时钟电路原理图

51单片机作的电子钟程序在很多地方已经有了介绍，对于单片机学习者而言这个程序基本上是一道门槛，掌握了电子钟程序，基本上可以说51单片机就掌握了80%。

常见的电子钟程序由显示部分，计算部分，时钟调整部分构成。

时钟的基本显示原理：时钟开始显示为0时0分0秒，也就是数码管显示000000，然后每秒秒位加1 ，到9后，10秒位加1，秒位回0。

10秒位到5后，即59秒，分钟加1，10秒位回0。

依次类推，时钟最大的显示值为23小时59分59秒。

这里只要确定了1秒的定时时间，其他位均以此为基准往上累加。

开始程序定义了秒，十秒，分，十分，小时，十小时，共6位的寄存器，分别存在30h，31h，32h，33h，34h，35h单元，便于程序以后调用和理解。

6个数码管分别显示时、分、秒，一个功能键，可以切换调整时分秒、增加数值、熄灭节电等功能全部集一键。

以下是部分汇编源程序，购买我们产品后我们用光盘将完整的单片机汇编源程序和烧写文件送给客户。

;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 中断入口程序 ;; (仅供参考) ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;ORG 0000H ;程序执行开始地址LJMP START ;跳到标号START执行ORG 0003H ;外中断0中断程序入口RETI ;外中断0中断返回ORG 000BH ;定时器T0中断程序入口LJMP INTT0 ;跳至INTTO执行ORG 0013H ;外中断1中断程序入口RETI ;外中断1中断返回ORG 001BH ;定时器T1中断程序入口LJMP INTT1 ;跳至INTT1执行ORG 0023H ;串行中断程序入口地址RETI ;串行中断程序返回;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;; 主程序 ;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;START: MOV R0,#70H ;清70H-7AH共11个内存单元MOV R7,#0BH;clr P3.7 ;CLEARDISP: MOV @R0,#00H ;INC R0 ;DJNZ R7,CLEARDISP ;MOV 20H,#00H ;清20H（标志用）MOV 7AH,#0AH ;放入"熄灭符"数据MOV TMOD,#11H ;设T0、T1为16位定时器MOV TL0,#0B0H ;50MS定时初值（T0计时用）MOV TH0,#3CH ;50MS定时初值MOV TL1,#0B0H ;50MS定时初值（T1闪烁定时用）MOV TH1,#3CH ;50MS定时初值SETB EA ;总中断开放SETB ET0 ;允许T0中断SETB TR0 ;开启T0定时器MOV R4,#14H ;1秒定时用初值（50M S×20）START1: LCALL DISPLAY ;调用显示子程序JNB P3.7,SETMM1 ;P3.7口为0时转时间调整程序SJMP START1 ;P3.7口为1时跳回START1 SETMM1: LJMP SETMM ;转到时间调整程序SETMM; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;; 1秒计时程序 ;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;T0中断服务程序INTT0: PUSH ACC ;累加器入栈保护PUSH PSW ;状态字入栈保护CLR TR0 ;关闭定时器T0MOV A,#0B7H ;中断响应时间同步修正ADD A,TL0 ;低8位初值修正MOV TL0,A ;重装初值（低8位修正值）MOV A,#3CH ;高8位初值修正ADDC A,TH0 ;MOV TH0,A ;重装初值（高8位修正值）SETB TR0 ;开启定时器T0DJNZ R4, OUTT0 ;20次中断未到中断退出ADDSS: MOV R4,#14H ;20次中断到（1秒）重赋初值MOV R0,#71H ;指向秒计时单元（71H-72H）ACALL ADD1 ;调用加1程序（加1秒操作）MOV A,R3 ;秒数据放入A（R3为2位十进制数组合）CLR C ;清进位标志CJNE A,#60H,ADDMM ;ADDMM: JC OUTT0 ;小于60秒时中断退出ACALL CLR0 ;大于或等于60秒时对秒计时单元清0MOV R0,#77H ;指向分计时单元（76H-77H）ACALL ADD1 ;分计时单元加1分钟MOV A,R3 ;分数据放入ACLR C ;清进位标志CJNE A,#60H,ADDHH ;ADDHH: JC OUTT0 ;小于60分时中断退出ACALL CLR0 ;大于或等于60分时分计时单元清0MOV R0,#79H ;指向小时计时单（78H-79H）ACALL ADD1 ;小时计时单元加1小时MOV A,R3 ;时数据放入ACLR C ;清进位标志CJNE A,#24H,HOUR ;HOUR: JC OUTT0 ;小于24小时中断退出ACALL CLR0 ;大于或等于24小时小时计时单元清0OUTT0: MOV 72H,76H ;中断退出时将分、时计时单元数据移MOV 73H,77H ;入对应显示单元MOV 74H,78H ;MOV 75H,79H ;POP PSW ;恢复状态字（出栈）POP ACC ;恢复累加器RETI ;中断返回; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 闪动调时程序 ;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;T1中断服务程序，用作时间调整时调整单元闪烁指示INTT1: PUSH ACC ;中断现场保护PUSH PSW ;MOV TL1, #0B0H ;装定时器T1定时初值MOV TH1, #3CH ;DJNZ R2,INTT1OUT ;0.3秒未到退出中断（50MS中断6次）MOV R2,#06H ;重装0.3秒定时用初值CPL 02H ;0.3秒定时到对闪烁标志取反JB 02H,FLASH1 ;02H位为1时显示单元"熄灭"MOV 72H,76H ;02H位为0时正常显示MOV 73H,77H ;MOV 74H,78H ;MOV 75H,79H ;INTT1OUT: POP PSW ;恢复现场POP ACC ;RETI ;中断退出FLASH1: JB 01H,FLASH2 ;01H位为1时，转小时熄灭控制MOV 72H,7AH ;01H位为0时，"熄灭符"数据放入分MOV 73H,7AH ;显示单元（72H-73H），将不显示分数据MOV 74H,78H ;MOV 75H,79H ;AJMP INTT1OUT ;转中断退出FLASH2: MOV 72H,76H ;01H位为1时，"熄灭符"数据放入小时MOV 73H,77H ;显示单元（74H-75H），小时数据将不显示MOV 74H,7AH ;MOV 75H,7AH ;AJMP INTT1OUT ;转中断退出; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 加1子程序 ;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;ADD1: MOV A,@R0 ;取当前计时单元数据到ADEC R0 ;指向前一地址SWAP A ;A中数据高四位与低四位交换ORL A,@R0 ;前一地址中数据放入A中低四位ADD A,#01H ;A加1操作DA A ;十进制调整MOV R3,A ;移入R3寄存器ANL A,#0FH ;高四位变0MOV @R0,A ;放回前一地址单元MOV A,R3 ;取回R3中暂存数据INC R0 ;指向当前地址单元SWAP A ;A中数据高四位与低四位交换ANL A,#0FH ;高四位变0MOV @R0,A ;数据放入当削地址单元中RET ;子程序返回; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 清零程序 ;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;............. ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 时钟调整程序 ;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;当调时按键按下时进入此程序SETMM: cLR ET0 ;关定时器T0中断CLR TR0 ;关闭定时器T0LCALL DL1S ;调用1秒延时程序JB P3.7,CLOSEDIS ;键按下时间小于1秒，关闭显示（省电）MOV R2,#06H ;进入调时状态，赋闪烁定时初值SETB ET1 ;允许T1中断SETB TR1 ;开启定时器T1SET2: JNB P3.7,SET1 ;P3.7口为0（键未释放），等待SETB 00H ;键释放，分调整闪烁标志置1SET4: JB P3.7,SET3 ;等待键按下LCALL DL05S ;有键按下，延时0.5秒JNB P3.7,SETHH ;按下时间大于0.5秒转调小时状态MOV R0,#77H ;按下时间小于0.5秒加1分钟操作LCALL ADD1 ;调用加1子程序MOV A,R3 ;取调整单元数据CLR C ;清进位标志CJNE A,#60H,HHH ;调整单元数据与60比较HHH: JC SET4 ;调整单元数据小于60转SET4循环LCALL CLR0 ;调整单元数据大于或等于60时清0CLR C ;清进位标志AJMP SET4 ;跳转到SET4循环CLOSEDIS: SETB ET0 ;省电（LED不显示）状态。

