多功能数字钟电路的设计与制作

多功能数字钟电路的设计与制作一、设计任务与要求设计和制作一个多功能数字钟，要求能准确计时并以数字形式显示时、分、秒的时间，能校正时间，准点报时。

方案设计与论证1．数字钟设计原理数字电子钟一般由振荡器、译码器、显示器等几部分电路组成，这些电路都是数字电路中应用最广的基本电路。

振荡器产生的1Hz 的方波，作为秒信号。

秒信号送入计数器进行计数，并把累计的结果以“时”、“分”、“秒”的数字显示出来。

“秒”的计数、显示由两级计数器和译码器组成的六十进制计数电路实现；“分”的计数、显示电路与“秒”的相同；“时”的计数、显示由两级计数器和译码器组成的二十四进制计数电路实现。

所有计时结果由七段数码管显示器显示。

用4个与非门构成调时电路，通过改变方波的频率，进行调时。

最后用与非门和发光二极管构成整点显示部分。

2．总体结构框图如下：图14 总体框图单元电路设计与参数计算3．脉冲产生电路图15 晶振振荡器原理图 图16 555定时器脉冲产生电路原理图振荡器可由晶振组成(如图15)，也可以由555定时器组成。

图16是由555定时器构成的1HZ 的自激振荡器，其原理是：第一暂态2、6端电位为Vcc 31，则输出为高电平，三极管不导通，电容C 充电，此时2、6端电位上升。

当上升至大于Vcc 32时，输出为低电平，三极管导通，电容C 放电，此时2、6端电位下降，下降至Vcc 31时，输出高电平，以此循环。

根据公式C R R f )2(43.121+≈得，此时频率为0.991。

图17 555定时器波形关系 图18 555定时器产生1Hz 方波原理图4．时间计数电路图19 74LS161引脚图74LS161功能表O来自脉冲产生电路的信号先后经过一个十进制计数器和六进制计数器，分别得到“秒”个位、十位后，用六进制计数器得信号再经过一个十进制计数器和六进制计数器得到“分”个位、十位以及“时”个位、十位的计时。

用第二个六进制计数器得信号得到“时”个位、十位。

电子技术课程设计报告书课题名称 多功能数字钟电路的设计与制作姓 名 *************** 学 号 **************** 院、系、部 **************** 专 业 **************** 指导教师*****************2011年 **月**日※※※※※※※※※ ※※ ※※ ※※ ※※※※※※※※※****级学生电子技术 课程设计多功能数字钟电路的设计与制作1 设计目的（1）掌握数字钟的设计、组装和调试方法。

（2）掌握集成电路的使用方法。

2 设计思路（1）设计脉冲发生电路。

（2）设计时钟逻辑电路。

（3）设计时、分校准电路。

3 设计过程3.1总体框图数字钟电路总体方框图如图1所示。

系统总体框图图11.晶体振荡器电路：晶体振荡器电路给数字钟提供一个频率稳定准确的32768Ｈz的方波信号，可保证数字钟的走时准确及稳定。

不管是指针式的电子钟还是数字显示的电子钟都使用了晶体振荡器电路。

2.分频器电路：分频器电路将32768HZ的高频方波信号经32768次分频后得到1Hz的方波信号供秒计数器进行计数。

分频器实际上也就是计数器。

3.时间计数器电路：时间计数电路由秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器及时个位和时十位计数器电路构成，其中秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器为60进制计数器，根据设计要求，时个位和时十位计数器为24进制计数器。

4.译码驱动电路：译码驱动电路将计数器输出的8421BCD码转换为数码管需要的逻辑状态，并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流。

5.整点报时电路：在时间出现整点前数秒内,数字钟会自动报时,以示提醒.其作用方式是发出连续的或有节奏的音频声波,较复杂的也可以是实时语音提示。

3.2方案设计与论证3.2.1脉冲产生电路方案一：由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器作为时间标准信号源。

图1 555与RC组成的多谐振荡器图用555组成的脉冲产生电路: R1=15*103Ω，R2=68*103Ω，C=10μF ，则555所产生的脉冲的为:f=1.43/[(R1+2*R2)*103*10*106=0.947Hz,而设计要求为1Hz,因此其误差为5.3%,在精度要求不是很高的时候可以使用。

