数字电子钟电路的设计
数字电子钟设计报告
数字电子钟一．摘要数字电子钟是一个将“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。
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、校时电路和振荡器组成。
主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”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”计数器的输出状态用七段显示译码器译码，通过七段显示器显示出来。
校时电路时用来对“时”、“分”、“秒”显示数字进行校对调整。
采用74160，74393实现24进制和60进制，从而实现计数功能。
目录一．正文 (3)1.1系统设计 (3)1.11设计原理（数字电子钟结构框图）： (3)1.12石英晶体振荡器 (3)1.2单元电路设计 (4)1.21时、分、秒计数器的设计： (4)1.2.1.1 元器件的选择：74LS160 同步十进制计数器、与非门 (4)1.2.1.2 二十四进制计数器电路图 (5)1.2.1.3 六十进制计数器电路图 (6)1.2.1.4 秒脉冲谐振电路： (6)1．3系统的测试 (8)1.3.1 N进制级联 (8)1.3.2分频器电路 (8)1.3.3.调校电路 (9)1.4 总结 (10)参考文献 (10)附录 (11)1.元器件的明细表 (12)一．正文1.1系统设计1.11设计原理（数字电子钟结构框图）：数字电子钟是一个典型的数字电路系统，其由直流稳压电源，秒脉冲发生器，时、分、秒计数器以及校时和显示电路组成结构框图如下：图表 11.12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，频率易调节。
[数电课程设计数字电子时钟的实现] 电子时钟课程设计
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[数电课程设计数字电子时钟的实现] 电子时钟课程设计课程设计报告设计题目：数字电子时钟的设计与实现班级：学号：姓名：指导教师：设计时间：摘要钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，大大的扩展了原先钟表的报时。
诸如，定时报警、按时自动打铃、时间程序自动控制等，这些，都是以钟表数字化为基础的。
功能数字钟是一种用数字电路实现时、分、秒、计时的装置，与机械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，因此得到了广泛的使用。
从原理上讲，数字钟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，此次设计与制作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使用方法。
通过此次课程设计可以进一步学习与各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。
通过仿真过程也进一步学会了Multisim7的使用方法与注意事项。
本次所要设计的数字电子表可以满足使用者的一些特殊要求，输出方式灵活，如可以随意设置时、分、秒的输出，定点报时。
由于集成电路技术的发展，，使数字电子钟具有体积小、耗电省、计时准确、性能稳定、维护方便等优点。
关键词：数字钟，组合逻辑电路，时序电路，集成电路目录摘要 (1)第1章概述············································3第2章课程设计任务及要求·······························42.1设计任务············································42.2设计要求············································4第3章系统设计··········································63.1方案论证············································63.2系统设计············································63.2.1结构框图及说明·································63.2.2系统原理图及工作原理···························73.3单元电路设计········································83.3.1单元电路工作原理·······························83.3.2元件参数选择···································14第4章软件仿真·········································154.1仿真电路图··········································154.2仿真过程············