论文题目：数字电子时钟一、设计题目数字电子钟设计二、设计要求1.能够利用软件设计数字电子钟电路原理图。

2.要求熟悉集成芯片功能。

前言目前市场上提供的无论是机械钟还是石英钟在晚上无照明的情况下都是不可见的。

要知道当前的时间，必须先开灯，故较为不便。

现在市场上出现了这样一类的电子钟，它以六只LED数码管来显示时分秒，与传统的以指针显示秒的方式不同，超越了人们传统的习惯与理念。

数字电子钟是一种用数字显示秒、分、时的计时装置，与传统的机械钟相比，具有走时准确、显示直观、无机械传动装置等优点，因而得到广泛的应用。

如，日常生活中的电子手表，车站、码头、机场等公共场所的大型数显电子钟。

要实现数字电子钟的设计可以由单片机控制或者由数字IC构成。

这里我们要做的是一个由数字IC构成的数字电子钟设计。

目录1 设计功能要求 (1)2 设计方案 (2)3设计中所用到的元器件 (3)3.1译码器 (3)3.2计数器 (4)3.3显示器 (5)3.4振荡器 (5)4 电路设计 (7)4.1时分秒计数器 (7)4.1.1秒计数器的设计 (7)4.1.2分计数器的设计 (8)4.1.3时计数器的设计 (8)4.2校时电路 (9)4.3译码显示电路 (10)4.4总体电路 (11)5器件清单 (13)结束语 (14)致谢 (15)参考文献 (16)附录A 数字电子钟整体体电路图 (17)1 设计功能要求设计一数字钟，该数字钟能够准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间和校时功能。

在电路中，振荡电路提供的1Hz脉冲信号。

在计时出现误差时电路还可以进行校时、校分和校秒的功能。

并且要用数码管显示时、分、秒，各位均为两位显示。

具体要求如下：1.时的计时要求为“23置0”，分和秒的计时要求为60进制。

2.准确计时，以数字形式显示时，分，秒的时间。

3.校正时间。

2 设计方案根据设计要求首先建立了一个多功能数字钟电路系统的组成框图，框图如图2.1所示。

1时钟供电组成时钟电路主要由时钟发生器（时钟芯片）、、、和等组成。

● 时钟芯片时钟芯片主要有S. Winbond、 PhaseLink. C-Media、IC. IMI等几个品牌，主板上见得最多的是ICS和Winbond两种，如图6-1、图6-2所示。

● 晶振时钟芯片通常使用的晶振，如图6-3所示。

晶振与组成一个谐振回路，从晶振的两脚之问产生的输入到时钟芯片，如图6-4所示。

判断品振是否工作，可以用测量晶振两脚分别对地是否有（以上），这是晶振工作的前提条件，再用示波器测量晶振任意一脚是否有与标称频率相同的振荡正弦波输出（这是最准确的方法）。

在没有示波器的情况下，可以直接更换新的晶振和谐振电容，用替换法来排除故障。

2 时钟电路工作原理时钟电路的1=作原理图，如图6-5所示。

时钟芯片有电压输入后（有的时钟芯片还有一组电压），再有一个好信号，表示主板各部位所有的供电止常，于是时钟芯片开始工作。

晶振两脚产生的基本频率输入到时钟芯片内部的，从振荡器出来的基本频率经过“频率扩展锁相网路”进行频率扩展后输入到各个，最后得到不同频率的时钟输出。

初始默认输出频率由频率选择锁存器输入引脚FS（4:0）设置，之后可以通过IIC总线再进行设置。

多数时钟芯片都支持IIC总线控制，通过一根双向的数据线（SD ATA）和一根时钟线（ SCLK）对芯片的时钟输出频率进行设置。

图6-5中：48MHz USB与48MHz DOT为固定48MHz时钟输出；3V66（3：1）共3组为的66MHz时钟输出：CPUCLKT （2:0）共3组为CPU时钟输出；CPUCLKC （2:0）共3组为CPU时钟输出，与CPUCLKT互为；CLK （6:0）共7组为 33MHz 的PCI时钟输出，输出到PCI插槽，有多少个PCI插槽就使用多少组。

