数字钟原理图
DigitalClock
EDA课程设计报告（数字钟设计）学院：信息科学与技术学院班级：2008050202姓名：杨颉学号：200805020220指导教师：曾伟、吴雄英日期：2011年6月——2011年7月内容摘要随着微电子技术和计算机技术的发展，电子信息产品更新换代的速度日新月异。
实现这种进步的主要原因就是电子设计与制造技术的发展，其核心就是电子设计自动化（EDA，Electronics Design Automation）技术，EDA技术的发展和推广应用极大地推动了电子信息产业的发展。
EDA技术在不同的发展时期有不同的内容，其含义已经不只局限在当初电路版图设计自动化的概念上，而当今的EDA技术更多的是指芯片内的电子系统设计自动化。
本次设计的关于数字钟的EDA实验就是这样的一种体现。
数字钟学习的目的是掌握多位计数器相连的设计方法；掌握十进制、六进制、二十四进制计数器的设计方法；巩固多位共阴极扫描显示数码管的驱动及编码；掌握CPLD、FPGA技术的层次化设计方法；掌握用原理图输入的设计思想以及整个数字系统的设计。
学会电路设计自动化软Protel DXP进行电路板计算机辅助设计的能力以及掌握电路原理图设计和印刷电路板PCB设计的方法和技术。
此数字钟具有时，分显示功能，以12/24小时为计数循环；能实现清零，调节小时，分钟的功能，关键词：EDA、数字钟、计数器、数码管、FPGA、计数器、译码器、DXP、PCB一、课设项目名称数字钟的设计与实现二、课设实验项目的目的和任务Ⅰ．设计目的1. 数字钟学习的目的是掌握多位计数器相连的设计方法；2. 掌握六十进制，十二进制，二十四进制计数器的设计方法；3. 巩固多位共阴级扫描显示数码管的驱动及编码；4. 对利用原理图输入设计相关模块有一定的了解;5. 掌握EDA技术的层次化设计方法；6. 熟悉Protel DXP 2004软件的操作；7. 学会原理图的绘制；8．学会PCB板的制作。
Ⅱ．设计要求1．具有时、分、秒计数且时、分显示功能，以12或24小时循环计时。
数字钟概述
数字钟概述一、数字钟的简介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，具有更长的使用寿命，已得到广泛的使用。
数字钟的设计方法有许多种,例如,可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等。
这些方法都各有其特点，其中利用单片机实现的电子钟具有编程灵活，并便于功能的扩展。
数字钟已成为人们日常生活中不可缺少的生活必需品，广泛地应用于人家庭以及车站、码头、剧场、办公室等家庭和公共场所，给人们的生活，学习，工作，娱乐带来极大的方便[1]。
数字钟一般由振荡器，分频器，译码器，显示器等部分组成，这些都是数字电路中最基本的，应用最广的电路。
当前市场上已有现成数字钟集成电路芯片出售，价格较便宜。
由于数字集成电路技术的发展，采用了先进稳定的石英振荡器技术，使数字钟具有走时准确，性能稳定，携带方便等特点，是目前人们生活和工作不可或缺的报时用品[2]。
二、数字钟的发展前景现在是一个知识爆炸的新时代。
新产品、新技术层出不穷，电子技术的发展更是日新月异。
可以毫不夸张的说，电子技术的应用无处不在，电子技术正在不断地改变我们的生活，改变着我们的世界。
在这快速发展的年代，时间对人们来说是越来越宝贵，在快节奏的生活时，人们往往忘记了时间，一旦遇到重要的事情而忘记了时间，这将会带来很大的损失。
因此我们需要一个定时系统来提醒这些忙碌的人。
数字化的钟表给人们带来了极大的方便。
近些年，随着科技的发展和社会的进步，人们对数字钟的要求也越来越高，传统的时钟已不能满足人们的需求。
多功能数字钟不管在性能还是在样式上都发生了质的变化，有电子闹钟、数字闹钟等等。
单片机在多功能数字钟中的应用已是非常普遍的，人们对数字钟的功能及工作顺序都非常熟悉。
但是却很少知道它的内部结构以及工作原理。
由单片机作为数字钟的核心控制器，可以通过它的时钟信号进行计时实现计时功能，将其时间数据经单片机输出，利用显示器显示出来。
A功能数字钟的电路设计
功能数字钟的电路设计数字钟是采用数字电路实现“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置。
钟表的数字化在提高报时精度的同时，也大大扩展了它的功能，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、定时启闭路灯等。
因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。
1、设计目的1）掌握数字钟的设计、组装与调试方法。
2）熟悉集成电路的使用方法。
2、设计任务与要求1）时钟显示功能，能够以十进制显示“时”、“分”、“秒”。
2）具有校准时、分的功能。
3）整点自动报时，在整点时，便自动发出鸣叫声，时长1s。
选做：1）闹钟功能，可按设定的时间闹时。
2）日历显示功能。
将时间的显示增加“年”、“月”、“日”。
