数字电子钟的讲义设计与制作

数字电子时钟的设计与制作数字电子时钟是一种最常见的时钟，它通过接收电子信号来准确地显示时间。

不难发现，数字电子时钟在我生活中扮演着重要的角色。

当我需要准时起床、赶上课、开会等时，它时刻提醒我时间不等人。

因此，本文将探讨数字电子时钟的设计和制作。

一、设计数字电子时钟的基础知识1. 基本组成部分数字电子时钟通常由时钟芯片、LED数码管、键盘等组成。

时钟芯片是数字电子时钟的核心，它提供了时钟计时、显示、报时等功能。

LED数码管是指发光二极管的一种，它能够发出明亮的红光，让数字更清晰可见。

键盘主要用于调整时间等设置。

2. 时钟芯片的选择时钟芯片通常有DS1302、DS1307、DS3231等，其中DS1302是功能最简单的，DS1307具有较多的功能，DS3231则具有高精度、温度补偿、自动校正等优点。

我们可以根据自己的需求来选择时钟芯片。

3. LED数码管的驱动方法LED数码管的驱动方法通常有共阳、共阴两种。

共阳是指数码管中的阳极是共用的，而阴极各自独立；共阴则相反，数码管中的阴极是共用的，而阳极各自独立。

我们可以通过控制时钟芯片来实现数字的显示，同时也需要通过驱动IC来控制LED数码管的亮度和闪烁等效果。

二、数字电子时钟的制作步骤1. 硬件设计硬件设计包括选型、布线、PCB设计等。

在硬件设计前，需要先确定数字电子时钟的功能需求、使用场景、外观等，然后再选择适合的时钟芯片、LED数码管、键盘等元器件。

接着按照电路原理图设计电路，并通过PCB设计软件将其布线。

最后将设计好的电路板进行加工、焊接等操作。

2. 软件编程数字电子时钟的软件编程通常使用C语言进行编写。

首先需要了解时钟芯片的时钟计时、显示时间等相关指令，以及LED数码管的显示方式、控制方式等。

然后进行控制程序的编写，将其上传至单片机中，并通过串口或WiFi等方式与时钟芯片通信，实现每秒钟数据的更新和显示。

三、数字电子时钟的应用场景数字电子时钟广泛应用于办公室、家庭、学校等各种场景，起到了非常重要的作用。

中国………..电子技术课程设计总结报告题目：数字电子钟学生姓名：系别：专业年级：指导教师：年月日一、设计任务与要求1、用单片机设计一个数字电子钟，采用LED数码管来显示时间。

2、显示格式为：XX：XX：XX，即：时：分：秒。

3、时间采用24小时制显示，4、设置一个按键用于时间显示方式的切换,能进行时间的调整，可暂停时间的变动。

..二、方案设计与论证图1 系统整体框图1、单片机芯片选择方案方案一：AT89S52是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写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。

方案二：AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8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）。

主要性能有：兼容MCS51指令系统、32个双向I/O口、256x8bit内部RAM、3个16位可编程定时/计数器中断、时钟频率0-24MHz、2个串行中断、可编程UART串行通道、2个外部中断源、6个中断源、2个读写中断口线、3级加密位、低功耗空闲和掉电模式、软件设置睡眠和唤醒功能。

从单片机芯片主要性能角度出发，本数字电子钟单片机芯片选择设计采用方案一。

2、数码管显示选择方案方案一：静态显示。

静态显示，即当显示器显示某一字符时，相应的发光二极管恒定导通或截止。

该方式每一位都需要一个8 位输出口控制。

静态显示时较小电流能获得较高的亮度，且字符不闪烁。

但因当所需显示的位数较多时，静态显示所需的I/O口数较大，造成资源的浪费。

数字电子技术课程设计一、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、方案设计与论证数字钟以成为人们常生活中数字电子钟一般由振荡器，分频器，显示器，定时器等部分组成。

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，携带方便等特点，它还用于计时，自动报时及自动控制等各个领域。