吉林建筑大学电气与计算机学院数字电子技术课程设计报告设计题目：多功能数字钟的电路设计专业班级：自动化141学生姓名：学号：指导教师：设计时间：2016.06.20－2016.07.01多功能数字钟的电路设计报告一、设计任务及要求本课程设计的基本任务，通过指导学生循序渐进地独立完成数字电路的设计任务，加深学生对理论知识的理解，有效地提高了学生的动手能力，独立分析问题、解决问题能力，协调能力和创造性思维能力。

侧重提高学生在数字电路应用方面的实践技能，树立严谨的科学作风，培养学生综合运用理论知识解决实际问题的能力。

学生通过电路的设计、安装、调试、整理资料等环节，初步掌握工程设计方法和组织实践的基本技能，逐步熟悉开展科学实践的程序和方法。

设计要求：1.时钟显示功能，能够以十进制显示“时”、“分”、“秒”。

2.具有校时功能，可分别对“时”、“分”进行单独校时。

3.能用硬件成功实现以上各功能。

4.具有整点自动报时功能，整点前的6s自动发出鸣叫声，步长1s，每1s 鸣叫一次，前五响是低音，最后一响为高音。

二、设计的作用、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。

掌握数字钟的设计、组装与调试方法。

熟悉集成电路的使用方法。

三、设计过程1.方案设计与论证1.1系统设计思路能按时钟功能进行小时、分钟、秒计时，能调时调分，能整点报时，使用3个2位数码管显示。

1.2总体方案系统原理框图数字钟实际上是一个对标准频率（1HZ）进行计数的计数电路。

一、多功能数字钟的设计与制作(一)相关知识：多位数（DlGIT）的驱动方式1．如采用直接驱动法驱动4个七段显示器，共需要4×8=32条的I／O线：而采用解码器驱动也要4X4=16条的I／O线，形成了I/O端口的浪费。

2．扫描显示法所需的I/O数为8+n条（n个显示器)，可节省硬件电路。

3．扫描显示法要注意两点：(1)点亮时要让LED得到最大的顺向电流，通常一个LED需要10mA。

在做四位数的扫描时，每一个LED的平均电流值只有1／4的最高电流值，因此扫描时要得到适当的亮度最好有30mA以上的瞬间电流，即将LED的限流电阻降低到20～100Ω。

(2)在切至下一个显示器时，应把上一个先关闭一段时问(约50μs)，再将下一个显示器扫描信号送出，以避免上一个的显示数据显示到下一个显示，即避免鬼影(TBLANK) 的产生．下图为显示器切换时间差示意图。

