数字时钟设计与制作

基于VHDL数字电子钟的设计与实现摘要：本课程设计完成了数字电子钟的设计，数字电子钟是一种用数字显示秒、分、时的计时装置，由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，它使数字钟具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点。

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办公室等公共场所，给人们的生活带来极大的方便。

在这里我们将已学过的比较零散的数字电路的知识有机的、系统的联系起来用于实际，来培养我们的综合分析和设计电路的能力。

关键词：电子钟；门电路及单次按键；琴键开关目录第一章引言----------------------------------------------------------------11.1 课题的背景、目的------------------------------------------11.2 课程设计的内容------------------------------------------1 第二章EDA与VHDL简介--------------------------------------------------22.1 EDA的介绍---------------------------------------------22.2 VHDL的介绍--------------------------------------------32.2.1 VHDL的用途与优点-----------------------------------------------------------------32.2.2 VHDL的主要特点----------------------------------------------------------------------2.2.3 用VHDL语言开发的流程------------------------------------------------------------ 第三章数字电子钟的设计方案------------------------------------------63.1秒脉冲发生器--------------------------------------------73.2可调时钟模块--------------------------------------------83.3校正电路------------------------------------------------83.4闹铃功能------------------------------------------------103.5日历系统------------------------------------------------11 第四章结束语---------------------------------------------------------------134.1致谢----------------------------------------------------144.2参考文献------------------------------------------------151引言随着科学技术的不断发展，人们对时间计量的精度要求越来越高。

数字钟的设计一、设计任务数字钟设计二、设计条件基于Multisim 10 仿真软件的调试三、设计功能要求1、时间以12小时为一个周期；2、显示时、分、秒。

四、电路中允许使用的主要元器件555：时钟电路74LS161：计数器4511：数码管驱动7400：与非门7404：非门SEVEN_SEG_COM_K：共阴数码管五、提供的参考电路：1、时钟秒位的参考电路2、时、分、秒功能仿真参考电路说明：后期将为同学们提供在面包板上插接实际电路的机会，但实验室只能提供555、74LS161、4511、7400、7404、SEVEN_SEG_COM这些元器件，所以必须按上述元器件设计完整的时、分、秒电路。

3.1 时钟秒位的参考电路（10进制和6进制计数器及数码管显示）电路说明：先画以555芯片为中心的时钟电路部分，然后再画74LS161、4511、数码管为中心的显示电路部分。

①按照电路图选择放置元器件：点击中的放置电阻、电容和电感；点击放置电源和地。

②点击中的放置LM555CM时钟元件。

③点击中的放置共阴极数码管。

④点击中的放置计数器74LS161N、与非门7400N（一个芯片中含4个与非门资源）、非门7404N （一个芯片中含6个非门资源）。

⑤点击中的放置数码管驱动4511BD_5V。

⑥点击元器件的管脚按照电路图进行连线。

⑦点击仿真按钮进行仿真。

3.2 时、分、秒功能仿真参考电路电路说明：先画以555芯片为中心的时钟电路部分，然后再画秒位时钟电路、分位时钟电路、小时位时钟电路。

①按照电路图选择放置元器件：点击中的放置电阻、电容和电感；点击放置电源和地。

②点击中的放置LM555CM 时钟元件。

③点击中的放置共阴极数码管。

④点击中的放置计数器74LS161N、与非门7400N（一个芯片中含4个与非门资源）、非门7404N（一个芯片中含6个非门资源）。

⑤点击中的放置数码管驱动4511BD_5V。

⑥点击元器件的管脚按照电路图进行连线。

应用科技学院《电子技术课程设计报告》设计题目：数字钟的设计与制作专业班级：13级《物联网工程》2班姓名：白雪王贞张莹学号：068 108 131指导老师：刘烨时间：2015年5月15日~ 2015年 5 月30日地点：四教4414实验室摘要：数字时钟是一种用数字电路技术实现秒﹑分﹑时的计时装置，与传统的机械钟相比，它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，因而得到了广泛的应用。