3、数字钟的基本原理及电路设计一个具有计Array时、校时、报时、显示等基本功能的数字钟主要由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器、校时电路、报时电路等七部分组成。
石英晶体振荡器产生的信号经过分频器得到秒脉冲，秒脉冲送入计数器计数，计数结果通过“时”、“分”、“秒”译码器译码，并通过显示器显示时间。
数字钟的整机逻辑框图如下：图 1数字钟整机逻辑图振荡器方案一：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 2 555与RC 组成的多谐振荡器图 分析：图中的C2为保护电容，其取值并没有什么要求。
在本设计中，我假设输出的脉冲的占空比为2/3，并且把555与RC 组成的多谐振荡，参考书本上的方案得出占空比3222121=++=R R R R q 故得到R1=R2。
又有电路的振荡周期T=T1+T2=(R1+2R2)Cln2得T=(R1+2R2)Cln2=103-S 。
我在实验中取电容为10nf 。
带入式中，可以得出R1=R2=48K Ω。
在这里取两个47K Ω电阻和滑动电阻2K Ω。
仿真结果如图所示，误差还是比较低的。
方案二：石英晶体振荡器。
石英晶体振荡器的特点是振荡频率准确、电路结构简单、频率易调整，它是电子钟的核心，用它产生标准频率信号，再由分频器分成秒时间脉冲。
数字钟的设计方法及步骤
四川机电职业技术学院数字电子课程设计说明书题目:数字电子钟院系名称：电子电气工程系专业班级：09电气6班学生姓名：姚瑶学号：0907041114指导教师：刘惠兰、刘廷敏、徐贵仁教师职称：2010年12月15日摘要数字电子钟是采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的设计装置。
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、稳定度远远超过了老式机械钟表。
在数字显示方面，目前还可以直接采用CMOS-LED 光电组合器件，构成模块式石英晶体数字钟。
为了帮助同学们了解数字钟的组成，运用已学过的数字电路基本知识，掌握设计简单数字系统的方法，本课题介绍数字钟的设计制作方法。
关键词：数字集成电路计数器七段数码显示校时电路1设计题目数字电子钟A 纸，页边距为2.5cm数字电子钟是采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的设计装置。
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、稳定度远远超过了老式机械钟表。
在数字显示方面，目前还可以直接采用CMOS-LED 光电组合器件，构成模块式石英晶体数字钟。
为了帮助同学们了解数字钟的组成，运用已学过的数字电路基本知识，掌握设计简单数字系统的方法，本课题介绍数字钟的设计制作方法。
1.1数字钟的组成和工作原理一个简单的数字钟，主要由六部分组成。
整机电路方框图如图1-1所示。
图1-1数字钟整机方框图（宋体，5号）1.1.1石英晶体振荡器模块振荡器主要用来产生时间标准信号。
因为数字钟的精度，主要取决于时间标准信号的频率及其稳定度，所以要产生稳定的时标信号，一般是采用石英晶体多谐振荡器，从数字钟的精度考虑，晶振频率愈高，钏表的计时准确度就愈高。
但这会使振荡器的耗电量增大，分频器的级数也要增多。
所以在确定频率时应考虑两方面的因素，然后再选定石英晶体的型号。
图1-2晶体振荡器之一100kΩ1.1.2分频器模块因为振荡器产生的时标信号频率很高，要使它变成能用来计时的“秒”信号，需要一定级数的分频电路。
多功能数字钟的设计和制作
目录摘要 (1)1数字钟的结构设计及方案选择 (2)1.1振荡器的选择 (2)1.2计数单元的构成及选择 (3)1.3译码显示单元的构成选择 (3)1.4校时单元电路设计及选择 (4)2 数字钟单元电路的设计 (4)2.1振荡器电路设计 (4)2.2时间计数单元设计 (4)2.2.1集成异步计数器74LS390 (5)2.2.2 用74LS390构成秒和分计数器电路 (5)2.2.3用74LS390构成时计数器电路 (6)2.2.4 时间计数单元总电路 (7)2.3译码显示单元电路设计 (7)2.4 校时单元电路设计 (7)2.5整点报时单元电路设计 (1)3 数字钟的实现电路及其工作原理 (9)4电路的搭建与调试 (10)5结束语 (10)参考文献 (11)附录1： (12)摘要数字钟被广泛用于个人家庭及公共场所,成为人们日常生活中的必需品。
诸如定时自动报警、按时自动打铃、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、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。
数字电子钟，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。
