协作能力，解决设计和制作过程中遇到的问题。

3. 学生能够通过实际操作，提高动手能力和创新能力。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子技术和编程的兴趣，激发学习热情。

2. 学生养成合作、分享、尊重他人的良好品质，形成积极向上的学习氛围。

3. 学生认识到科技对生活的影响，增强社会责任感和创新意识。

课程性质：本课程为信息技术课程，旨在培养学生的动手实践能力和创新能力。

学生特点：五年级学生对新鲜事物充满好奇，具备一定的逻辑思维能力和动手能力，但需进一步提高。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和解决问题的能力。

通过团队合作，培养学生良好的沟通与协作能力。

在教学过程中，关注学生的情感态度价值观的培养，使他们在学习过程中形成积极向上的人生态度。

将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。

二、教学内容1. 电子时钟基本原理：讲解电子时钟的组成、工作原理和常见类型，结合课本第二章内容。

- 时钟芯片的原理与应用- 显示器件（如LED、LCD）的工作原理2. 硬件设备认知：介绍电子时钟所需硬件设备，如时钟芯片、显示模块、电源模块等，关联课本第三章。

- 硬件设备的功能和选型- 硬件连接与电路设计3. 编程软件应用：学习编程软件的使用，编写程序控制电子时钟，参考课本第四章。

- 编程环境搭建- 基本编程语法与逻辑控制4. 电子时钟设计与制作：分组进行电子时钟的设计和制作，结合课本第五章。

- 设计方案讨论与确定- 程序编写与调试- 硬件组装与测试5. 作品展示与评价：展示各组设计的电子时钟，进行自评、互评和教师评价，总结经验教训，提高创新能力。

多功能数码钟课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解多功能数码钟的基本原理，掌握其构造和功能。

2. 学生能运用所学知识，分析并解释数码钟显示时间、闹钟设定、计时器等基本功能的工作原理。

3. 学生能了解并描述电子元件如集成电路、晶体振荡器、LED显示屏等在数码钟中的作用。

技能目标：1. 学生能够独立完成多功能数码钟的组装和调试。

2. 学生能够通过实际操作，掌握使用多功能数码钟进行时间管理、闹钟设定和计时等技能。

3. 学生能够运用所学知识，解决多功能数码钟使用过程中遇到的问题。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子科技的兴趣，激发他们探索科学技术的热情。

2. 培养学生的团队合作精神，使他们学会在组装和调试过程中相互帮助、共同解决问题。

3. 培养学生珍惜时间、合理安排时间的意识，引导他们将所学知识应用于日常生活中，提高生活品质。

本课程旨在让学生通过动手实践，掌握多功能数码钟的基本原理和操作技能，同时培养他们的科技兴趣和团队协作能力。

针对学生年级特点，课程内容注重知识性与实践性的结合，以学生为主体，充分调动他们的学习积极性。

通过本课程的学习，使学生能够将理论知识与实际应用相结合，提高解决问题的能力。

二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 数码钟原理：介绍数码钟的基本工作原理，如时钟电路、计数器、显示电路等，关联教材中有关电子计数器、数字显示章节。