小到人们的日常生活中的电子手表，大到车站﹑机场等公共场所的大型数显电子钟。

数字时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。

本课程设计要用通过简单的逻辑芯片实现数字时钟。

要点在于用555芯片连接输出为一秒的多谐振荡器用于时钟的秒脉冲,用14位二进制计数器CC4060芯片、7双BCD同步加计数器CD4518芯片、十进制加计数器/7段译码器CD4033芯片等连接成60和12进制的计数器,再通过七段数码管显示，构成了简单数字时钟。

关键词：数字时钟；555芯片；计数器；数码管1设计目的 (4)1.1设计指标 (4)2课程设计任务及要求 (4)2.1 设计任务 (4)2.2 设计要求 (4)3系统设计 (4)3.1 设计思路 (4)3.2 系统设计 (5)3.2.1 原理图及说明 (5)3.2.2 具体设计 (6)3.2.2.1.小时计时电路 (6)3.2.2.2.分钟计时电路 (6)3.2.2.3.秒钟计时电路 (6)3.2.2.4.手动时间校准电路的设计 (6)3.2.2.5.光敏电阻的设计 (6)4 主要元器件的介绍 (7)4.1 40161------4位二进制同步计数器（有预置端，异步清除） (7)4.2 CD40106 (7)4.3 CD4009 (8)5 电路板的安装与测试 (8)1设计目的数字电子钟是一种用数字显示秒﹑分﹑时的记时装置，与传统的机械钟相比，他具有走时准确﹑显示直观﹑无机械传动装置等优点，因而得到了广泛的应用：小到人们的日常生活中的电子手表，大到车站﹑机场等公共场所的大型数显电子钟。

数字时钟各单元电路的设计方案及原理说明数字时钟是现代生活中常见的时间显示工具，它通过使用数字来表示小时和分钟。

而数字时钟的核心组成部分则是由各个数字显示单元电路组成的。

在本文中，我将为您介绍数字时钟各单元电路的设计方案及原理说明，希望能帮助您更深入地了解数字时钟的工作原理。

我们需要了解数字时钟的基本原理。

数字时钟使用了七段显示器来显示数字，每个数字由七个LED（Light Emitting Diode）组成，分别表示了该数字的不同线条。

为了控制七段显示器显示特定的数字，我们需要设计相应的驱动电路。

1. 数字时钟的驱动电路设计方案a. 时钟信号生成器：数字时钟需要一个稳定的时钟信号来驱动各个单元电路，通常使用晶振电路来生成精确的时钟信号。

b. 时分秒计数器：用于计数时间，并将计数结果转化为可以驱动七段显示器的信号。

时分秒计数器可以使用计数逻辑电路来实现，其中包括触发器和计数器芯片等。

c. 译码器：译码器用于将计数器输出的二进制数据转换为可以驱动七段显示器的控制信号。

根据不同的数字，译码器会选通对应的七段LED。

2. 数字时钟的各单元电路原理说明a. 时钟信号生成器的原理：晶振电路通过将晶振与逻辑电路相连，通过振荡来生成稳定的时钟信号。

晶振的振荡频率决定了时钟的精确度，一般使用32.768kHz的晶振来实现。

b. 时分秒计数器的原理：时分秒计数器使用触发器和计数器芯片来实现，触发器可以保存二进制的计数值，并在时钟信号的作用下进行状态切换。

计数器芯片可以根据触发器的状态进行计数和重置操作。

c. 译码器的原理：译码器根据计数器输出的二进制数据选择对应的七段LED。

七段LED通过加电来显示数字的不同线条，然后通过译码器的工作，将二进制数据转换为驱动七段LED的信号。

通过以上的设计方案和原理说明，我们可以更好地理解数字时钟各单元电路的工作原理。

数字时钟通过时钟信号生成器来提供稳定的时钟信号，时分秒计数器记录并计算时间，译码器将计数结果转化为可以驱动七段显示器的信号。

目录摘要 (1)1数字钟的结构设计及方案选择 (2)1.1振荡器的选择 (2)1.2计数单元的构成及选择 (3)1.3译码显示单元的构成选择 (3)1.4校时单元电路设计及选择 (4)2 数字钟单元电路的设计 (4)2.1振荡器电路设计 (4)2.2时间计数单元设计 (4)2.2.1集成异步计数器74LS390 (5)2.2.2 用74LS390构成秒和分计数器电路 (5)2.2.3用74LS390构成时计数器电路 (6)2.2.4 时间计数单元总电路 (7)2.3译码显示单元电路设计 (7)2.4 校时单元电路设计 (7)2.5整点报时单元电路设计 (1)3 数字钟的实现电路及其工作原理 (9)4电路的搭建与调试 (10)5结束语 (10)参考文献 (11)附录1： (12)摘要数字钟被广泛用于个人家庭及公共场所,成为人们日常生活中的必需品。