数字电子钟有以下几部分组成：振荡器，分频器，60进制的秒、分计时器和12进制计时计数器，秒、分、时的译码显示部分及校正电路等。
关键词：数字钟 555多谐振荡器计数器 74LS390 74LS48数字电子时钟的设计及制作1数字钟的结构设计及方案选择数字钟实际上是一个对标准频率(1HZ)进行计数的计数电路。
主要由振荡器、分频器、计数器、译码器显示器和校时电路组成。
振荡器产生稳定的高频脉冲信号，作为数字钟的时间基准，通常使用石英晶体震荡器，然后经过分频器输出标准秒脉冲，或者由555构成的多谐振荡器来直接产生1HZ的脉冲信号。
秒计数器满60后向分计数器进位，分计数器满60后向小时计数器进位，小时计数器按照“12翻1”规律计数。
数字时钟知识讲解
数字时钟目录一、引言1.1研究背景与意义1.2设计原理二、理论基础与分析2.1 石英晶体振荡器2.2 分频器2.3 时、分、秒计数器的设计2.4 译码显示电路的设计2.5 时间校正电路2.6 工作原理三、结论四、参考文献五、附录一、引言1.1研究背景与意义随着科学技术的不断发展, 人们对时间计量的精度要求越来越高。
高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器, 由于电子钟、石晶表、石英钟都采用了石英技术, 因此走时精确度高, 稳定性好, 使用方便, 不需要经常调校. 数字式电子钟用集成电路计时时, 译码代替机械式传动, 用LED显示器代替指针显示进而显示时间, 减小了计时误差.这种表具有时、分、秒、显示时间的功能, 还可以进行时、分、秒的校对。
片选的灵活性好。
1.2设计原理图1 数字电子钟逻辑框图二、理论基础与分析主体电路由功能部件和单元电路组成。
各功能部件的设计介绍分别为：2.1 石英晶体振荡器振荡器是数字钟的核心,振荡器的稳定度及频率的精确度决定了数字钟计时的准确程度.通常选用石英晶体构成振荡器电路。
一般来说，振荡器的频率越高，计时精度越高。
如下图图2所示为电子手表集成电路中的晶体振荡器电路。
图2 石英晶体振荡电路该电路由F0=32768Hz的石英晶体和一个反向器构成稳定性好、精确度高的时间标准信号源。
利用石英晶体来控制振荡频率, 电阻为反馈元件, 电容C 防止寄生振荡，调节可变电容C1可以对振荡器的频率进行微调，再通过反向器输出频率为32768Hz的方波脉冲信号。
2.2 分频器：石英晶体振荡器产生较高的32768Hz 的频率, 而电子钟需要秒脉冲, 故可采用分频电路实现,分频器的功能主要有两个：（1）产生标准秒脉冲信号。
（2）提供功能扩展电路所需要的信号。
如仿电台报时用的1KHz的高音频信号和500Hz的低音频信号，它可由74LS393（其引脚及功能表见附录）所组成，其电路图为图3所示：图3 分频电路对于单个二进制计数器而言，周期信号从CP端输入，则可以从Q0、Q1、Q2和Q3端分别得到2分频、4分频、8分频和16分频的信号。
数字电子钟讲解
电子制作实训报告题目：数字电子钟班级：09电信姓名：苏欣欣指导教师：赵欣湖北轻工职业技术学院完成日期：2011年4月16日目录第一章概述 3第二章数字电子钟的电路原理 4 第三章电路调试与制作12第四章总结与体会12第五章附录13第一章概述数字钟是采用数字电路实现对.时,分,秒.数字显示的计时装置,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,运运超过老式钟表, 钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地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。
虽然市场上已有现成的数字集成电路芯片出售，价格便宜，使用方便，这里所制作的数字电子可以随意设置时，分的输出，是数字电子中具有体积小、耗电省、计时准确、性能稳定、维护方便等优点。
设计目的（1）加强对电子制作的认识，充分掌握和理解设计个部分的工作原理、设计过程、选择芯片器件、电路的焊接与调试等多项知识。
（2）把理论知识与实践相结合，充分发挥个人与团队协作能力，并在实践中锻炼。
（3）提高利用已学知识分析和解决问题的能力。
（4）提高实践动手能力。
第二章数字电子钟的电路原理数字电子钟的设计与制作主要包括：数码显示电路、计数器与校时电路、时基电路和闹铃报时电路四个部分。
1．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。
显示器件选用FTTL-655SB双阴极显示屏组。
在计数电路输出信号的驱动下，显示出清晰的数字符号。
2．计数器电路LM8560是一种大规模时钟集成电路它与双阴极显示屏组可以制成数字钟钟控电路。
3．校时电路数字钟电路由于秒信号的精确性和稳定性不可能做到完全准确无误，时基电路的误差会累积；又因外部环境对电路的影响，设计产品会产生走时误差的现象。
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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。