2. 电子元件认知：学习集成电路、晶体振荡器、LED显示屏等电子元件的作用和特性，结合教材中电子元件相关章节。

3. 多功能数码钟组装与调试：详细讲解多功能数码钟的组装过程，包括电路连接、元件焊接、调试等，涉及教材实践操作章节。

4. 多功能数码钟操作与应用：学习如何使用多功能数码钟进行时间管理、闹钟设定、计时等功能，结合教材中关于电子产品操作与应用的内容。

教学内容安排与进度：第一课时：数码钟原理学习，介绍电子计数器、数字显示等基本概念。

第二课时：电子元件认知，学习集成电路、晶体振荡器、LED显示屏等元件的作用。

多功能电子数字钟设计数字钟在日常生活中最常见, 应用也最广泛。

本文主要就是设计一款数字钟, 以89C52单片机为核心, 配备液晶显示模块、时钟芯片、等功能模块。

数字钟采用24小时制方式显示时间, 定时信息以及年月日显示等功能。

文章的核心主要从硬件设计和软件编程两个大的方面。

硬件电路设计主要包括中央处理单元电路、时钟电路、人机接口电路、信号处理电路、执行电路等几部分组成。

软件用C语言来实现, 主要包括主程序、键盘扫描子程序、时间设置子程序等软件模块。

关键词单片机液晶显示器模块数字钟一硬件电路设计及描述；1.MCS-51单片机单片机是在一块硅片上集成了各种部件的微型计算机。

这些部件包括中央处理器CPU、数据存储器RAM、程序存储器ROM、定时器/计数器和多种I/O接口电路。

8051单片机的结构特点有以下几点: 8位CPU；片内振荡器及时钟电路； 32根I/O线；外部存储器ROM和RAM；寻址范围各64KB；两个16位的定时器/计数器； 5个中断源, 2个中断优先级；全双工串行口。

定时器/计数器8051内部有两个16位可编程定时器/计数器, 记为T0和T1。

16位是指他们都是由16个触发器构成, 故最大计数模值为2 -1。

可编程是指他们的工作方式由指令来设定, 或者当计数器来用, 或者当定时起来用, 并且计数（定时）的范围也可以由指令来设置。

这种控制功能是通过定时器方式控制寄存器TMOD来完成的。

在定时工作时, 时钟由单片机内部提供, 即系统时钟经过12分频后作为定时器的时钟。

技术工作时, 时钟脉冲由TO和T1输入。

中断系统8051的中断系统允许接受五个独立的中断源, 即两个外部中断申请, 两个定时器/计数器中断以及一个串行口中断。

外部中断申请通过INTO和INT1（即P3.2和P3.3）输入, 输入方式可以使电平触发（低电平有效）, 也可以使边沿触发（下降沿有效）。

2.8051的芯片引脚如图1-2所示VCC: 供电电压。

多功能数字时钟课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握多功能数字时钟的基本知识，包括时分秒显示、闹钟设定、计时器等功能；2. 使学生了解数字时钟的工作原理，如晶振振荡、计数器等基本组成部分；3. 引导学生了解数字时钟在生活中的应用，提高对时间管理的认识。

技能目标：1. 培养学生动手操作、团队协作的能力，通过组装多功能数字时钟，提高实践操作技能；2. 培养学生运用已学知识分析问题、解决问题的能力，如调试数字时钟程序；3. 培养学生运用信息技术手段，如编程软件、仿真工具等，进行项目实践。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对数字时钟的兴趣，激发学习电子技术的热情；2. 培养学生珍惜时间、合理规划生活的意识，增强时间观念；3. 培养学生勇于尝试、不断创新的精神，提高自信心。

分析课程性质、学生特点和教学要求：1. 课程性质：本课程属于信息技术与电子技术的跨学科综合实践活动，注重理论与实践相结合；2. 学生特点：六年级学生对新鲜事物充满好奇，动手能力强，具备一定的信息技术素养，但需加强团队协作和问题解决能力的培养；3. 教学要求：结合学生特点，设计具有趣味性、实践性和挑战性的教学活动，注重引导学生主动探究、合作交流，提高综合素养。

1. 知识方面：掌握多功能数字时钟的基本知识和工作原理；2. 技能方面：具备组装、调试多功能数字时钟的能力；3. 情感态度价值观方面：增强时间观念，培养创新精神和团队协作意识。

二、教学内容1. 数字时钟基础知识：- 时分秒显示原理- 数字时钟的基本结构及功能- 晶振振荡器的原理与应用2. 数字时钟组装与调试：- 介绍所需材料、工具及使用方法- 按照步骤组装多功能数字时钟- 调试数字时钟程序，确保正常运行3. 数字时钟项目实践：- 设计并实现闹钟功能- 设计并实现计时器功能- 优化数字时钟功能，提高用户体验4. 教学内容的安排与进度：- 第一课时：数字时钟基础知识学习- 第二课时：数字时钟组装与调试- 第三课时：闹钟功能设计与实现- 第四课时：计时器功能设计与实现- 第五课时：项目优化与总结5. 教材章节及内容列举：- 第四章 电子技术应用：数字时钟的原理与制作- 4.1 数字时钟基础知识- 4.2 数字时钟的组装与调试- 4.3 数字时钟功能拓展6. 教学内容科学性与系统性：- 确保所选教学内容符合学生认知水平，注重知识点的衔接；- 教学内容注重实践操作，培养学生动手能力和创新能力；- 教学内容具有系统性，从基础知识到项目实践，逐步提高学生综合素养。