································164.3仿真结果············································16第5章安装调试··········································175.1安装调试过程········································175.2故障分析············································17第6章结论···············································18第7章使用仪器设备清单··································19参考文献·················································19收获、体会和建议·········································20第1章概述数字集成电路的出现和飞速发展，以及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的机械表，用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的数字钟在数字显示方面，目前已有集成的计数、译码电路，它可以直接驱动数码显示器件，也可以直接采用才COMS--LED光电组合器件，构成模块式石英晶体数字钟。
LED数字电子钟设计电路及工作原理
LED数字电子钟设计电路及工作原理LED 电子钟的制作方法在很多电子报刊杂志上都可以见到，但大多数在断电后都要重新设置时间等参数，给使用带来很多不便。
也有用后备电池作为备用电源的，但往往体积较大。
本文介绍的LED 电子钟克服了以往的弊端，而且采用了家电通用的红外遥控器进行控制，方便使用。
有一路闹铃输出，可以通过遥控器设置闹铃时间及允许与否。
一.工作原理DS1302 为达拉斯公司的一种实时时钟芯片，主要特点是采用串行数据传输，可为掉电保护电源提供可编程的充电功能，并且可以关闭充电功能。
采用普通32768Hz 晶振。
AT89C2051 作为主控芯片，一是对接收到的红外遥控编码进行判断识别，并执行相应的处理;第二就是定期的读取时钟芯片DS1302 中的时间并把小时和肥以示在4 位LED 中;第三就是对设置的闹铃时间与实时时间进行比较，如果时间相同且闹铃允许，那么蜂鸣器就会以1 秒的周期鸣响一分钟，提醒使用者。
如果要停止鸣闹，只要按遥控器相应键就可以关闭闹铃。
闹铃时间保存在DS1302 自带的RAM 中，不需要单独的EEPROM。
二.硬件电路图一为电子钟的原理图IC2 为DS1302，电子爱好者可以向MAXIM 公司索取免费样品。
Y2 为32768 Hz 石英晶振，可以用普通电子表里的。
IC3 为三脚的塑封一体化红外接收头。
LED1-4 为高亮度共阳数码管。
89C2051 所用的晶振Y1 如果没有10MHz 也可以用其他12M 以内的代替，只要修改程序中YS1 和YS2 的延时参数，让其保持延时长度不变就行。
调整R2 可以改变数码管亮度。
P1 口接数码。
多功能数字钟电路设计
多功能数字钟电路设计1设计内容简介数字钟是一个简单的时序组合逻辑电路，数字钟的电路系统主要包括时间显示，脉冲产生，报时，闹钟四部分。
脉冲产生部分包括振荡器、分频器；时间显示部分包括计数器、译码器、显示器；报时和闹钟部分主要由门电路构成，用来驱动蜂鸣器。
2设计任务与要求Ⅰ以十进制数字形式显示时、分、秒的时间。
Ⅱ小时计数器的计时要求为“24翻1”，分钟和秒的时间要求为60进位。
Ⅲ能实现手动快速校时、校分；Ⅳ具有整点报时功能，报时声响为四低一高，最后一响为整点。
Ⅴ具有定制控制（定小时）的闹钟功能。
Ⅵ画出完整的电路原理图3主要集成电路器件计数器74LS162六只；74LS90三只；CD4511六只；CD4060六只；三极管74LS191一只；555定时器1只；七段式数码显示器六只，74LS00 若干；74LS03(OC) 若干；74LS20 若干；电阻若干，等4设计方案数字电子钟的原理方框图如图（1）所示。
该电路由秒信号发生器、“时，分，秒”计数器、译码器及显示器、校时电路、整点报时电路、闹钟定时等电路组成。
秒信号产生器决定了整个计时系统的精度，故用石英晶体振荡器加分频器来实现。
将秒信号送入“秒计时器”，“秒计时器”采用六十进制计数器，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”也采用六十进制计数器，每60分钟，发出一个“时脉冲”，该信号经被送到“时计数器”作为“时计数器”的时钟脉冲，而“时计数器”采用二十四进制计数器，实现“24翻1”的计数方式，可实现对一天二十四小时的累计。
译码显示电路将“时”、“分”、“秒”计数器的输出状态通过七段式显示译码器译码，通过刘伟LED 七段显示器显示出来。
整点报时电路是根据计时系统的输出状态产生一脉冲信号，然后触发一音频发生器实现整点报时，定时电路与此类似。