显示器切换时间差示意图。

4．扫描频率必须高于视觉暂留频率16Hz以卜(即62毫秒以上（二）功能说明1．开机时，显示12：00：00的时间开始计时。

2．P0．0控制“秒”的调整．每按一次加1秒，P0．1控制“分”的调整．每按一次加1分P0.2控制“时”的调整，每按一次加1个小时；（三）硬件：如图所示时钟电路图(四)程序：shiz．ASMORG 00H ;主程序起始地址AJMP START ;跳至主程序ORG 0BH ；TIMER0中断起始地址AJMP TIM0 ；跳至TIMER0中断子程序TIM0START：MOV SP,#70H ；设置堆栈在70HMOV 28H，#00 ；显示寄存器初值为0 0MOV 2AH，#12H ；“时”寄存器l忉值为12HMOV 2BH，#00 ；“分”寄存器初值为0 0HMOV 2CH，#00 ：“秒”寄存器初值为00HMOV TMOD，#00000001B ：设TIMER0为MODElMOV TH0,#HIGH(65536—4000) ；计时中断为4000微秒MOV TL0，#LOW(6553 6—4000)MOV IE，#10000010B ；TIMER0中断使能MOV R4，#250 ；中断250次SETB TR0 j启动TIMER0LOOP：JB P0.0，N2 ；PO．O (秒)按了?不是则跳至N2检查PO．1 ACALL DELAY ；消除抖动MOV A,2CH ；将秒寄存器的值载入AADD A，#01 ；A的内容加1DA A ；做十进位调整MOV 2CH，A ；将A的值存入秒寄存器CJNE A，#60H，N1 ；是否等于60秒？不是则跳至N1MOV 2CH，#00 ；是则清除秒寄存器的值为00N1：JNB P0．0，$ ；P0．0(秒)放开了?ACALL DELAY ；消除抖动N2：JB P0．1，N4 ；p0．1 (分)按下了吗?不是则跳至N4检查P0．2 ACALL DELAY ；消除抖动MOV A，2BH ；将分寄存器的值载入AADD A，#01 ；A的内容加1DA A ；做十进位调整MOV 2BH．A ；将A的值存入分寄存器CJNE A，#60H，N3 ；是否等于60分?不是则跳至N1MOV 2BH．#00 ；是则清除分寄存器的值为00N3：JNB P0．1，$ ；p0．1 (秒)放开了?CALL DELAY ；消除抖动N4：JB P0．2，LOOP ；P0．2 1秒)按下了吗?不足则跳至LOOP CALL DELAY ；消除抖动MOV A，2AH ；将时寄存器的值载入AADD A．#01 ：A的内容加1DA A ；做十进位调整MOv 2AH，A ；将A的值存入时寄存器CJNE A，#24H，N5 ；是否等于24时?不是则跳至N5MOV 2AH，#00 ；是则清除时寄存器的值为00N5：JNB P0．2，$ ；P0．2（秒）放开了?CALL DELAY ：消除抖动JMP LOOPTIM0：MOV TH0，#HIGH(6 553 6—4000) ；重设计时4 000微秒NOV TL0，#LOW(6553 6—4 000)PUSH ACC ：将A的值暂存于堆栈PUSH PSW ；将PSW的值暂存于堆栈DJNZ R4 X2 ：计时1秒MOV R4，#250CALL CLOCK ；调用计时子程序CLOCKCALL DISP ：调用显示子程序X2：CALL SCAN ；调用扫描子程序POP PSW ；至堆栈取叫PSW的值POP ACC ：至堆栈取回ACC的值SCAN：MOV R0，#28H ；(28H)为扫描指针INC @R0 ；扫描指针加lCJHE @R0．#6，X3 ；扫描完6个显示器?不是跳至X3MOV @R0,#0 ；是则扫描指针为0x3: MOV A,@R0 ;扫描指针载入AADD A,#20H ;A加常数20H(显示寄存器地址)=各时间；显示区地址；存入R1=各时间显示地址MOV R1，A ；扫描指针存入AMOV A，@R0 ；将A高低4位交换(P1高4位为扫描值，SW AP A ；低4位为显示数据值）ORL A，@R1 ；扫描值+显示值MOV P1，A ；输出至P1RETCLOCK：MOV A，2CH ；（2CH）为秒寄存器ADD A，#l ；加1秒DA A ；做十进制调整MOV 2CH，A ；存入秒寄存器CJNE A，#60H，X4 ；是否超过60秒?不是则跳至X4MOV 2CH，#00 ；是则清除为00MOV A，2BH ；（2BH)为分寄存器ADD A，#l ；加1分DA A ；做十进制调整MOV 2BH，A ；存入分寄存器CJNE A，#60H．X4 ；是否超过60分?不是则跳至X4MOV 2BH，#00 ；是则清除为0 0MOV A，2AH 7(2AH)为时寄存器ADD A，#l ；加l时DA A ；做十进制调整MOV 2AH，A ；存入时寄存器CJNE A，#24H，X4 ；是否超过24时?不是则跳至x4MOV 2AH．#00 ；是则清除为00X4：RETDISP：MOV R1，#20H ；（20H)为显示寄存器．R1=20HMOV A，2CH ；将秒寄存器的内容存入AMOV B，#10H ；设B累加器的值为10HDIV AB ；A÷B，商(十位数）存入A．余数（个位数) ；存入BNOV @R1，B ：将B的内容仔入（20H)INC R1 ；RI=21HMOV @R1，A ；将A的内容存入（21H)INC R1 ；R1=22HNOV A，2BH ；将分寄存器的内容仃入ANOV B，#10H ；设B累加器的值为10DIV AB ；A÷B，商（十位数)存入A，余数（个位数）；存入BMOV @R1，B ；将B的内容存入（22H）INC Rl ；R1= 23HNOV @R1，A ；将A的内容存入(23H)INC R1 ；R1=24HMOV A，2AH ；将时寄存器的内容存入AMOV B，#10H ；设B累加器的值为10HDIV AB ；A÷B，商（十位数）存入A．余数（个位数) ；存入BM0v @R1，B ；将B的内容存入（24H)INC R1 ；R1=25HMOV @R1，A ；将A的内容存入(25H)RETDELAY：MOV R6，#60 ；5毫秒D1：MOV R7，#248DJNZ R7，$DJNZ R6，D1RETEND。