电子综合设计多功能数字钟报告报告内容如下：一、设计目的和原理多功能数字钟是一种能够显示时间，并具有闹钟、计时、倒计时等功能的电子设备。

本设计的目的是通过FPGA实现一个多功能数字钟的功能，以实现时间的显示和闹钟的设置功能。

二、设计方案和实现1.硬件设计方案：本设计使用FPGA作为主控芯片，使用七段数码管作为显示器，通过与FPGA的IO口连接来实现时间的显示功能。

同时，使用按键作为输入进行功能的选择和设置。

2.硬件连接：将FPGA的IO口连接到七段数码管的控制端，通过IO口输出相应的数字信号来控制数码管的亮灭。

将按键连接到FPGA的IO口，通过IO口输入按键的信号。

此外，还需要连接一个晶振电路来提供时钟信号。

3.软件设计方案：本设计使用VHDL语言进行程序设计，通过状态机来实现多功能数字钟的功能。

具体实现包括时间的显示、闹钟的设置和启动、计时和倒计时功能的实现。

通过按键的输入来切换不同的状态，实现不同功能的切换和设置。

4.软件实现具体步骤：(1)定义状态机的状态，包括时间显示、闹钟设置、计时和倒计时等状态。

(2)在时间显示状态下，通过FPGA的IO口输出相应的数字信号来控制七段数码管的亮灭，实现时间的显示。

(3)在闹钟设置状态下，通过按键的输入来设置闹钟时间，并将设置好的时间保存在寄存器中。

(4)在计时和倒计时状态下，通过按键的输入来实现计时和倒计时功能，并通过七段数码管的显示来实时显示计时和倒计时的时间。

以下为本设计的完整程序代码：```vhdl--时钟频率--定义状态signal state : state_type;--定义时钟、按键和数码管信号signal clk : std_logic;signal key : std_logic_vector(1 downto 0);signal seg : std_logic_vector(6 downto 0);--闹钟时间寄存器signal alarm_hour_reg : std_logic_vector(5 downto 0);signal alarm_min_reg : std_logic_vector(5 downto 0);--计时和倒计时寄存器signal count_up_reg : std_logic_vector(23 downto 0); signal count_down_reg : std_logic_vector(23 downto 0); signal count_down_flag : std_logic := '0';beginclock : processbeginwhile true loopclk <= '0';wait for 10 ns;clk <= '1';wait for 10 ns;end loop;end process;key_scan : process(clk)beginif rising_edge(clk) thenkey <= key_scan_func; -- 按键扫描函数end if;end process;fsm : process(clk, key)beginif rising_edge(clk) thencase state isif key = "10" then -- 第一个按键按下state <= set_alarm;elsif key = "01" then -- 第二个按键按下state <= count_up;end if;when set_alarm =>seg <= set_alarm_func; -- 闹钟设置函数if key = "00" then -- 两个按键同时按下elsif key = "01" then -- 第一个按键按下state <= count_up;end if;when count_up =>seg <= count_up_func; -- 计时函数if key = "00" then -- 两个按键同时按下elsif key = "10" then -- 第二个按键按下state <= count_down;count_down_flag <= '1';end if;when count_down =>seg <= count_down_func; -- 倒计时函数if key = "00" then -- 两个按键同时按下count_down_flag <= '0';elsif key = "01" then -- 第一个按键按下state <= count_up;count_down_flag <= '0';end if;end case;end if;end process;--数码管信号和显示模块的连接display : entity work.seg_displayport mapclk => clk,seg => segend architecture;```四、总结与展望通过FPGA实现多功能数字钟的设计，在硬件和软件的配合下，实现了时间的显示和闹钟的设置功能。