诸如定时自动报警、按时自动打铃、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。

因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意。

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电路。

数字电子钟有以下几部分组成：振荡器，分频器，60进制的秒、分计时器和12进制计时计数器，秒、分、时的译码显示部分及校正电路等。

关键词：数字钟 555多谐振荡器计数器 74LS390 74LS48数字电子时钟的设计及制作1数字钟的结构设计及方案选择数字钟实际上是一个对标准频率(1HZ)进行计数的计数电路。

主要由振荡器、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，通常使用石英晶体震荡器，然后经过分频器输出标准秒脉冲，或者由555构成的多谐振荡器来直接产生1HZ的脉冲信号。

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“12翻1”规律计数。

基于FPGA的数字电⼦钟的设计与实现背景：本实验所有结果基于Quartus II 13.1 (64-bit)实现，实验过程采⽤⾃下⽽上⽬录⼀、基本功能设计与思路基本功能：能实现秒、分钟、⼩时的计数，计数结果清晰稳定的显⽰在 6 位数码管上。

1、动态显⽰模块该模块主要功能是通过数码管的动态扫描实现 6 位数码管显⽰计数结果，本模块由扫描模块scan_cnt6，位选控制模块 dig_select，数据选择控制模块 seg_select 以及译码模块 decoder 构成扫描模块 scan_cnt6模块功能：产⽣ 位选控制端dig_select 和数据选择端 code_select 模块所需要的地址信息，扫描时钟决定位选信号和数据切换的速度。

设计思路：利⽤74390芯⽚（P160 TTL 双⼗进制异步计数器）构建⼀个模六计数器，就是6进制计数器，利⽤计数到6（110）时，“q2”和“q1”为⾼电平，产⽣ ⼀个复位信号，加到74390的⾼电平有效的异步清0端“1CLR”上，使计数器回0，从⽽实现模六计数。

设计结果：cnt6模块设计图波形仿真：（默认为时序仿真）cnt6模块波形仿真图位选模块 dig_select模块功能：在地址端的控制下，产⽣位选信号。

设计思路：利⽤74138芯⽚（3线-8线译码器），当选通端输⼊端G1为⾼电平，选通端输⼊端G2AN和G2BN为低电平时，将扫描信号cnt6的输出作为输⼊信号，dig[5..0]是译码输出，输出低电平有效。

设计结果：dig_select模块设计图波形仿真：dig_select模块波形仿真图数据选择模块 seg_select模块功能：输⼊ 6 组数据，每组数据 4bit，本模块完成在地址端的控制下从6 组数据当中选择 1 组输出。

设计思路：利⽤74151芯⽚（P91 8选1数据选择器），在控制输⼊端GN为低电平时，将扫描信号的选择下，分别选中D[5..0]对应的输⼊信号输出为Y。

数字钟的设计与制作一、设计指标1. 显示时、分、秒。

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，停止分向小时进位。

校时时钟源可以手动输入或借用电路中的时钟。

4. 具有正点报时功能，正点前10秒开始，蜂鸣器1秒响1秒停地响5次。

（选做）5. 为了保证计时准确、稳定，由晶体振荡器提供标准时间的基准信号。

二、设计要求1. 画出总体设计框图，以说明数字钟由哪些相对独立的功能模块组成，标出各个模块之间互相联系，时钟信号传输路径、方向和频率变化，并以文字对原理作辅助说明。