校时电路是用“时”、“分”、“秒”显示数5电路设计5.1秒信号发生器秒信号发生器是数字钟的核心部分，它的精度和稳定度决定了数字钟的质量，通常用晶体整荡器产生的脉冲经过整形、分频获得1 Hz的秒脉冲。
《电子技术》课程设计报告-数字电子钟设计
《电子技术》课程设计报告-数字电子钟设计一、背景介绍数字电子钟是一个实时的计时器，它可以按照设定的时刻精确地表示时间。
它使用微处理器和时钟芯片来处理时间。
因此，它可以被视为一个微处理器系统，系统中含有存储器、计数器、报警功能等。
最新的电子时钟如石英钟使用特制石英晶片来制定时钟。
由于石英可以产生完美的电振动，因此可以更准确地检测时钟改变。
二、数字电子钟的设计原理1、时钟驱动电子时钟的操作需要一定的时间和精度，主要是依靠特殊的驱动器来实现的。
驱动器有石英、硅、力学和光学等多种。
其中石英芯片是电子时钟的核心部件并且最常用。
可以让电子时钟每秒产生32千分之一秒的精度。
2、晶振电路晶体振荡器电路是将电能转换成振荡信号和时钟信号的基础电路。
在电子时钟中，晶振电路可以将3.3V的DC电源转换成正弦波信号。
3、控制电路控制电路是接收电子时钟信号，并将其转换为可读取的数字信号的电路。
它通过检测当前的时钟值与它预设的标准值，来决定是否需要重新设定。
4、显示电路为了使时间显示准确，显示电路需要有一定的能力，它可以将控制电路经过变换后的数字转化为可视的数字或符号信号，比如LED。
我们首先使用PIC16F628A微控制器来控制数字电子钟，PIC16F628A是一款常用的单片机，在实现数字电子钟的最基本功能时天然的具有很多优势，即具有丰富的I/O口及高性能的CPU。
而在驱动这个数字电子时钟时，我们选择了普通的石英晶振，其工作电压为3.3V，频率为32.768kHz。
它的作用是将电源电压转换成正弦波信号，然后此信号可以被PIC单片机读取，从而实现全电子时钟功能。
在处理每秒钟走过的时间时，我们使用计数器根据晶振输入的时钟信号逐渐计数，而当计数器计数到一定值时，PIC单片机就知道一秒的时间已经过去，然后继续进行计算.最后，我们选用一个4位共阳极数码管来将这些数据转化为显示数字的动作，它从数据地址上读取数据，然后一次送到一位，就可以实时显示电子时钟的实时时间。
数字电子钟逻辑电路设计
数字电子钟逻辑电路设计一、简述数字电子钟是一种用数字显示秒、分、时、日的计时装置,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;数字电子钟的电路组成方框图如图所示;图数字电子钟框图由图可见,数字电子钟由以下几部分组成：石英晶体振荡器和分频器组成的秒脉冲发生器；校时电路；六十进制秒、分计数器,二十四进制或十二进制计时计数器；秒、分、时的译码显示部分等;二、设计任务和要求用中、小规模集成电路设计一台能显示日、时、分、秒的数字电子钟,要求如下：1.由晶振电路产生1Hz标准秒信号;2.秒、分为00～59六十进制计数器;3. 时为00～23二十四进制计数器;4. 周显示从1～日为七进制计数器;5. 可手动校时：能分别进行秒、分、时、日的校时;只要将开关置于手动位置,可分别对秒、分、时、日进行手动脉冲输入调整或连续脉冲输入的校正;6. 整点报时;整点报时电路要求在每个整点前呜叫五次低音500Hz,整点时再呜叫一次高音1000Hz;三、可选用器材1. 通用实验底板2. 直流稳压电源3. 集成电路：CD4060、74LS74、74LS161、74LS248及门电路4. 晶振：32768 Hz5. 电容：100μF/16V 、22pF 、3～22pF 之间6. 电阻：200Ω、10K Ω、22M Ω7. 电位器：Ω或Ω8. 数显：共阴显示器LC5011-119. 开关：单次按键10. 三极管：805011. 喇叭：1 W /4,8Ω四、设计方案提示根据设计任务和要求,对照数字电子钟的框图,可以分以下几部分进行模块化设计;1. 秒脉冲发生器脉冲发生器是数字钟的核心部分,它的精度和稳定度决定了数字钟的质量,通常用晶体振荡器发出的脉冲经过整形、分频获得1Hz 的秒脉冲;如晶振为32768 Hz,通过15次二分频后可获得1Hz 的脉冲输出,电路图如图所示;74LS741Hz图 秒脉冲发生器2. 计数译码显示秒、分、时、日分别为60、60、24、7进制计数器、秒、分均为60进制,即显示00～59,它们的个位为十进制,十位为六进制;时为二十四进制计数器,显示为00～23,个位仍为十进制,而十位为三进制,但当十进位计到2,而个位计到4时清零,就为二十四进制了;周为七进制数,按人们一般的概念一周的显示日期“日、1、2、3、4、5、6”,所以我们设计这个七进制计数器,应根据译码显示器的状态表来进行,如表所示;按表状态表不难设计出“日”计数器的电路日用数字8代替;所有计数器的译码显示均采用BCD—七段译码器,显示器采用共阴或共阳的显示器;表状态表3.校时电路在刚刚开机接通电源时,由于日、时、分、秒为任意值,所以,需要进行调整;置开关在手动位置,分别对时、分、秒、日进行单独计数,计数脉冲由单次脉冲或连续脉冲输入;4.整点报时电路当时计数器在每次计到整点前六秒时,需要报时,这可用译码电路来解决;即当分为59时,则秒在计数计到54时,输出一延时高电平去打开低音与门,使报时声按500Hz频率呜叫5声,直至秒计数器计到58时,结束这高电平脉冲；当秒计数到59时,则去驱动高音1KHz频率输出而鸣叫1声;五、参考电路数字电子钟逻辑电路参考图如图所示;图数字电子钟逻辑电路参考图六、参考电路简要说明1. 