尽管目前市场上以有现成数字钟集成电路芯片，价格便宜这些都是数字电路中最基本的，应用最广的电路。

数字电子钟的基本逻辑功能框图如下：它是一个将“时”，“分”，“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。

他的计时装置的周期为24小时，显示满刻度为23时59分59秒，另外应有校时功能。

因此，一个基本数字钟主要由六部分组成。

（1）设计指标1)由晶振电路产生1HZ标准秒信号；2)分、秒为00~59六十进制计数器；3)时为00~23二十四进制计数器；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；5)整点具有报时功能，当时间到达整点前鸣叫五次低音（500HZ），整点时再鸣叫一次高音（1000HZ）。

（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)电路仿真与调试。

4)制作要求自行装配和调试，并能发现问题和解决问题。

5）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。

四、实验器材试验箱1台导线若干74LS00 5片74LS04 1片74LS08 1片74LS20 2片74LS32 1片74LS161 6片万用表镊子各一个。

(完整)数电课程设计数字电子钟的设计与制作编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（(完整)数电课程设计数字电子钟的设计与制作）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。

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一、设计目的数字电子技术是工科专业的一门专业基础课，该课程理论与实践联系密切，系统性强,课程设计是本课程教学中必不可少的环节，通过设计可以使学生初步掌握基本的数字电路设计方法和技能,进一步加深对数字电子技术课程的理解，掌握数字电子系统的组成和设计方法以及系统的调试方法,熟悉常用数字芯片的功能及使用方法,为后续课程的学习奠定坚实基础。

二、设计任务1、用给定的数字集成电路设计制作一个数字电子钟。

2、基本功能:具有时、分、秒计时功能，用六位数码管和LED显示“XX：XX：XX"（最大显示23：59：59），要求计时准确,能够调整时间。

除电源外其它部分均需自行设计制作。

3、扩展功能:有整点报时功能;时分秒之间的间隔符“：”按秒跳动。

三、设计要求基本要求：1、根据给定的器件设计电路,画出电路原理图，仿真实现所设计功能.2、制作实际电路并测试,用自己设计的秒脉冲源作计时脉冲，+5V电源由实验室提供。

要求制作工艺良好，电路能正常稳定工作。

3、写出设计总结报告，除报告封面和电路图可以打印外，其它内容均必须手写（复印、打印的一律不及格）。

扩展要求：完成扩展功能四、所需元器件及材料IC：CD4518三块、CD4040、CD4060、CD4081各一块、CD4543六块,DIP16IC插座12个；其他器件：共阴数码管(CL5011AH）6个，红色LED4个，石英晶振32768HZ一个，电阻220Ω44个，220K、10M各1个，51P瓷片电容2个,轻触开关4个，8针接插件3个，4针接插件1个，9cm＊15cm万能板两块、红、黑色导线各1卷，黄、蓝色导线各2卷、焊锡2卷。