2. 设计各个功能模块的电路图，加上原理说明。

3. 选择合适的元器件，并选择合适的输入信号和输出方式，在面包板上接线验证、调试各个功能模块的电路。

在确保电路正确性的同时，输入信号和输出方式要便于电路的测试和故障排除。

（也可选用Mutisim仿真）4. 在验证各个功能模块基础上，对整个电路的元器件和布线，进行合理布局，进行整个数字钟电路的接线调试。

三、制作要求自行在面包板上装配和调试电路，能根据原理、现象和测量的数据检查和发现问题，并加以解决。

四、设计报告要求1. 格式要求（见附录1）2. 内容要求①设计指标。

②画出设计的原理框图，并要求说明该框图的工作过程及每个模块的功能。

③列出元器件清单，并画出管脚分配图和芯片引脚图。

④画出各功能模块的电路图，加上原理说明（如2、5进制到10进制转换，10进制到6进制转换的原理，个位到十位的进位信号选择和变换等）。

⑥画出总布局接线图（集成块按实际布局位置画，关键的连接应单独画出，计数器到译码器的数据线、译码器到数码管的数据线可以简化画法，但集成块的引脚须按实际位置画，并注明名称）。

⑦数字钟的运行结果和使用说明。

提出建议。

五、仪器与工具1. 直流电源1台。

2. 四连面包板1块。

3. 数字示波器（每两人1台）4. 万用表（每班2只）。

5. 镊子1把。

6. 线剥钳1把。

目录一、设计总体思路, 基本原理和框图 (1)1.总体思路 (2)2.基本原理图 (2)3.总体设计框图及电路总图 (3)3.1秒模块电路 (3)3.2分模块电路 (4)3.3时模块电路 (5)3.4总电路模块 (6)二、主要的芯片功能介绍 (7)74192 十进制计数器 (7)74S32 与门逻辑 (8)74S08 或门逻辑 (9)三、安装与调试 (10)四、故障分析与电路改进 (11)五、总结与设计调试体会 (12)六、课程设计评分 (13)七、附录（元器件清单） (14)八、参考文献 (14)设计总体思路1、总体思路：准确设计具有能显示时、分、秒的数字时钟2、时计时要求具备24翻1、分和秒得计时为60进制3、具有手动和自动校正小时和分钟的功能，要求校正小时时不影响秒和分的正常计数4、整点报时：要求电路每次整点时鸣叫5次低音（500HZ）、整点时鸣叫一次高音（1000HZ）5、具有暂停功能设计基本原理两片192与一个与门构成60的秒进制、两片192与一个与门构成60的分进制、两片192与一个与门构成24的时进制。

当分变为59时，到下一个脉冲来时通过与非门控制蜂鸣器进行整点报时。

当秒到59时，下一个脉冲时对分产生进位。

当分为59时，下一个脉冲到来时，对时产生进位。

当时，第24个时到来时，通过反馈对时产生清零。

↑↑↑↑↑↑↑↑↑秒设计电路块分设计电路模块时电路模块总电路模块主要芯片功能介绍74192为十进制计数器。

74S32功能介绍74S08功能介绍三、安装与调试（1）安装1）领取实验箱子，面包板，以及设计电路所需要的各种芯片，并测试各芯片的好坏。

2）然后将已测试好的芯片合理的安装在实验板上。

3）接通实验台的电源，然后在实验台上检测每根导线的好坏，为接电路做准备。

4）按照已仿真好的电路图进行分模块接线，并在每个模块接好后，进行模块电路的测试。

5）将各模块安装好以后，再将模块之间连接起来，待整个电路安装完成以后，接通实验台的电源，观察电路的运行情况，看电路能否正常工作，如果电路不能正常运行，则进行下一步工作——调试。

一．设计题目数字时钟仿真设计二．设计目的和要球1）目的掌握数字时钟的工作原理和设计方法，学会用Multisim10软件操作实验内容，掌握设计性试验的实验方法。

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，具有更长的使用寿命，因此得到了广泛的应用。

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序电路。

通过它可以进一步学习和掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理和方法。

2）要求（1）设计一个具有时、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。

（4）具有整点报时的功能，应该是每个整点完成相应点数的报时，如3点钟响3声。

三．设计原理1）总体方案设计数字时钟由振荡器、分频器、计数器、译码现实、报时等电路组成。

其中，振荡器和分频器组成标准信号发生器，直接决定计时系统的精度。

由不同进制的计数器、译码器和显示器组成计时系统。

将标准秒信号送入采用六十进制的“秒计数器”，每累计60s就发出一个“分脉冲”信号，该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲。