主板的时钟分布如图6-6所示，内存总线时钟由北桥供给，部分主板电路设计有独立的内存时钟发生器，如图中虚线所示。

数字时钟设计实验报告一、设计要求：设计一个24小时制的数字时钟。

要求：计时、显示精度到秒；有校时功能。

采用中小规模集成电路设计。

发挥：增加闹钟功能。

二、设计方案：由秒时钟信号发生器、计时电路和校时电路构成电路。

秒时钟信号发生器可由振荡器和分频器构成。

计时电路中采用两个60进制计数器分别完成秒计时和分计时；24进制计数器完成时计时；采用译码器将计数器的输出译码后送七段数码管显示。

校时电路采用开关控制时、分、秒计数器的时钟信号为校时脉冲以完成校时。

三、电路框图：图一数字时钟电路框图四、电路原理图：（一）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，经过调整输出1000Hz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，选用三片74LS290进行级联，因为每片为1/10分频器，三片级联好获得1Hz标准秒脉冲。

其电路图如下：译码器译码器译码器时计数器分计数器秒计数器校时电路秒信号发生器图二秒脉冲信号发生器（二）秒、分、时计时器电路设计秒、分计数器为60进制计数器，小时计数器为24进制计数器。

60进制——秒计数器秒的个位部分为逢十进一，十位部分为逢六进一，从而共同完成60进制计数器。

当计数到59时清零并重新开始计数。

秒的个位部分的设计：利用十进制计数器CD40110设计10进制计数器显示秒的个位。

个位计数器由0增加到9时产生进位，连在十位部计数器脉冲输入端CP，从而实现10进制计数和进位功能。

利用74LS161和74LS11设计6进制计数器显示秒的十位，当十位计数器由0增加到5时利用74LS11与门产生一个高电平接到个位、十位的CD40110的清零端，同时产生一个脉冲给分的个位。

其电路图如下：图三 60进制--秒计数电路60进制——分计数电路分的个位部分为逢十进一，十位部分为逢六进一，从而共同完成60进制计数器。

一、概述本次设计以AT89C51单片机芯片为核心，辅以必要的外围电路，设计了一个简易的电子时钟并且利用单片机自身的定时计数器，使LED 按照一定的时间间隔闪烁，闪烁时间间隔不小于1秒。

在硬件方面，除了CPU 外，使用七段数码管来进行动态扫描。

通过数码管能够比较准确显示时，分，LED 一闪一灭显示秒，设计方面采用C 语言编程，整个电子时钟能完成时间的显示，手动复位等功能。

本系统是基于AT89C51单片机设计的一个具有显示的数字实时时钟的发光二极管，该系统同事具有硬件设计简单，工作稳定性高，价格低廉等优点。

数字单片机的技术进步反应在内部结构，功率消耗，外部电压等级以及制造工艺上。

二、方案论证利用单片机自身的定时计数器，使LED 发光二极管按照一定的时间间隔闪烁，闪烁时间间隔不小于1秒。

方案一：采用AT89C51单片机来做LED 时间闪烁电路，其方案原理框图如下图1所示。

图1 打片机控制设计时钟电路的原理框图方案二：采用电子电路装置安装，其原理框图如下图2所示。

图2 电子电路控制设计时钟电路原理图时钟电路A T89C51 单片机 复位电路按键控制电路LED 显示电路直流5V 电源电路振荡电路控制电路计数器译码器LED 显示电路本设计采用的是方案一，AT89C51单片机构成的数码管显示时钟，硬件设计简单，工作稳定性高，性价比高比较合适。

三、电路设计1.程序流程图程序总体结构示意流程图如下图3所示。

程序从开始运行，设计要求为1秒的闪烁间隔，内容包括了开关中断子程序，以及总体流程。

YNNY图3 程序总体结构示意图2.复位电路AT89C51的复位方式可以是自动复位，也可以是手动复位，复位电路主要是确定开始开关中断 Countor1++（自加1）Counror1==20 D1=~D1（按位取反操作）TH0=(65536-50000)/256（重新赋初值）P1~0口状态改变单片机的起始状态，完成单片机的启动过程，本实验主要采用手动按键复位方式，该复位方式同样具有自动复位功能.当MCS-51单片机的复位引脚RST出现两个周期以上的高电平时，单片机就执行复位操作。

时钟晶振电路工作原理时钟晶振电路是一种用于提供高精度时钟信号的电路，广泛应用于现代电子技术中。

它的工作原理基于晶体振荡现象，通过晶体中的共振使得频率稳定的信号被产生。

本文将对时钟晶振电路的工作原理进行详细介绍。

一、时钟晶振电路基本结构时钟晶振电路由晶体振荡器、振荡放大器以及电路稳定器等部分组成，其基本结构如图1所示。

图1 时钟晶振电路基本结构（引用自电子元器件技术）晶体振荡器是时钟晶振电路的核心部分，它由一个晶体和激励电路组成。

激励电路产生的电信号通过晶体，使得晶体在某一频率下产生共振，从而使时钟信号被产生。

振荡放大器负责放大晶体振荡器产生的信号，使之达到驱动所需要的电平。

电路稳定器用来稳定整个电路的工作电压，以确保电路的稳定性和可靠性。

二、晶体振荡器工作原理晶体振荡器是时钟晶振电路中最核心的部分，其主要工作原理是利用电石晶体的固有机械振动特性，实现稳定的高精度振荡。

二.1电石晶体电石晶体是一种能够产生固有机械振动现象的晶体，其主要成分是二氧化硅（SiO2）。

通过对电石晶体进行加工和结构设计，可以使得其在某一个频率下具有稳定的固有振动，从而实现时钟晶振电路的振荡器部分。

二.2谐振回路谐振回路是晶体振荡器的一个重要组成部分，其主要作用是把激励电路产生的信号输入到晶体中，通过共振使得晶体开始振荡。

谐振回路常用的两种结构如图2所示。

图2 谐振回路结构（引用自电子元器件技术）图2（a）为串联谐振回路，其特点是将晶体和电容串联在一起，形成一个共振回路。

当电路被激励后，晶体处于共振状态，从而实现了振荡的效果。

图2（b）为并联谐振回路，其特点是把晶体和电容并联起来，形成一个并联谐振回路。

并联谐振回路中的谐振频率是由电容和晶体的等效电容以及串联电阻决定的。

二.3电路激励晶体振荡器的最后一个组成部分就是激励电路，其主要作用是向谐振回路中输入激励信号，产生晶体的共振。

激励电路的信号产生方式有很多种，其中最常见的方式是利用谐振回路中的信号放大器，对输入信号进行放大得到有效率的振荡信号。

《嵌入式课程设计》讲义项目1 智能数字万年历一．项目指标分析项目指标要求如下：1. 显示年、月、日、时、分、秒和星期。

2. 实时显示温度。

3. 可手动调整时间。

4. 采用LCD显示。

基于以上要求，核心控制芯片选用STC89C51；时钟芯片选用DS1302；温度传感器选用DS18B20；液晶屏选用LCD1602；设置按键，以便于调整时间。

二．电路原理系统电路功能图如图1所示：图1 智能数字万年历电路功能图由图1可知，P2口控制LCD的数据端；P3.5、P3.6和P3.7控制着LCD的片选、读/写和寄存器选择信号；可调电阻RP2用于调节屏的显示对比度。

P3.4是温度传感器DS18B20的1-wire接口，即片选、时钟和数据信号均由P3.4口控制。

P0.5、P0.6和P0.7是时钟芯片DS1302的SPI接口，为使信号控制更稳定，这三个接口上都上拉了10KΩ电阻；为获得精准的时钟信号，选用频率为32.768KHz的外部晶振对DS1302提供振荡信号。

P0.0-P0.3控制着四个按键，以便于调整时间。

三．程序设计基于这个项目，程序的设计可分成各芯片驱动程序设计和控制算法程序两部分。

1.各芯片的驱动程序设计在写驱动程序时，首先通读芯片手册，以掌握主要技术指标；然后可按照以下3个步骤进行：（1）分清楚各芯片的通信属于哪种接口方式，例如：时钟芯片DS1302按照SPI 接口进行通信；温度传感器DS18B20按照1-wire接口进行通信；液晶屏LCD1602采用常规的并行数据传输方式。

