广州大学松田学院
课程设计论文
课程名称：电子工艺与电子技术课程设计
设计题目：电子时钟
姓名：冼菁
学号： 1007010219
班级：电子信息工程二班
2012 年 12 月 12日
目录
摘要 (3)
一设计概述 (4)
1.1 设计目标 (4)
1.2 功能特性 (4)
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)
四设计电路原理图 (10)
五印制板图 (11)
六材料清单 (11)
七设计体会 (12)
参考文献 (15)
附录：实验程序................................................................................................
摘要
1957年,Ventura发明了世界上第一个电子表，从而奠定了电子时钟的基础，电子时钟开始迅速发展起来。现代的电子时钟是基于单片机的一种计时工具，采用延时程序产生一定的时间中断，用于一秒的定义，通过计数方式进行满六十秒分钟进一，满六十分小时进一，满二十四小时小时清零。从而达到计时的功能，是人民日常生活补课缺少的工具。
设计一个周期为24小时，显示满刻度为23时59分59秒，具有校时功的电子时钟。而且当时钟走时出现偏差或者不准确的时候，可以通过人为的手工来进行按键的调整和恢复。
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、动态数码管显示模块校、时模块等部分组成。本次设计中的AT89c52单片机是整个工作过程的核心，也是整个设计的灵魂。它控制了脉冲时序的产生，显示信号的发送控制。同时也考虑到AT89C52单片机来制作电子时钟最大的好处就是可以最大的调整时钟的准确性。
该电子时钟由89C51，BUTTON，六段数码管等构成，采用晶振电路作为驱动电路，由延时程序和循环程序产生的一秒定时，达到时分秒的计时，六十秒为一分钟，六十分钟为一小时，满二十四小时为一天。而电路中唯一的一个控制键却拥有多种不同的功能，按下又松开，可以实现屏蔽数码管显示的功能，达到省电的目的；直接按下不松开，则可以通过按键实现分钟的累加，每按一次分钟加一；而连续两次按下按键不放松，则可实现小时的调节，同样每按一次小时加一。
1 设计目标
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
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。
二设计原理
数字钟是一个将“时”，“分”，“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。它的计时周期为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。因此，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，通过六位LED七段显示器显示出来。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，然后去触发一音频发生器实现报时。校时电路时用来对“时”、“分”、“秒”显示数字进行校对调整的。
1. 计数器电路
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。把它们适当连接就可以构成秒、分、时的计数，实现计时功能。CC4518的符号如图，一个芯片集成了两个完全相同的十进制计数器，其异步清零信号CR是高电平有效。记数脉冲输入CP 和记数允许EN是或关系，即EN=1时，CP脉冲可以通过或门产生上升沿触发记数，反过来如将CP端接低电平（CP=L），则EN端可以加入计数脉冲，用其下降沿经反相通过或门产生上升沿触发计数，计数器输出8421BCD码。
2. 译码和数码显示电路
译码和数码显示电路是将数字钟的计时状态直观清晰地反映出来。可被人们的视觉器官所接受。显示器件选用液晶显示。能显示出清晰直观的数字符号。译码电路的功能是将“秒”“分”“时”计数器的输出代码进行编译，变成相应的数字。用于驱动液晶显示的输入端，便可进行不同数字显示。当数字钟的计数器在CP脉冲的作用下，按60秒为一分，60分为一小时，24小时为1天的计数规律计数时，就应将其状态显示成清晰的数字符号，需要将计数器的状态进行译码并将其显示出来（如图5所示）。
3. 振荡器电路
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，在实验中采用电路由14位二进制串行计数器/分频器和振荡器CD4060、BCD 双主-从D型触发器CD4013构成的秒信号发生器作为时间标准信号源。
4. 校时电路
数字钟电路由于秒输出信号的精确性和稳定性不可能做到完全准确无误，又因为电路中其他的原因数字钟总会产生走时误差的现象。所以，电路中就应该有校准时间功能的电路。校时的方法是给被校时的计时电路引入一个超出常规计时许多倍的快速脉冲信号，从而使计时电路快速达到标准时间。将脉冲信号引到“分”和“时”的脉冲输入端以便快速校准“分”和“时”。