“分计数器”也采用六十进制计数器，每累计60min，发出一个“时脉冲”信号，该信号将被送到“时计数器”。

“时计数器”采用二十四进制或十二进制计时器，可实现对一天24h 或12h 的累计。

译码显示电路将“时”、“分”、“秒”计数器的输出状态通过六位七段译码器显示器显示出来，可进行整点报时，计时出现误差时，可以用校时电路校时、校分。

数字时钟的原理框图如图1所示。

2）单元电路设计1.秒脉冲产生电路秒脉冲产生电路用一个1Hz 的秒脉冲时钟信号源代替。

数字电子技术课程设计报告题目：数字钟的设计与制作时间：09-10学年第二学期18-19周院校：武汉纺织大学班级：测控081组员：夏亦冰李艳飞田传雪吴哲伦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．实现功能1．要求内容1）时以24为周期2）分和秒以60为周期3）能显示时、分、秒4）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2. 发挥内容1）星期的显示2）计时过程具有报时功能三．元器件1．洞洞板2块2．0.47uF电容1个3．100nF电容1个4．共阴八段数码管7个5．网络线10米6．CD4511集成块7块7．CD4060集成块1块8．74HC390集成块4块9．74HC51集成块1块10．74HC00集成块4块11．74HC30集成块1块12．10MΩ电阻5个13．74HC00集成块4块14．L7805三端稳压管1个15．30pF瓷片电容2个16．9V电池1块17．单刀双掷开关2个18．单刀单置开关1个19．74HC10集成块1块各个芯片引脚图1．CD74HC3902．L7805稳压管3．CD4060 4．CD4511 5．74HC10 6．74HC307．74HC518．74HC00四、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。

智能电子钟的设计与制作
一、智能电子钟介绍
智能电子钟是一种智能时钟，它使时间管理变得更加简单。

它能够自
动调整时间，从而使您能够更准确地了解接下来要做什么事情和按时完成。

此外，您还可以利用它来设置闹钟来提醒您定期进行的事务，以及跟踪重
要节日和事件。

二、智能电子钟的设计原理
三、电子钟的设计过程
1.准备电子元器件：在制作智能电子钟的过程中，要准备一些电子元
器件，比如电阻、导线、电磁铁、晶体振荡器等；
2.绘制原理图：在绘制原理图时，需要根据设计的功能，在原理图上
指定每个模块的功能模式以及每个部件的工作方式；
3.制作电路板：通过制作电路板，可以将整个电子钟系统的小模块组
合成一个完整的系统，以实现功能的设计要求；
4.编写程序：经过前三步，需要根据实际应用的需要，编写出智能电
子钟的控制程序，以实现具体的智能功能；
5.试验与调试：在最后一步。

利用单片机的定时器设计一个数字时钟数字时钟是我们日常生活中常见的计时工具，可以准确地显示当前的时间。

而单片机的定时器则可以提供精准的定时功能，因此可以利用单片机的定时器来设计一个数字时钟。

本文将介绍如何使用单片机的定时器来设计一个基于数字显示的时钟，并提供基本的代码实现。

一、时钟电路设计利用单片机设计一个数字时钟，首先需要设计一个合适的时钟电路。

时钟电路一般由电源电路、晶振电路、单片机复位电路和显示电路组成。

1. 电源电路：为电路提供工作所需的电源电压，一般使用稳压电源芯片进行稳定的供电。

2. 晶振电路：利用晶振来提供一个稳定的时钟信号，常用的晶振频率有11.0592MHz、12MHz等。

3. 单片机复位电路：用于保证单片机在上电或复位时能够正确地初始化，一般使用降低复位电平的电路。

4. 显示电路：用于将单片机输出的数字信号转换成七段数码管可以识别的信号，一般使用BCD码和译码器进行实现。

二、单片机定时器的应用单片机的定时器具有精准的定时功能，可以帮助实现时钟的计时功能。

单片机的定时器一般分为定时器0和定时器1，根据具体的应用需求选择使用。

在设计数字时钟时，可以将定时器0配置成定时器模式，设置一个适当的定时时间。

当定时器0计时达到设定时间时，会触发一个中断信号，通过中断处理程序可以实现时钟的计时功能。

以下是一个基于单片机的定时器的伪代码示例：```void Timer0_Init(){// 设置定时器0为工作在定时器模式下// 设置计时时间// 开启定时器0中断}// 定时器0中断处理程序void Timer0_Interrupt_Handler(){// 更新时钟显示}void main(){Timer0_Init();while(1){// 主循环}}```在上述伪代码中，Timer0_Init()函数用于初始化定时器0的相关设置，包括工作模式和计时时间等。