（2）仔细分析芯片时序图，弄清楚片选信号是高电平有效还是低电平有效；数据是在时钟信号的上升沿还是下降沿时打入；数据前还是时钟前等。

（3）将功能程序函数化、驱动程序模块化。

2.控制算法程序设计这里的算法主要集中在如何设置按键识别程序，即便于调整时间，又不影响液晶屏的显示。

这里，提供两种思想以便参考。

（1）循环扫描方式流程图图2 循环扫描方式流程图（2图3 状态机方式流程图将图2和图3比较起来看，两种方式的最大差别在于“10ms消抖时间如何度过？”。

做成时钟,并不难,把十进改成6进就行了如下:1,震荡电路的电容用晶震,记时准确.2, 时:用2块计数器,十位的用1和2(记时脚)两个脚.分:用2块计数器,十位的用1,2,3,4,5,6,(记时脚)6个脚.秒:同分.评论:74系列的集成块不如40系列的,如:用CD4069产生震荡,CD4017记数,译码外加.电压5V.比74LS160 74LS112 74LS00好的.而且CD4069外围元件及少.如有需要我可以做给你.首先需要产生1hz的信号，一般采用CD4060对32768hz进行14分频得到2hz，然后再进行一次分频。

（关于此类内容请参考数字电路书中同步计数器一章）(原文件名:4060.JPG)一种分频电路：(原文件名:秒信号1.JPG)采用cd4518进行第二次分频另一种可以采用cd4040进行第二次分频第三种比较麻烦，是对1mhz进行的分频(原文件名:秒信号2.JPG)介绍一下cd4518：CD4518，该IC是一种同步加计数器，在一个封装中含有两个可互换二/十进制计数器，其功能引脚分别为1～7和9～{15}。

该计数器是单路系列脉冲输入（1脚或2脚；9脚或10脚），4路BCD码信号输出（3脚～6脚；{11}脚～{14}脚）。

此外还必须掌握其控制功能，否则无法工作。

手册中给有控制功能的真值（又称功能表），即集成块的使用条件，如表2所示。

从表2看出，CD4518有两个时钟输入端CP和EN，若用时钟上升沿触发，信号由CP输入，此时EN端应接高电平“1”，若用时钟下降沿触发，信号由EN端输入，此时CP端应接低电平“0”，不仅如此，清零（又称复位）端Cr也应保持低电平“0”，只有满足了这些条件时，电路才会处于计数状态，若不满足则IC不工作。

计数时，其电路的输入输出状态如表3所示。

值得注意，因表3输出是二/十进制的BCD码，所以输入端的记数脉冲到第十个时，电路自动复位0000状态（参看连载五）。

另外，该CD4518无进位功能的引脚，但从表3看出，电路在第十个脉冲作用下，会自动复位，同时，第6脚或第{14}脚将输出下降沿的脉冲，利用该脉冲和EN端功能，就可作为计数的电路进位脉冲和进位功能端供多位数显用。

