电子电路中的时钟与时序设计

基于数字电路基础设计电子时钟电路

姓名：丁维 学号：20098149 班级：09电子一班 指导教师：付老师

一、设计目的

1. 熟悉集成电路的引脚安排。

2. 掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。

3. 了解数字钟的组成及工作原理。

4. 熟悉数字钟的设计与制作。

数字钟是一种用数字电子技术实现时，分，秒计时的装置，具有较高的准确性和直观性等各方面的优势，而得到广泛的应用。此次设计数字电子钟是为了了解数字钟的原理，在设计数字电子钟的过程中，用数字电子技术的理论和制作实践相结合，进一步加深数字电子技术课程知识的理解和应用，同时学会使用Multisim电子设计软件。

二、设计要求

1.显示时，分，秒，其中分和秒用60进制，时针用24进制

2.能够进行校时，可以对数字钟进行调时间

3.能够正点报时（用555产生断续音频信号）；

三、设计方案比较

方案一、采用中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、秒计时功能和定点报时功能，计时模块采用时钟信号触发，不需要程序控制。

方案二：EDA技术实现

采用EDA作为主控制器外围电路进行电压，时钟控制、键盘和LED控制。但此方案逻辑电路复杂，外围设备多，灵活性较低，不利于扩展

方案三、单片机编程实现 此方案采用单片机编程来设计和控制。

综上，根据自身的知识和方案比较，采用方案一，因为方案一简便灵活，扩展性好，同时符合此次数子电子知识设计的要求。

四、设计过程和说明

1.数字电子钟计时和显示功能的实现

（1）采用两片十进制计数器74LS160N扩展连接，设计60进制的计数器，显示0到59，在59时采用置数的方法，将两片74LS160N同时置数至0，以循环显示0到59。（图）

上图（1）为秒钟的连线图，（2）为分针的连线图

（2）24进制亦采用两片十进制计数器74LS160N扩展连接，设计24进制的计数器，显示0到23，在23时采用置数的方法，将两片74LS160N同时置数至0，以循环显示0到23（图）

课程设计报告

数字电路电子时钟设计

姓 名 芦冲锋

班 级 11级物理学一班

学 号 111101036 专 业 物理学

指导教师 李研达 数字电路电子时钟设计

摘 要：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。目

前，数字钟的功能越来越强，并且有多种专门的大规模集成电路可供选择。本设计通过简

单的芯片实现数字电子钟。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74LS160（十进制计数器）、74LS48（七段显示译码管的驱动）等连接成的60和24

进制的计数器，再通过数码管显示，构成简单数字时钟。其中还包括校时功能。此数字钟

电路由振荡器、分频器、校时电路、显示译码电路组成。本实验采用Multisim软件进行仿

真，仿真结果显示此电路能完成上述要求，可实现上述一系列功能。

关键词：数字时钟、计数器、555定时器、校时功能、仿真测试

1引言

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，产品更新换代的节奏也越来越快。数字中作为人们日常生活中必

不可少的物品，广泛用于个人家庭以及办公室等公共场所，给人们的生活、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、携带方便等优点，它还用于计时、自动报时及自动控制等各个

领域。尽管目前市场上已有现成的数字钟集成电路芯片出售，价格便宜，使用也方便，但

鉴于数字钟电路的基本组成包含了数字电路的主要组成部分，因此进行数字钟的设计是必

要的，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。

本次课程设计的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

第 1 页 共 17 页

[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。

第 2 页 共 17 页

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

百度文库 - 好好学习，天天向上

-0 数字电路电子时钟课程设计

整个数字钟由时间计数电路、晶体振荡电路、校正电路、整点报时电路组成。 其中以校正电路代替时间计数电路中的时、分、秒之间的进位，当校时电路处于正常输入信号时，时间计数电路正常计时，但当分校正时，其不会产生向时进位，而分与时的校位是分开的，而校正电路也是一个独立的电路。电路的信号输入由晶振电路产生，并输入各电路

方案论证：方案一数字电子钟由信号发生器、“时、分、秒”计数器、译码器及显示器、校时电路、整点报时电路等组成。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555构成的振荡器加分频器来实现。

优点：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，因此得到了广泛的使用。

方案二秒、分计数器为60进制计数器，小时计数器为24进制计数器。实现这两种模数的计数器采用中规模集成计数器74LS90构成。

优点：简单易懂，比较好调试。

1 设计原理数字电子钟由信号发生器、“时、分、秒”计数器、译码器及显示器、校时电路、整点报时电路等组成。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555构成的振荡器加分频器来实现。将标准秒脉冲信号送入“秒计数器”，该计数器采用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，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进制计数器，可以实现一天24h的百度文库 - 好好学习，天天向上

-1 累计。译码显示电路将“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LED显示器显示出来。整点报时电路是根据计时系统的输出状态产生一个脉冲信号，然后去触发音频发生器实现报时。校时电路是来对“时、分、秒”显示数字进行校对调整。其数字电子钟系统框图如下: