下载文档原格式
数字电子技术课程设计报告题目：数字钟的设计与制作专业：电气本一班学号：姓名：指导教师：时间：一、设计内容数字钟设计技术指标：（1）时间以24小时为周期；（2能够显示时,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)计时过程具有报时功能,当时间到达整点前5秒进行蜂鸣报时;(5)为了保证计时的稳定及准确须由晶体振荡器提供表针时间基准信号.二、设计时间：第十五、十六周三、设计要求：（1）画出设计的电路原理图；(2) 选择好元器件及给出参数，在原理图中反应出来；（3）并用仿真软件进行模拟电路工作情况；（4）编写课程报告。
摘要数字钟实际上是一个对标准频率（1Hz）进行计数的计数电路。
振荡器产生的时钟信号经过分频器形成秒脉冲信号，秒脉冲信号输入计数器进行计数，并把累计结果以“时”、“分”、“秒”的数字显示出来。
秒计数器电路计满60后触发分计数器电路，分计数器电路计满60后触发时计数器电路，当计满24小时后又开始下一轮的循环计数。
一般由振荡器、分频器、计数器、译码器、数码显示器等几部分组成。
振荡电路：主要用来产生时间标准信号，因为时钟的精度主要取决于时间标准信号的频率及稳定度，所以采用石英晶体振荡器。
分频器：因为振荡器产生的标准信号频率很高，要是要得到“秒”信号，需一定级数的分频器进行分频。
计数器：有了“秒”信号，则可以根据60秒为1分，24小时为1天的进制，分别设定“时”、“分”、“秒”的计数器，分别为60进制，60进制,24进制计数器，并输出一分，一小时，一天的进位信号。
译码显示：将“时”“分”“秒”显示出来。
将计数器输入状态，输入到译码器，产生驱动数码显示器信号，呈现出对应的进位数字字型。
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可以对分和时进行校时。
另外，计时过程要具有报时功能，当时间到达整点前10秒开始，蜂鸣器1秒响1秒停地响5次。
数字钟的设计
数字钟的设计可以包括以下要素：
1. 数字显示器：数字钟需要一个数字显示器来显示当前的
时间。
可以采用LED或LCD显示器，显示数字0-9等基本数字以及冒号等特殊符号。
2. 时间设置按钮：数字钟需要一个或多个按钮来设置时间。
用户可以通过按下按钮来调整小时、分钟和秒等时间设置。
3. 电路板：数字钟需要一个电路板来控制时间的计数和显示。
电路板上包含微控制器或集成电路芯片，负责处理输
入和输出信号，控制时间的计数和显示。
4. 电源：数字钟需要一个电源来供电。
可以使用电池或直
接接入电源插座。
5. 外壳：数字钟需要一个外壳来保护内部组件，同时也可以起到美观的作用。
外壳材料可以选择塑料、金属或木材等。
6. 时钟机芯：数字钟需要一个时钟机芯，用于稳定时间的计数和显示。
时钟机芯可以是石英机芯、机械机芯或电子机芯等。
7. 其他功能：数字钟还可以添加其他功能，如闹钟、温度显示、日历等。
这些功能可以通过额外的按钮和显示屏来实现。
需要根据实际需求和预算来选择设计数字钟的具体要素和组件。
同时，还需要考虑数字钟的易用性、耐用性和美观性等因素。
设计完成后，还需要进行测试和调整，确保数字钟的正常工作。
一、设计方案1、总体设计方案说明及系统框图:数字钟是计时周期为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.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LED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，控制信号灯亮灭周期。
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。
校时电路时用来对“时”、“分”、“秒”显示数字进行校对调整的。
数字钟实际上是一个对标准频率（1HZ）进行计数的计数电路。
数字电子钟的总体框图如下图所示。
系统框图:2、单元电路设计方案：1）振荡器和分频器振荡器的作用是产生时间标准信号。
数字钟的精度就是主要取决于时间标准信的频率和稳定度。
所以，在实验中采用脉冲信号作为时间标准信号源。
2)计数器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。
把它们适当连接构成秒、分、时的计数，(分计数器中分的个位和十位计数单元的状态转换和秒计数器中的是一样的，只是它要把进位信号传输给时的个位计数单元。
个人收集整理仅供参考学习数字钟电路目录前言：错误!未定义书签。
1.设计目的错误!未定义书签。
2.设计功能要求错误!未定义书签。
3.电路设计错误!未定义书签。
3.1设计方案错误!未定义书签。
3.2单元电路的设计错误!未定义书签。
3.2.1主体电路部分错误!未定义书签。
振荡电路错误!未定义书签。
计数电路错误!未定义书签。
校时电路错误!未定义书签。
译码与显示电路错误!未定义书签。
5.总结错误!未定义书签。
致谢错误!未定义书签。
参考文献错误!未定义书签。
附录错误!未定义书签。
前言：中国是世界上最早发明计时仪器的国家。
有史料记载，汉武帝太初年间（纪元前104-101年）由落下闳创造了我国最早的表示天体运行的仪器——浑天仪。
东汉时期（公元130年）张衡创造了水运浑天仪，为世界上最早的以水为动力的观测天象的机械计时器，是世界机械天文钟的先驱。
盛唐时代，公元725年张遂（又称一行）和梁令瓒等人创制了水运浑天铜仪，它不但能演示天球和日、月的运动，而且立了两个木人，按时击鼓，按时打钟。