电子技术课程设计报告设计题目：数字电子时钟班级：学生姓名：学号：指导老师：完成时间：一.设计题目：数字电子时钟二.设计目的：1.熟悉集成电路的引脚安排和各芯片的逻辑功能及使用方法;2.了解数字电子钟的组成及工作原理 ;3.熟悉数字电子钟的设计与制作;三、设计任务及要求用常用的数字芯片设计一个数字电子钟,具体要求如下：1、以24小时为一个计时周期；2、具有“时”、“分”、“秒”数字显示；3、数码管显示电路；4、具有校时功能；5、整点前10秒,数字钟会自动报时,以示提醒；6、用PROTEUS画出电路原理图并仿真验证；四、设计步骤：电路图可分解为：1.脉冲产生电路；2.计时电路；3.显示电路；4校时电路；5整点报时电路;1.脉冲电路是由一个555定时器构成的一秒脉冲,即频率为1HZ；电路图如下：2.计时电路即是计数电路,通过计数器集成芯片如：74LS192 、74LS161、74LS163等完成对秒脉冲的计数,考虑到计数的进制,本设计采用的是74LS192;秒钟个位计到9进10时,秒钟个位回0,秒钟十位进1,秒钟计到59,进60时,秒钟回00,分钟进1；分钟个位计到9进10时,分钟个位回0,分钟十位进1,分钟计到59,进60时,分钟回00,时钟进1；时钟个位记到9进10时,时钟个位回0,时钟十位进1,当时钟计数到23进24时,时钟回00.电路图如下：3.显示电路是完成各个计数器的计数结果的显示,由显示译码器和数码管组成,译码器选用的是4511七段显示译码器,LED数码管选用的是共阴极七段数码管,数码管要加限流电阻,本设计采用的是400欧姆的电阻;电路图如下：4.校时电路通过RS触发器及与非门和与门对时和分进行校准,电路图如下：5.整点报时电路即在时间出现整点的前几秒,数值时钟会自动提醒,本设计采用连续蜂鸣声；根据要求,电路应在整点前10秒开始整点报时,也就是每个小时的59分50秒开始报时,元器件有两个三输入一输出的与门,一个两输入一输出的与门,发生器件选择蜂鸣器;具体电路图如下：六.设计用到的元器件有：与非门74LS00,与门74LS08,74LS11,7段共阴极数码管,计数器芯片74LS192,555定时器,4511译码器,电阻,电容,二极管在电路开始工作时,对计数电路进行清零时会使用到,单刀双掷开关;设计电路图如报告夹纸;七.仿真测试：1.电路计时仿真电路开始计数时：计数从1秒到10秒的进位,从59秒到一分钟的进位,从1分到10分的进位,从59分到一小时的进位,从1小时到10小时的进位,从23小时到24小时的进位,然后重新开始由此循环,便完成了24小时循环计时功能,仿真结果如下：1. 7.2.8.3. 9.4. 10.5. 11.6. 12.13.2.电路报时仿真由电路图可知,U18：A和U18：B的6个输入引脚都为高电平时,蜂鸣器才会通电并发声,当计数器计数到59分50秒是,要求开始报时,而59分59秒时,还在报时,也就是说只需要检测分钟数和秒计数的十位,5的BCD码是4和1,9的BCD码是8和1,一共需要6个测端口,也就是上述的6个输入端口,开始报时时,报时电路状态如图：3.校时电路仿真正常计时校时U15：D和u15:C是一个选通电路,12角接的是秒的进位信号,9角接的是秒的脉冲信号,当SW1接到下引脚时,U15：D接通,u15:C关闭,进位信号通过,计数器的分技术正常计时；当SW1接到上引脚时,U15：D关闭,u15:C接通,校时的秒脉冲通过,便实现了分钟校时,时钟的校时与分钟校时大致相同;八.心得体会以及故障解决设计过程中遇到了一个问题,就是在校时电路开始工作时,校时的选择电路会给分钟和时钟的个位一个进位信号,也就是仿真开始时电路的分钟和时钟个位会有一个1;为了解决这个问题,我采用的是在电路开始工作时,同时给分钟和时钟的个位一个高电平的清零信号来解决,由于时钟的个位和十位的清零端是连在一起的,再加上分钟的个位,在校时小时的时候且当小时跳完24小时时,会给分钟的个位一个清零信号,这时在电路中加一个单向导通的二极管变解决了,具体加在那儿,请参考电路图;在设计过称中,我们也许遇到的问题不止一个两个,而我们要做的是通过努力去解决它；首先我们要具备丰富的基础知识,这是要在学习和实际生活中积累而成的；其次,我们还有身边的朋友同学老师可以请教,俗话说：三人行,必有我师；最后,我们还有网络,当今是个信息时代,网络承载信息的传递,而且信息量非常大,所以我们也可以适当的利用网络资源;通过这次对数字钟的设计与制作,让我了解了设计电路的步骤,也让我了解了关于数字钟的原理与设计理念,要设计一个电路总要先用仿真,仿真成功之后才实际接线;但是仿真是在一个比较好的状态下工作,而电路在实际工作中需要考虑到一些驱动和限流电阻等等,因为,再实际接线中有着各种各样的条件制约和干扰;而且,在仿真中无法成功的电路接法,在实际中因为芯片本身的特性而能够成功;所以,在设计时应考虑两者的差异,从中找出最适合的设计方法;这次学习让我对各种电路都有了大概的了解,所以说,坐而言不如立而行,对于这些电路还是应该自己动手实际操作才会有深刻理解,才能在实际生活和工作中应用起来;。