目录摘要 (1)引言 (2)一、方案选择 (4)（一）何谓单片机 (4)（二）单片机的选择 (4)（三）设计方案论证 (6)（四)具有整点报时和定时闹钟功能的设计 (7)二、硬件设计 (12)（一）最小系统设计 (12)（二）数字钟的外围电路设计 (13)（三）数字时钟设计方案 (18)图2-10 电路原理图 (18)（四）单元电路设计及分析 (18)三、软件设计 (22)（一）系统流程图： (22)（二）设备与仪器 (23)（三）系统调试与分析 (24)（四）分析结果 (25)总结 (27)致谢 (27)参考文献 (29)本系统的设计电路以凌阳单片机SPCE061A作为控制器。

主要由显示电路, 功能控制电路、传感器电路、电压转换电路、遥控电路五部分。

吸收了硬件软件化的思想，大部分功能通过软件来实现，使电路简单明了，系统稳定性大大提高。

本系统不仅成功的实现了要求的基本功能,发挥部分也得到完全的实现,而且有一定的创新功能。

通过多功能数字钟的设计思路，详细叙述了系统硬件、软件的具体实现过程。

论文重点阐述了数字钟硬件中MCU模块、语音模块、时钟模块和相关控制模块等的模块化设计与制作；软件同样采用模块化的设计，包括中断模块、闹钟模块、语音模块、时间调整模块设计，并采用简单流通性强的C语言编写实现。

本设计实现了时间与闹钟的修改功能、语音播报功能、年、月、日和星期的显示功能。

并且通过对比实际的时钟，查找出了误差的来源，确定了调整误差的方法，尽可能的减少误差，使得系统可以达到实际数字钟的允许误差范围内。

关键字：凌阳单片机光耦液晶数字钟单片机自1976年由Intel公司推出MCS-48开始，迄今已有二十多年了。

由于单片机集成度高、功能强、可靠性高、体积小、功耗地、使用方便、价格低廉等一系列优点，目前已经渗入到人们工作和生活的方方面面，几乎“无处不在，无所不为”。

单片机的应用领域已从面向工业控制、通讯、交通、智能仪表等迅速发展到家用消费产品、办公自动化、汽车电子、PC机外围以及网络通讯等广大领域。

电子技术课程设计报告——多功能数字钟电路设计与仿真目录一、实验名称 (1)二、用途 (1)三、主要技术指标 (1)四、设计步骤 (1)1、数字钟的构成 (1)2、各模块设计 (2)（1）石英晶体振荡器 (2)（2）分频器 (3)（3）分秒计时器 (4)(4) 小时计时器 (4)（5）译码器与数码管 (5)（6）校时电路 (6)（7）整点报时电路 (6)（8）闹钟电路 (7)五、电路仿真及调试 (8)六、元器件明细表 (8)七、小结 (10)一、实验名称多功能数字钟电路设计与仿真二、用途数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的钟表。

与机械钟相比具有更高的准确性和直观性，具有更长的使用寿命，已得到广泛的使用。

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，通常使用石英晶体振荡器电路构成数字钟。

三、主要技术指标①时间以24小时为一个周期;②数值显示时、分、秒;③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;④具有整点报时功能,当时间到达整点前5秒进行蜂鸣报时;⑤具有闹钟功能，当时间到达预设的时间进行蜂鸣闹铃；⑥为了保证计时的稳定及准确须由石英晶体振荡器提供时间基准信号。