第一个机械钟的灵魂——擒纵器用于计时器，这是中国科学家对人类计时科学的伟大贡献。
它比十四世纪欧洲出现的机械钟先行了六个世纪。
第一只石英钟出现在二十世纪二十年代，从三十年代开始得到了推广，从六十年代开始，由于应用半导体技术，成功地解决了制造日用石英钟问题，石英电子技术在计时领域得到了广泛的应用。
并取代机械钟做了更精确的时间标准。
早在1880年，法国人皮埃尔·居里和保罗·雅克·居里就发现了石英晶体有压电的特性，这是制造钟表“心脏”的良好材料。
科学家以石英晶体制成的振荡计时器和电子钟组合制成了石英钟。
经过测试，一只高精度的石英钟表，每年的误差仅为3-5秒。
1942年，著名的英国格林尼治天文台也开始采用了石英钟作为计时工具。
在许多场合，它还经常被列为频率的基本标准，用于日常测量与检测。
大约在 1970 年前后，石英钟表开始进入市场，风靡全球。
一、设计要求1、用AT89C51单片机及接口电路设计一个电子计时器。
（1）系统硬件设计：根据任务要求，完成单片机最小系统及其扩展设计，组成功能完整的系统。
（2）系统软件设计：根据数字电子计时器功能，完成控制软件的编写与调试，并对数码显示进行控制。
2、实现的功能：（1）开机时，电子钟从12:00:00开始自动计时。
（2）设置按键，能对时、分、秒进行调整。
（3）倒计时功能（设定一段时间长度，能实现倒计时显示，时间长减到0时，闪烁提示）。
二、设计思路电子计时器主要由A T89C51、显示模块、控制模块和计时运算模块四大部分组成。
其中控制模块和计时运算模块主要对时、分、秒的数值显示和调整进行操作，并且秒计算到60时，自动清零并向分进1；分计算到60时，自动清零并向时进1；时计算到24时，自动清零。
这样，就形成了循环计时，显示模块主要用来显示当前计数值。
AT89C51是整个设计的核心，主要用来产生定时中断，传输数据和控制各个部件工作。
三、实施步骤1、小组讨论实施方案，组长确定分工。
2、硬件方案设计。
3、软件控制程序设计。
4、调试测试。
5、撰写相关技术文档。
四、分组安排第1、3、5、7、9组一、设计要求1、用AT89C51单片机及接口电路设计一个电子计时器。
（1）系统硬件设计：根据任务要求，完成单片机最小系统及其扩展设计，组成功能完整的系统。
（2）系统软件设计：根据数字电子计时器功能，完成控制软件的编写与调试，并对数码显示进行控制。
2、实现的功能：（1）开机时，电子钟从00:00:00开始自动计时。
（2）设置按键，能对时、分、秒进行调整。
（3）定时功能（设定一段时间长度，定时到后，闪烁提示）。
二、设计思路电子计时器主要由A T89C51、显示模块、控制模块和计时运算模块四大部分组成。
其中控制模块和计时运算模块主要对时、分、秒的数值显示和调整进行操作，并且秒计算到60时，自动清零并向分进1；分计算到60时，自动清零并向时进1；时计算到24时，自动清零。
本次设计题目：数字钟电路设计1 简述数字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，它具有走时准确，显示直观、无机械传动装置等优点，因而得到了广泛的应用。
小到人们日常生活中的电子手表，大到车站、码头、机场等公共场所的大型数显电子钟。
在控制系统中也常用来做定时控制的时钟源。
2 题目要求（1）具用时、分、秒十进制数字显示的计时器功能；（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）具有整点报时功能。
主要集成芯片：3 总体方案设计数字钟由振荡器、分频器、计数器、译码显示、报时等电路组成。
其中振荡器和分频器组成标准秒信号发生器，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60进制的“秒计数器”，每累计60sec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60进制计数器，每累计60min，发出一个“时脉冲”，该信号将被送到“时计数器”。
“时计数器”采用12或24进制计数器，可实现对一天12h 或24h的累计。
译码显示电路将“时”、“分”、“秒”计数器的输出状态通过6位7段译码显示器显示出来，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。
数字钟的原理框图如图2.1所示。
图2.1 数字钟原理框图4 单元电路设计提示本题目的设计采用自下而上的层次电路设计法。
先设计单元电路，再设计总电路。
（1） 秒脉冲产生电路秒脉冲产生电路在此例中的主要功能有两个：一是产生标准脉冲信号，二是可提供整点报时所需要的频率信号。
可用1Hz 的秒脉冲时钟信号源替代。
V11 Hz 5 V图2.2 1Hz 的秒脉冲时钟信号源（2） 秒、分、时计时器电路秒计时器本质上为对1Hz 的秒脉冲时钟信号源进行60进制计数的计数器，其由一个10进制计数器（个位）和一个6进制计数器（十位）串接组成。
个位与十位计数器之间采用同步级联复位方式，将个位计数器的进位输出端RCO 接至十位计数器的时钟信号输入端CLK ，完成个位对十位计数器的进位控制。
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。
数字钟兼钟控定时器设计_课程设计四川航天职业技术学院电子工程系课程设计专业名称：电信课题名称：数字钟兼钟控定时器设计时间： 7>2013年 1月 7 日《数字钟兼钟控定时器课程设计》任务书一、课题名称：数字钟兼钟控定时器二、技术指标：1、显示时间时包括AM、PM、小时、分钟及秒（12小时制）。