电工电子综合实验多功能数字时钟设计报告目录1、引言 (3)2、实验设计内容及要求 (4)3、设计电路的用途及原理简介 (5)4、单元电路设计原理 (5)5、电路的调试说明 (8)6、所遇到的问题及解决 (9)7、实验总结和体会 (9)8、附录（集成芯片引脚图和功能表） (10)一、引言（一）摘要：随着人类科技文明的发展，人们对于时钟的要求在不断地提高。

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。

高精度、多功能、小体积、低功耗，是现代时钟发展的趋势。

在这种趋势下，时钟的数字化、多功能化已经成为现代时钟生产研究的主导设计方向。

本实验要求设计一个数字计时器，可以完成0分00秒~9分59秒的计时功能，并在控制电路的作用下有开机清零、快速校分、整点报时功能。

（二）关键字：电子时钟开机清零较分整点报时(A) Abstract:With the development of technological society, people demand the clock continues to improve. The clock has not only seen as a tool used to display the time, in many practical applications, it needs to be able to achieve more other features. High-precision, multifunction, small size, low power consumption, the development trend of the modern clock. In this trend, the clock's digital, multi-functional clock production research has become a modern leading design direction.In this study, to design a digital timer, you can complete the 0 minutes 00 seconds to 9 minutes and 59 seconds chronograph function and role in the control circuit is cleared under the boot, rapid school hours, the whole point timekeeping function.(B) Keywords:Electronic Clock boot cleared the whole point timekeeping compared with sub -二、实验设计内容及要求1、设计内容简介：要求设计一个数字计时器，可以完成0分00秒~9分59秒的计时功能，并在控制电路的作用下有开机清零、快速校分、整点报时功能。

电子综合课程设计多功能数字电子时钟一、简介本项目为电子综合课程设计，设计一款多功能数字电子时钟。

该时钟具有显示时间、日期、温度、闹钟等多种功能，配备有定时开关机、夜光和音量调节等功能。

此外，该时钟外观简约且美观，设计师充分考虑到用户的使用需求，实现了人性化设计，易于操作，成为一款功能强大、实用性高、适用范围广的电子产品。

二、设计思路1.硬件设计时钟采用STM32F0308T6单片机作为主控芯片，用DS1302实时时钟芯片作为时钟源。

为了实现多种功能，我们在主控出增加了一个9612音频电路芯片，用作时钟的音量控制，以及闹钟的提示铃声。

此外，为了使时钟更好地适应使用场景，设计师还添加了光敏电阻实现夜光功能，铺上黄色的背光板后又实现了多种颜色的配合，能够适应不同场合的需求。

2.软件设计在软件方面，使用了C语言编程。

主要功能包括时间、日期、温度显示、闹钟、夜光和音量控制等。

其中，时间及日期的显示为主界面，在时钟界面下按下“menu”可以进入温度、夜光、音量调节、闹钟设置等模式，按下确定键可进入对设置的编辑，方便用户按照自己需求进行调整。

三、功能介绍1.时间、日期显示时钟在主界面下，可显示当前时间和日期，使用户随时了解到时间和日期的变化。

2.温度显示在“menu”界面下，可显示当前的温度，方便用户了解室内温度的变化。

3.闹钟设置在“menu”模式下，用户可通过设置闹钟时间来实现定时提醒的功能。

4.夜光当环境光线较暗时，时钟的背光板将亮起，以便用户观看时间。

5.音量调整可通过音量调节的按键对音量进行调整，以方便用户按照自己的需要进行调节。

6.定时开关机在控制位置，实现了产品的定时开关机功能，可自动开机，实现了对环境的节约。

四、总结该多功能数字电子时钟的设计工艺精良，功能强大、易于操作、实用性高、适用性广泛。

整个设计过程、选材及工艺都体现了电子产品的优越性。

在真正的市场环境下，这款多功能电子时钟具备广泛的市场适应性，在现代家居、办公室等各个场合都具有很好的应用前景。