四、设计步骤1、数字钟的构成数字式计时器应由秒发生装置、计秒，计分，计时部分、时间显示部分、时间校正和闹钟报时等几部分组成。

所涉及的电子器件主要有振荡器、加法计数器、译码器、显示器、寄存器、比较器等。

其中，振荡器组成标准秒信号发生器；由不同进制的计数器、译码器和显示器组成计时，显示系统；寄存器和比较器构成定点报时系统。

其结构原理图如下：该系统的主要工作原理是：①振荡器产生高稳定的高频脉冲信号，作为数字钟的时间基准（系统时钟），再经分频器输出标准秒脉冲信号。

②秒计数器计满60后向分计数器进位，分计数器计满60后向小时计数器进位，小时计数器按照“24翻1”规律计数。

多功能数字钟电路设计多功能数字钟电路设计数字钟是现代生活中常见的电子产品之一，可以显示当前的时间，并且通常还具备闹钟、定时器等功能。

本文将介绍一个多功能数字钟的电路设计。

要设计一个多功能数字钟，我们首先需要选择一个合适的微控制器作为主控芯片。

在本设计中，我们选择了一款功能强大且易于编程的Arduino微控制器。

在电路设计方面，我们需要一个显示器来展示时间和其他功能。

这里我们选择了四位数码管作为显示器，并通过数码管驱动芯片将其与Arduino连接起来。

为了接收时间信号并实现精确的时间显示，我们需要一个实时时钟芯片（RTC）来提供时间基准。

我们选择了DS3231作为RTC芯片，该芯片具有高精度和低功耗的特点。

为了实现闹钟功能，我们需要一个蜂鸣器作为报警器。

通过Arduino控制蜂鸣器的开关，我们可以在设定的时间触发闹钟功能。

此外，我们还可以添加其他功能，比如温度显示、定时器等。

温度显示可以通过添加温度传感器并将其与Arduino连接来实现。

定时器功能可以通过编程实现，利用Arduino的计时器来设置定时任务。

整个电路的设计思路如下：首先，Arduino通过I2C总线与DS3231实时时钟芯片通信，以获取当前的时间。

然后，将时间数据和其他功能数据通过数码管驱动芯片发送到数码管上，实现时间和其他功能的显示。

同时，Arduino还通过GPIO控制蜂鸣器的开关，实现闹钟功能。

如果需要温度显示，Arduino还会通过模拟输入口读取温度传感器的数据，并将其显示在数码管上。

此外，定时任务可以通过编程设置，定时器的触发可以控制其他模块的开关或执行其他操作。

通过这样一个多功能数字钟的设计，我们可以不仅方便地获取当前的时间，还可以实现其他实用的功能。

这种设计适用于家庭、办公室等各种场合，可以提高生活和工作的便利性。

同时，这个设计的实现也展示了使用微控制器和外设芯片来构建和控制各种功能的能力，是对电子设计和嵌入式系统的一种实践。

多功能数字钟设计与制作学生：XX 指导教师：XX内容摘要：多功能数字钟是在具有基本钟表功能的基础上又增加了定时控制、仿广播电台报时功能、自动报整点时数、触摸报整点时数。

这样的数字钟以其超越的功能越来越被更多的人们所接受。

在设计数字钟时可以采用中小规模集成电路组成电子钟；也可以利用专用的电子钟芯片配以显示电路及其所需要的外围电路组成电子钟；还可以利用单片机来实现电子钟等，经过多方面比较后采用多单元电路组成。

