数字时钟完整版
设计报告撰写要求
1.设计报告，报告中要包括以下几部分容：
（1）封皮：设计题目，、学号，班级，授课教师【格式见后面附表】
（2）写明设计任务
（3）写出设计题目的原理框图；
（4）完成设计功能所选用的器件，及相应各器件的引脚排列图和功能表；（5）画出综合逻辑电路图；
（6）用仿真软件进行调试的调试过程（即：在调试时遇到了哪些实际问题，你是如何解决的）；
（7）各人在本次设计中的体会和收获。
正文小四号宋体，1.5倍行间距。
课程设计报告
学生:学号：
学院:电气工程学院
班级: 电自1116
题目: 数字时钟设计
指导教师：光烈职称: 2013 年 7月 4 日
一．设计要求
多功能数字钟具有时间显示、闹钟设置、报时功能、校正作用。走时准
确、显示直观、精度、稳定等优点。电路装置十分小巧，安装使用也方便。同时在日期中，它以其小巧，价格低廉，走时精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受广大消费的喜爱。数字钟广泛用于个人家庭，车站，码头办公室等公共场所，成为人们日常生活中不可少的必需品，由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用，使得数字钟的精度，远远超过老式钟表，钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。
数字钟已成为我们生活中不可缺少的必须品，广泛的应用于家庭以及办公室等公共场所。给我们生活、学习、工作、娱乐带来了极大的方便。
本次设计主要是采用555定时器提供定时脉冲，74160集成块作为计时模块，8段数码显示管作为显示工具。应用电子工作平台软件来设计和仿真多功
能数字钟设计，并通过硬件实验的调试来相互验证实际结果。
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。
设计一种多功能数字钟，该数字钟具有基本功能和扩展功能两部分。其中，基本功能部分的有准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间和校时功能。扩展功能部分则具有：定时控制、、自动报整点时数和触摸报正点的功能。数字钟的电路也是由主体电路和扩展电路两部分构成，在电路中，基本功能部分由主体电路实现，而扩展功能部电路实现。这两部分都有一个共同特点就是它们都要用到振荡电路提供的1Hz脉冲信号。在计时出现误差时电路还可以进行校时和校分，为了使电路简单所设计的电路不具备校秒的功能。并且要用数码管显示时、分、秒，各位均为两位显示，扩展部分要有相应的响应电路。分则由扩展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。
总体设计
1.时钟显示功能，能够以十进制显示“时”、“分”、“秒”。其中时为24进制，分秒为60进制。
2. 其他功能扩展：
（1）设计一个电路实现时分秒校准功能。
（2）闹钟功能，可按设定的时间闹时。通过16~32开关控制。
（3）设计一个电路实现整点报时功能等。在59分56秒、57秒、58秒、59秒输出750Hz音频信号，在59分59秒时输出1000Hz信号，音频持续1s，在1000Hz荧屏结束时刻为整点。
（4）设计一个星期电路，0代表周日，123456代表周一到周六。
(5)设计一个秒表电路，用以比赛计时。
本阶段的任务是根据任务要求进行模块划分，提出方案，并进行比较分析，最终找到较优的方案。
该方案的优点是模块部简单，基本不需要额外的电路，该方案结构简单，模块间关系较明确，模块外不需使用较多门电路，但不利于功能扩充。
2.设计功能要求
基本功能：
（1）时的计时要求为“12翻1”和24翻1，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
扩展功能：
（1）定时控制；
（2）仿广播电台报时功能；
（3）自动报整点时数；
（4）触摸报整点时数；
(5)秒表电路，用以比赛计时
(6）星期电路用以提示工作日和周末
二．设计原理及框图
多功能数字钟原理分析
数字电子钟主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，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”可以选择12或24进制计时器，可实现12或24 小时的累计。通过六个LED显示器显示出来，计数出现误差可用校时电路进行校时、校分、校秒。本次所设计的多功能数字钟用到了555定时器、74160递增集成计数器、EWB软件。555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件，74160是4位十进制同步加计数器多功能数字钟原理框架如图1-1所示，电路包括以下几个部分：标准秒信号发生器、显示电路、时分秒计数器、校时电路。
图1所示。图1-1 多功能电子钟的总体框图
主体电路扩展电路
图1
由图1可知，电路的工作原理是：多功能数字钟电路由主体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，扩展电路完成数字钟的扩展功能。
振荡器产生的高脉冲信号作为数字钟的振源，再经分频器输出标准秒脉冲。秒计数器计满60后向分计数器个位进位，分计数器计满60后向小时计数器个位进位并且小时计数器按照“12翻1”的规律计数。计数器的输出经译码器送显示器。计时出现误差时电路进行校时、校分、校秒。扩展电路必须在主
体电路正常运行的情况下才能进行扩展功能。
实现同步60进制计数，可调整
显示使能端 入1有效 调整信号输入
器件说明
555定时器的介绍
555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双极性工艺制作的称为 555，用 CMOS 工艺制作的称为 7555，除单定时器外，还有对应的双定时器 556/7556。555 定时器的电源电压围宽，可在 4.5V~16V 工作，7555 可在 3~18V 工作，输出驱动电流约为 200mA ，因而其输出可与 TTL 、CMOS 或者模拟电路电平兼容。
555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。 555定时器的构成及原理
555定时器的集成电路引脚如2-1图
所示1脚为接地端（GND ）、2脚为低触发
端（TR ）、3脚为输出端 （OUT ）、4脚
为复位端（R ）、5脚为控制电压端
（CO ）、6脚为高触发端（TH ）、7脚为放
电端（D ）、8脚为电源端（VCC ）。
555定时器由分压器、比较器、基本
RS 触发器和放电三极管等部分组成，其部电路图如图2-2所示。分压器由三个5K 的等值电阻串联而成。分压器为比较器1A 、2A 提供参考电压，比较器1
A 的参考电压为cc V 32
，加在同相输入端，比较器2A 的参考电压为cc V 31，加在反相输入端。比较器由两个结构相同的集成运放1A 、2A 组成。高电平触发信号加在1A 的反相输入端，与同相输入端的参考电压比较后，其结果作为基本RS 触发器_
D R 端的输入信号；低电平触发信号加在2A 的同相输入端，与反相输入端的参考电压比较后，其结果作为基本RS 触发器_
D S 端的输入信号。基本RS 触发器的输出状态受比较器1A 、2A 的输出端控制。R 是复位端，当其为0时，555输出低电平。平时该端开路或接V CC 。 图2-1 555定时器电路引