Timer0_Interrupt_Handler()函数是定时器0的中断处理程序，用于处理定时器0计时到达设定时间时的操作，例如更新时钟显示。

数电课程设计实验报告班级：通信工程1001班姓名：XX学号：、、、、、、、、数字钟的设计与制作一、设计任务本次课程设计要求以中规模集成电路为主，利用所学知识，设计一个数字钟。

通过本次课程设计，进一步加强数字电路综合应用能力，掌握数字电路的设计技巧，增强实践能力，以及熟练掌握数字钟的系统设计、组装、调试及故障排除的方法。

二、设计要求1.设计一台可以显示时、分、秒的数字钟。

2.具有校时功能，可以对时、分秒单独校时。

3.具有整点报时功能。

3.要求电路主要采用中小规模数字集成电路来实现。

三、工作原理数字电子钟由秒信号发生器。

“时、分、秒”计数器、译码显示器、校时电路、整点报时电路等组成。

秒信号发生器主要由555振荡器分频后得到；秒、分都是60进制，故由60进制计数器构成；时为24进制，即由24进制计数器构成；显示部分由译码和数码显示构成，将“时、分、秒”计数器的输出状态经七段显示译码器译码，通过六位数码管显示出来。

校时电路和整点报时电路由门电路和开关等构成。

1、秒脉冲信号发生器秒脉冲信号发生器是数字电子钟的核心部分，它的精度和稳定度决定了数字钟的质量。

由振荡器与分频器组合产生秒脉冲信号。

●振荡器: 通常用555定时器与RC构成的多谐振荡器，输出2KHz脉冲。

●分频器: 分频器功能主要有两个，一是产生标准秒脉冲信号，一是提供功能扩展电路所需要的信号，选用六片进行CC4518，因为每片为1/10分频器，三片级联刚好获得2Hz脉冲，再经过二分频得到标准1HZ脉冲，其余两片构成两个二分频得到1KHZ和500HZ脉冲供整点报时用，其电路图如下：图2 秒脉冲信号发生器2、秒、分、时计数器的设计秒、分计数采用60进制计数器、时采用24进制计数器。

他们都是8个BCD码输出，一个进位输出，一个时钟脉冲输入。

在设计层次电路时，皆可以设计为一个输入端，9个输出端。

在Multisim 仿真软件中，按照模块化化设计，不但将复杂的电路图变简单，而且更加直观，便于检测调试。

多功能数字钟的设计及制作1.设计分析本次设计的数字钟具有校时功能。

我们需要在先设计一个基本的数字钟，然后在此基础上增加校时电路。

一个基本的数字钟由三个部分组成：秒脉冲产生电路，计数电路，译码显示电路，然后就是加上校时电路，一个四部分构成了本次设计的多功能数字钟，其总体方框图如图1-1图1-1 总体方框图2.设计内容2.1秒脉冲产生部分本设计使用由555定时器构成的多谐振荡器来产生1HZ的信号。

虽然此振荡器没有石英晶体稳定度和精确度高，由于设计简单而成为了设计时的首选。

只要在555定时器电路外部配上两个电阻及两个电容元件，并将某些引脚相连，就可以方便地构成多谐振荡器。

555定时器是数字脉冲产生的核心芯片，所以在了解其原理之前，我们需了解555定时器。

555定时器逻辑符号如图2-1所示：图2-1 555定时器逻辑符号管脚功能如表2-1所示：图2-2 秒脉冲电路根据原理和元件图，结合一阶电路暂态过程的三要素法，可以计算出充放电的时间，两者相加即为脉冲周期，脉冲周期的倒数即为脉冲频率。