这样虽然操作时有很大困难但设计相对清晰易懂，一目了然。

PCB 制作还必须在所有设计和制作结束后，首先经过检测没有问题才能焊接器件。

并进行进一步的检测。

保证电路不能在焊接地方出现短接、漏接现象。

错综复杂的接线来回穿梭在电路板上，需要制作者用有超强的细心耐性，和更灵活的办法。

确保质量！在遇到困难时有一个平静的心理，和良好的素质。

在保证了数字钟在正长运行下，其次一个美观的外表更能让更多人喜欢。

本这个原则开始我们的探索之路。

关键词：译码器计数器校时电路Multifunction digital clock designAbstract:The multi-function digital clock timing control basic watch functions on the basis of, imitation Radio repeater function automatically reported to the whole number of touch reported hours. Digital clock beyond its function is increasingly being accepted by more people. Small and medium-scale integrated circuits can be used in the design of the digital clock electronic clock; can also use a dedicated electronic clock chip together with the display circuit and peripheral circuit electronic clock; can also use the microcontroller to implement the electronic clock, after many aspects of multi-unit comparison circuit. Although the operation very difficult, but the design is relatively clear and easy to understand at a glance.PCB production must also be the end of all design and production, first tested there is no problem to welding device. And further testing. Ensure that the circuit can not be shorted in the welding places bobble phenomenon. The intricate wiring back and forth on the circuit board, require producers to use super careful patience, and a more flexible approach. To ensure quality! In a calm mental difficulties, and good quality. To ensure the digital clock in the positive long run, followed by a beautiful appearance but also allows more people like. With this principle is the beginning of our path of exploration.Keywords:Decoder Counter Timing circuit.目录前言 (1)1 电路设计 (1)1.1 设计方案 (1)1.2 单元电路的设计 (2)1.2.1 主体电路部分 (2)1.2.2 扩展功能电路的设计 (8)2 调试 (11)2.1 主体电路部分 (11)2.1.1 振荡电路部分 (11)2.1.2 计数电路部分 (12)2.1.3 校时电路部分 (13)2.2 扩展电路部分 (13)2.2.1 定时控制 (13)2.2.2 仿广播电台正点报时 (13)2.2.3 自动报整点时数 (13)2.2.4 触摸报整点时数 (14)3 结束语 (15)参考文献 (16)多功能数字钟设计与制作前言数字钟被广泛用于个人家庭,车站,码头、办公室等公共场所,成为人们日常生活中的必需品。

多功能数字钟的设计与实现一、实验目的1．掌握数字钟的设计原理。

2．用微机实验平台实现数字钟。

3．分析比较微机实现的数字钟和其他方法实现的数字钟。

二、实验内容与要求使用微机实验平台实现数字钟。

1．基本要求如下：1)24小时制时间显示。

2)可以随时进行时间校对。

3)整点报时。

4)闹钟功能，要求设置起闹时间时，不影响时钟的正常走时。

2．提高要求1)校时时相应位闪烁。

2)能够设置多个起闹点。

三、实验报告要求１．设计目的和内容２．总体设计３．硬件设计：原理图（接线图）及简要说明４．软件设计框图及程序清单５．设计结果和体会（包括遇到的问题及解决的方法）四、系统总体设计根据设计要求，初步思路如下：1）计时单元由定时/计数器8253的通道0来实现。

定时采用硬件计数和软件技术相结合的方式，即通过8253产生一定的定时时间，然后再利用软件进行计数，从而实现24小时制定时。

8253定时时间到了之后产生中断信号，8253在中断服务程序中实现时、分、秒的累加。

2）时间显示采用实验平台上的6个LED数码管分别显示时、分、秒，采用动态扫描方式实现。

3）校时和闹铃定时通过键盘电路和单脉冲产生单元来输入。

按键包括校时键、闹钟定时键、加1键和减1键等。

4） 报警声响用蜂鸣器产生，将蜂鸣器接到8255的一个端口，通过输出电平的高低来控制蜂鸣器的发声。

系统硬件设计主要利用微机实验平台上的电路模块。

硬件电路主要由键盘电路、单脉冲产生单元、8253定时计数器、8255并行接口单元、8259中断控制器、LED 显示电路和蜂鸣器电路等等。

系统的硬件电路设计框图如图1所示。

图1 硬件电路框图五、硬件设计根据设计思路，硬件电路可通过实验平台上的一些功能模块电路组成，由于实验平台上的各个功能模块已经设计好，用户在使用时只要设计模块间电路的连接，因此，硬件电路的设计及实现相对简单。

完整系统的硬件连接如图2所示。

硬件电路由定时模块、按键模块、数码管显示模块和蜂鸣器模块组成。

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。