2、整点报时时，白天报时，报时时唱一首歌，夜间不报时。
3、双定时在24h内任意时间开启、任意时间关闭家用电器的电源。
4、59min内任意时间倒计时定时功能。
功能键可以调时、调分钟、调开启时间、调关闭时间、调倒计时时间。
三、要求：1、能显示时间。
2、具有整点报时功能。
3、具有双定时功能。
4、能做为闹钟使用。
5、具有倒计时功能。
6、应具有功能设置键。
指导教师：学生：电子工程系―电信2013 年 1月 7日课程设计报告书评阅页课题名称：数字钟兼钟控定时器班级：电信姓名：2013 年 1月 7日指导教师评语：考核成绩：指导教师签名：年月日摘要随着社会的进步，信息化产业的发展，出现的高科技产品的技术含量也越来越来高，数字电子技术的掌握和发展是对新知识新技术接轨的一种直接途径；再加上定时器部分自动设置的结合可以说这也是一个现代化产品。
虽然现在它的技术含量并不高，但我相信通过努力创新和不断的改进与改装，也将会成为一种实用性强、水平高的产品。
可以知道《数字电子钟兼钟控定时器》这是以社会生活相接轨的课题，因此它会得到社会的认可和使用。
数字钟是采用数字电路实现时、分、秒数字显示的计时装置。
由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的使用，使得数字钟的精度、稳定性远远超过了机械钟表，再者数字电子钟在我们的实际生活中经常见到，它的精度、稳定性远远超过了机械钟表，因此得到了广泛的使用。
关键字：数字钟、定时器、高精度、稳定性、LM8364目录一设计工具的简介71.1 Protel DXP简介71.2 数字电子技术简介7二基本原理与方案设计72.1 基本原理72.2 方案设计82.2.1 方案一82.2.2 方案二82. 3 方案论证与比较9三核心器件介绍 103.1 LM8364简介103.2 LM8364内部电路框图113.3 LM8364的功能11四设计过程134.1 60Hz信号产生电路134.2 整点报时电路 164.3 定时闹钟电路 174.4 误报时控制电路17五原理图与PCB板设计185.1 原理图的设计 185.2 PCB板的设计18六安装、调试及功能实现206.1 安装216.2 调试216.3 功能实现及拓展21七总结227.1 总结23参考文献24附录一25附录二26附录三27一设计工具的简介1.1 Protel DXP简介随着科技与技术的发展，手工制作印制板逐渐被软件代替了。
1 引言现代科技的不断发展，电子产品越来越向集成化和多功能方面发展。
人们对电子产品的要求也越来越高。
不论是学生还是工作者都离不开电子产品。
电子时钟在人们的生活中应用很广泛，由于其使用方便、价格低廉、性能稳定，非常受人们的欢迎.2 原理框图图2.1原理框图数字钟电路系统由主电路和扩展电路两大部分组成，其中主体电路完成数字钟的基本功能，扩展电路完成控制电路。
系统工作原理：由振荡器输出稳定的高频脉冲信号作为时间基准,经分频振荡器输出标准的秒脉冲,秒计数器满60向分计数器进位,分计数器满60向小时进位,小时计数器按“12翻1”规律计数，计数器经译码器送到显示器；计数出现误差可用校时电路进行校时、校分、校秒。
并具有可整点报时与定时闹钟的功能。
3 主体电路的设计3.1 振荡器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。
数字显示的电子钟常使用晶体振荡器电路。
如图3.1所示为电子手表集成电路中的晶体振荡器，其内部有15级2分频集成电路所以输出端正好可得到1HZ的标准脉冲。
晶体具有较高的频率稳定性及准确性，从而保证了输出频率的稳定和准确。
图3.1晶体振荡器电路3.2 分频器图3.2分频器电路分频器的功能主要有两个：一是产生标准脉冲信号，二是提供功能扩展电路所需要的信号。
选用中规模集成电路计数器74LS90可以完成上述功能。
如图3.2将三片74LS90进行级联因每片为1/15分频器，三片级联正好获得1HZ的标准脉冲。
有表1得，当74LS90接成BCD十进制计数器时，Q1的输出是输入脉冲CP的2分频，所以第一片74LS90的Q1输出脉冲频率为500HZ3.3 时分秒计数器分和秒计数器都是M=60的计数器，采用中规模集成电路十进制计数器至少需要两片，因为10〈M〈100。
他们的个位都是十进制器，而十位则是六进制计数器，其计数规律为00—01—02—…..—58—59—00。
四川航天职业技术学院电子工程系课程设计专业名称：G11电子信息工程技术课题名称：数字钟兼钟控定时器设计设计人员：杜洁指导教师：简元金2013年1月7 日《数字钟兼钟控定时器课程设计》任务书一、课题名称：数字钟兼钟控定时器二、技术指标：1、显示时间时包括AM、PM、小时、分钟及秒（12小时制）。
2、整点报时，白天报时，报时时唱一首歌，夜间不报时。
3、双定时在24h内任意时间开启、任意时间关闭家用电器的电源。
4、59min内任意时间倒计时定时功能。
5、功能键可以调时、调分钟、调开启时间、调关闭时间、调倒计时时间。
三、要求：1、能显示时间。
2、具有整点报时功能。
3、具有双定时功能。
4、能做为闹钟使用。
5、具有倒计时功能。
6、应具有功能设置键。
指导教师：简元金学生：杜洁电子工程系2013 年1月7日课程设计报告书评阅页课题名称：数字钟兼钟控定时器班级：G11电子信息工程技术2班姓名：杜洁2013 年1月7日指导教师评语：考核成绩：指导教师签名：年月日随着社会的进步，信息化产业的发展，出现的高科技产品的技术含量也越来越来高，数字电子技术的掌握和发展是对新知识新技术接轨的一种直接途径；再加上定时器部分自动设置的结合可以说这也是一个现代化产品。