充电过程的方程式： 2/3Vcc=Vcc+（1/3Vcc-Vcc）e（t1/RC）t1=(R1+R2)C*㏑2=0.7（R1+R2）C放电过程的方程式： 1/3Vcc=0+（2/3Vcc-0）e（t1/RC）t2=R2*C㏑2=0.7R2*C脉冲周期为： t=t1+t2=0.7（R1+2R2）C脉冲频率为： f=1/t=1.43/（R1+2R2）C令R1=15k，R2=68k，C=0. 01F，（其中0.01F的电容的作用是防干扰的）代入数据，计算得，f=0.94HZ≈1HZ基本满足实验要求。

2.2计数部分计数部分的核心芯片是74LS9074LS90是二---五---十进制异步计数器。

它有两个时钟输入CKA和CKB，其中,CPA和Q0组成一位二进制计数器，CKB和Q1Q2Q3组成五进制计数器，若将Q0与CKB相连接，时钟脉冲从CKA输入，则构成了84212BCD码十进制计数器。

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。

多功能数字钟设计实验报告多功能数字钟设计实验报告一、引言数字钟是一种常见的时间显示设备，其简洁明了的显示方式受到了广泛的欢迎。

然而，随着科技的不断发展，人们对于数字钟的功能要求也越来越高。

本实验旨在设计一款多功能数字钟，以满足人们对于时间显示设备的更多需求。

二、设计原理1. 时间显示：数字钟应能准确地显示当前的时间，包括小时、分钟和秒钟。

为了实现精确的时间显示，我们采用了基于晶体振荡器的时钟电路，并结合数码管显示技术，使得时间能够以数字形式直观地呈现。

2. 日期显示：除了时间显示外，数字钟还应具备日期显示的功能。

我们通过添加一个实时时钟模块，可以获取当前的日期信息，并通过数码管显示出来。

3. 闹钟功能：为了提醒用户重要的时间节点，我们在数字钟中加入了闹钟功能。

用户可以设置闹钟的时间，并在到达设定时间时，数字钟会发出声音或震动来提醒用户。

4. 温湿度显示：为了更好地满足用户的需求，我们还在数字钟中添加了温湿度显示功能。

通过接入温湿度传感器，数字钟可以实时监测当前的温度和湿度，并将其显示在数码管上。

5. 其他功能：除了以上功能外，我们还可以根据用户需求进行扩展，如倒计时功能、闪烁效果等。

三、实验步骤1. 硬件设计：根据设计原理，我们需要选择合适的元器件进行电路的搭建，包括晶体振荡器、数码管、实时时钟模块、温湿度传感器等。

2. 电路连接：根据电路原理图，将各个元器件按照正确的连接方式进行连接，确保电路的正常工作。

3. 程序编写：通过编写合适的程序代码，实现数字钟的各项功能。

包括时间显示、日期显示、闹钟功能、温湿度显示等。

4. 调试测试：在完成硬件连接和程序编写后，我们需要对数字钟进行调试测试，确保各项功能的正常运行。

可以通过模拟不同的时间、设置不同的闹钟时间等来测试数字钟的稳定性和准确性。

5. 优化改进：根据实际测试结果，我们可以对数字钟进行优化改进，提高其性能和稳定性。

例如，优化显示效果、增加功能扩展等。

数字电子钟的设计与制作一、设计概述1.设计任务➢时钟脉冲电路设计➢60进制计数器设计➢24进制计数器设计➢“秒”，“分”，“小时”脉冲逻辑电路设计➢“秒”，“分”，“小时”显示电路设计➢“分”，“小时”校时电路➢整点报时电路2.功能特性➢设计的数字钟能直接显示“时”，“分”，“秒”，并以24小时为一计时周期。

➢当电路发生走时误差时，要求电路具有校时功能。

➢要求电路具有整点报时功能，报时声响为四低一高，最后一响正好为整点。

3.原理框图图 1 原理框图二、设计原理数字钟是一个将“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。

干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秒发现胡一个“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”计数器的输出状态菁七段显示译码器译码，通过六位LED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。