电子数字钟的设计与制作
设计和制作电子数字钟的步骤如下：
1. 确定需求：确定所要设计的电子数字钟的功能要求，如显示时间、日期、闹钟功能等。

2. 选取器件：选取合适的微控制器、显示屏、时钟芯片、按键等器件。

微控制器需要具备足够的处理能力和接口，以便于控制显示屏和处理输入信号。

3. 硬件设计：根据选取的器件，设计电路图和PCB布局。

包
括时钟电路、显示电路、按键电路、电源供电电路等。

4. 软件开发：编写嵌入式软件程序，实现时钟的各种功能。

包括处理时间的计算与显示、闹钟功能的设置与触发、用户界面的交互等。

5. 制作电路板：利用电子设计软件将电路图转化为PCB文件，并进行打样加工，制作出电路板。

6. 组装调试：根据设计好的布局，将所选取的器件焊接到电路板上。

完成后进行电路的检查、组装和连线等工作。

7. 软件烧录：通过编程器将软件程序烧录到微控制器中。

8. 调试测试：进行电源接入，对时钟的各个功能进行测试调试，确保其正常运行。

9. 外壳设计与制作：设计合适的外壳以保护电子数字钟，可以采用3D打印、注塑等方式制作外壳。

10. 最终装配与测试：将完整的电子数字钟进行装配，并进行
最后的测试以确保其功能正常。

《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。

摘要：设计一个周期为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的电子钟。

本系统的设计电路由时钟译码显示电路模块、脉冲逻辑电路模块、时钟脉冲模块、电源模块、整电报时模块、校时模块等部分组成。

为了用电池作电源，采用低功耗的CMOS芯片及液晶显示器，计数器采用同步双十进制计数器CC4518，锁存译码器是CC4543，发生器使用计数振荡器CC4060及双D触发器CC4013，整电报时电路用CD4082，CD4011及扬声器构成。

目录：页次摘要 (1)目录 (1)图表目录 (2)一、设计概述 (3)1.1 设计目标 (3)1.2 功能特性 (3)1.3 原理框图 (3)二、设计原理 (3)三、设计步骤 (4)3.1 计数器电路 (4)3.2 译码和数码显示电路 (5)3.3 振荡器电路 (6)3.4 校时电路 (7)3.5 整点报时电路 (7)四、设计电路原理图 (10)五、印制板图 (11)六、材料清单 (11)七、电路调试 (12)八、设计体会 (12)芯片功能表 (13)参考文献 (15)图表目录：页次图 1 原理框图 (3)图 2秒计数器 (4)图 3 分计数器 (5)图 4 时计数器 (5)图 5 译码和数码显示电路 (6)图 6 秒脉冲发生器 (6)图7 校时电路 (7)图8 整点报时电路 (8)图9 整点报时控制门电路 (9)图10整点报时音响电路 (9)图11设计电路原理图 (10)图12印制板图 (11)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。

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。

数字电子钟的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解数字电子钟的基本原理，掌握计时、显示等关键功能的工作机制。

2. 学生能够阐述数字电子钟中常见电子元件如晶体振荡器、计数器、显示器的功能及其相互关系。

3. 学生能够运用所学知识，分析并解释数字电子钟电路图的构成及工作原理。

技能目标：1. 学生能够通过小组合作，完成数字电子钟的搭建，并对其进行调试。

2. 学生能够运用基本的电路知识和编程技能，实现对数字电子钟功能的修改和优化。

3. 学生能够运用信息检索和问题解决策略，自主解决在搭建和调试过程中遇到的技术难题。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术和物理科学的兴趣，激发他们探索未知、创造新知的欲望。

2. 培养学生团队协作意识，提高沟通与协作能力，培养共同解决问题的责任感。

3. 通过对数字电子钟的学习与实践，增强学生的环保意识和科技伦理观念，引导他们合理使用电子设备，关注电子产品对环境的影响。

课程性质分析：本课程属于电子技术领域，结合物理科学与工程技术，注重理论联系实际，强调实践操作能力。

学生特点分析：考虑到学生所在年级，应具备一定的物理知识和数学基础，同时具备初步的电路理解和动手能力。

教学要求：结合学生特点，教学应注重理论与实践相结合，鼓励学生动手实践，通过项目式学习，促进学生深度理解和技能掌握。

通过具体的学习成果分解，为教学设计和评估提供明确的标准。

二、教学内容1. 数字电子时钟原理：晶体振荡器、时钟芯片、计数器、显示器工作原理及其在数字电子钟中的应用。

- 教材章节：第二章第三节《计时器与电子时钟》2. 电路元件功能与连接：介绍常见电子元件，如电阻、电容、二极管、三极管等在数字电子钟中的作用及连接方式。

- 教材章节：第一章《电子元件及其特性》3. 数字电子钟电路分析与设计：分析典型数字电子钟电路图，学习电路设计方法和技巧。

- 教材章节：第三章《数字电路分析与设计》4. 数字电子钟编程与调试：介绍简单的编程知识，使用编程软件对数字电子钟进行编程与调试。