虽然现在它的技术含量并不高，但我相信通过努力创新和不断的改进与改装，也将会成为一种实用性强、水平高的产品。
可以知道《数字电子钟兼钟控定时器》这是以社会生活相接轨的课题，因此它会得到社会的认可和使用。
数字钟是采用数字电路实现时、分、秒数字显示的计时装置。
由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的使用，使得数字钟的精度、稳定性远远超过了机械钟表，再者数字电子钟在我们的实际生活中经常见到，它的精度、稳定性远远超过了机械钟表，因此得到了广泛的使用。
关键字：数字钟、定时器、高精度、稳定性、LM8364make a summaryAlong with the progress of the society, the development of information industry, the existence of a high-tech product technology content is also more and more high, digital electronic technical control and development of new knowledge is new technology standards of a direct way; Plus part timer is automatically set combination can say this is a modern products. Although now it technical content is not high, but I believe that through the efforts of innovation and improvement and modification, also will become a practical, high level products. Can know the digital electronic clock and clock control timer "it is a social life phase connected topic, so it will be recognized by the society and use. Digital clock is to use digital circuit implementation, minutes and seconds digital display timing device. Due to the development of the digital integrated circuit and the use of quartz crystal oscillator, making digital clock accuracy, stability is far more than the mechanical clock, and furthermore, digital electronic clock in our real life often see, its accuracy, stability is far more than the mechanical clock, so it has been widely used.Key words: digital clock, timer, high precision, stability, LM8364一设计工具的简介...........................................................................................1.1 Protel DXP简介......................................................................................1.2 数字电子技术简介 ................................................................................ 二基本原理与方案设计 ...................................................................................2.1 基本原理...............................................................................................2.2 方案设计...............................................................................................2.2.1 方案一........................................................................................2.2.2 方案二........................................................................................2. 3 方案论证与比较................................................................................... 三核心器件介绍 ..............................................................................................3.1 LM8364简介.........................................................................................3.2 LM8364内部电路框图 ..........................................................................3.3 LM8364的功能 ..................................................................................... 四单元设计 .....................................................................................................4.1 60Hz信号产生电路...............................................................................4.2 整点报时电路 .......................................................................................4.3 定时闹钟电路 .......................................................................................4.4 误报时控制电路.................................................................................... 五原理图与PCB板设计 .................................................................................5.1 原理图的设计 .......................................................................................5.2 PCB板的设计 .......................................................................................六安装、调试及功能实现................................................................................6.1 安装......................................................................................................6.2 调试......................................................................................................6.3 功能实现及拓展.................................................................................... 七元器件清单................................................................................................ 八总结 ............................................................................................................ 参考文献 ....................................................................................................... 附录一................................................................................................................ 附录二................................................................................................................ 附录三................................................................................................................一设计工具的简介1.1 Protel DXP简介随着科技与技术的发展，手工制作印制板逐渐被软件代替了。