校时电路时用来对“时”、“分”、“秒”显示数字进行校对调整的。

三、设计步骤1.计数器电路根据计数周期分别组成两个60进制（秒、分）和一个24进制（时）的计数器。

把它们适当连接就可以构成秒、分、时的计数，实现计时功能。

CC4518的符号如图，一个芯片集成了两个完全相同的十进制计数器，其异步清零信号CR是高电平有效。

摘要：本系统以AT89S52为核心，选用DS1302串行时钟芯片，RT1602液晶显示器实现液晶显示当前日期、时间、星期。

本电子钟具有日期、时、分、秒的显示、调整功能，采用的时间制式为24小时制，时间显示格式为时（十位、个位）、分（十位、个位）、秒（十位、个位）。

关键词AT89S52、显示时间、调整时间、目录一、设计任务及要求 (2)1．1设计任务 (2)1．2设计要求 (2)二、设计方案 (2)2．1时钟实现 (2)2．2显示模块 (2)2．3微控制器模块 (2)三、设计原理及实现 (2)3．1系统的总体设计方案 (2)3.1.1系统的硬件电路设计与主要参数计算 (3)3.2系统的软件设计 (7)3.2.1主程序流程 (7)3.2.2 ds1302子程序流程 (7)3.2.3调整时间子程序流程 (8)四、测试 (8)4．1硬件测试 (8)4．2软件测试 (8)4．3功能测试 (11)五、设计结论及体会 (11)设计结论： (11)体会 (11)致谢 (12)参考文献 (13)一、设计任务及要求1．1设计任务设计并制作一个用单片机控制的数字时钟。

1．2设计要求（1）显示时间——显示时，分，秒。

（2）设置时间——利用键盘手动设置时间。

（3）自动计时——自动计时并能实时显示二、设计方案根据期末单片机设计任务的总体要求，本系统可以划分为以下个基本模块，针对各个模块的功能要求，分别有以下的设计方案：2．1时钟实现采用专用的时钟芯片实现时钟的记时，专用时钟芯片记时准确，容易控制，能够从芯片直接读出日期、时间、星期。

2．2显示模块采用液晶显示器件，液晶显示平稳、省电、美观，更容易实现题目要求，对后续的功能兼容性高，只需将软件作修改即可，可操作性强，也易于读数，采用RT1602两行十六个字符的显示，能同时显示日期、时间、星期。

2．3微控制器模块采用AT89S52八位单片机实现。

它内存较大，有8K的字节FLASH闪速存储器，比AT89C51要多4K。

如何设计简单的数字时钟电路数字时钟电路是一种常见的电子电路，用于显示时间并具备时间计时功能。

设计一个简单的数字时钟电路可以通过以下步骤实现。

第一步：确定数字时钟的显示方式常见的数字时钟电路可以采用七段数码管进行显示，每个数码管由七个LED灯组成，用于显示数字0-9。

可以根据需要选择合适的数码管来完成数字时钟的显示。

第二步：确定时钟的计时器数字时钟电路需要一个计时器来跟踪时间。

常见的计时器可以使用555定时器或者基于微控制器的计时器模块。

选择适合自己的计时器并连接到电路中。

第三步：连接七段数码管将选定的七段数码管连接到电路中。

每个数码管的七个LED灯分别对应数码管的a、b、c、d、e、f、g引脚，根据数码管的型号和引脚布局进行正确连接。

例如，将数码管的a引脚连接到计时器的输出引脚，b引脚连接到计时器的另一个引脚，以此类推。

第四步：设计时钟功能根据需要设计时钟功能，包括显示当前时间、设置闹钟、调节亮度等。

可以通过增加按钮开关、旋转编码器或者完成基于微控制器的编程来实现这些功能。

第五步：连接电源和调试将数字时钟电路与合适的电源连接，并进行必要的调试。

确保电路中的元件连接正确并正常工作。

如果有需要，可以使用示波器或多用途测试仪来辅助调试。

总结：通过以上步骤，我们可以设计一个简单的数字时钟电路。

根据需求选择合适的数码管和计时器，连接七段数码管，设计时钟功能并连接电源进行调试。

这样就可以得到一个能够准确显示时间并具备计时功能的数字时钟电路。

需要注意的是，以上步骤只是设计一个简单的数字时钟电路的基本流程，具体的实现可能因项目需求和硬件平台的差异而有所不同。

在实际应用中，还需要考虑电路的稳定性、精度和可靠性等因素，并根据实际情况进行细节调整和优化。