秒脉冲电路由晶振32768Hz经14分频器分频为2Hz,再经一次分频,即得1Hz标准秒脉冲,供时钟计数器用;2. 单次脉冲、连续脉冲这主要是供手动校时用;若开关K1打在单次端,要调整日、时、分、秒即可按单次脉冲进行校正;如K1在单次,K2在手动,则此时按动单次脉冲键,使周计数器从星期1到星期日计数;若开关K1处于连续端,则校正时,不需要按动单次脉冲,即可进行校正;单次、连续脉冲均由门电路构成;3. 秒、分、时、日计数器这一部分电路均使用中规模集成电路74LS161实现秒、分、时的计数,其中秒、分为六十进制,时为二十四进制;从图3中可以发现秒、分两组计数器完全相同;当计数到59时,再来一个脉冲变成00,然后再重新开始计数;图中利用“异步清零”反馈到/CR端,而实现个位十进制,十位六进制的功能;时计数器为二十四进制,当开始计数时,个位按十进制计数,当计到23时,这时再来一个脉冲,应该回到“零”;所以,这里必须使个位既能完成十进制计数,又能在高低位满足“23”这一数字后,时计数器清零,图中采用了十位的“2”和个位的“4”相与非后再清零;对于日计数器电路,它是由四个D触发器组成的也可以用JK触发器,其逻辑功能满足了表1,即当计数器计到6后,再来一个脉冲,用7的瞬态将Q4、Q3、Q2、Q1置数,即为“1000”,从而显示“日”8;4．译码、显示译码、显示很简单,采用共阴极LED数码管LC5011-11和译码器74LS248,当然也可用共阳数码管和译码器;5.整点报时当计数到整点的前6秒钟,此时应该准备报时;图3中,当分计到59分时,将分触发器QH置1,而等到秒计数到54秒时,将秒触发器QL置1,然后通过QL与QH相与后再和1s标准秒信号相与而去控制低音喇叭呜叫,直至59秒时,产生一个复位信号,使QL清0,停止低音呜叫,同时59秒信号的反相又和QH相与后去控制高音喇叭呜叫;当计到分、秒从59：59—00：00时,呜叫结束,完成整点报时;6.呜叫电路呜叫电路由高、低两种频率通过或门去驱动一个三极管,带动喇叭呜叫;1KHz和500Hz从晶振分频器近似获得;如图中CD4060分频器的输出端Q5和Q6;Q5输出频率为1024Hz,Q6输出频率为512Hz;。
基于单片机的数字电子时钟设计
基于单片机的数字电子时钟设计数字电子时钟是一种非常常见的电子产品，它可以帮助我们实现精确的时间显示，让我们的生活更加方便。
随着科技的不断发展，数字电子时钟也在不断更新和发展，基于单片机的数字电子时钟已经成为当前最先进的技术之一。
本文将介绍基于单片机的数字电子时钟的设计原理和实现方法。
一、数字电子时钟的设计原理数字电子时钟的实现原理就是把时间信号转换成数字信号，再通过计算机芯片来显示时间。
其中，时间信号可以是电缆信号或者无线信号，并且也可以通过外部的控制电路进行调节。
而计算机芯片可以采用单片机、PLC控制器等方案进行设计。
基于单片机的数字电子时钟，可以使用数字时钟芯片和定时器芯片来完成。
数字时钟芯片是一种能够实现数据的统计、时钟显示等功能的IC芯片，通过将其与定时器芯片相连，就能够实现精确的时间统计和显示。
此外，在设计时还需要进行软硬件电路的优化和调试。
二、基于单片机的数字电子时钟的实现方法1、硬件设计基于单片机的数字电子时钟的硬件设计，主要包含单片机控制电路、显示电路、外设接口电路、供电电路、时钟芯片和定时器芯片等部分。
其中，时钟芯片用于提供精准的时间信号，定时器芯片则用于进行计时，而单片机和外设接口电路则用于控制整个数字电子时钟的功能。
另外，数字电子时钟还需要进行外观设计，通常采用的是数码管或液晶屏幕显示时间。
通过优化电路布局和参数匹配，可以有效地提高整个数字电子时钟的稳定性和精度。
2、软件设计在数字电子时钟的软件设计中，主要包含固件设计和操作系统设计两部分。
固件设计是指对单片机系统进行程序编写、调试和优化，以实现时钟的各种功能；而操作系统设计，则是对固件进行封装，建立起一套完整的操作环境，方便用户进行操作。
在固件设计中，需要考虑到时钟的显示、调节、闹钟、定时等多种功能的实现。
通常，这些功能都会涉及到多个模块和数据结构的设计，需要通过循序渐进的方式逐步实现。
在操作系统设计中，需要对时钟的各种操作进行封装，形成一套完整的操作界面。
数字电子钟设计
数字电子钟设计数字电子钟是指一种通过数字显示时间的钟表。
它是现代化生活中不可或缺的一部分，随着时间的推移，数字电子钟也在不断地演变，设计出更加人性化的功能和操作方式。
下面介绍一下数字电子钟的设计。
一、需求分析在数字电子钟的设计之前，需要对市场需求进行分析。
用户对数字电子钟的需求一般集中在以下几个方面：显示数字清晰，时间准确，操作简单方便，样式美观大方，价格实惠，功能齐全等。
因此，在设计数字电子钟时，需要考虑这些方面的需求。
二、结构设计数字电子钟的结构设计包括：电路设计、显示屏设计和电源设计。
电路设计是数字电子钟的核心，主要指控制数字显示、计时和报时等功能的电路。
电路设计需要满足硬件和软件的要求，确保数字电子钟具有高速度、高精度和高可靠性的特点。
同时，为了方便用户操作，电路设计中需要设置一些指示灯指示模式、报警和定时等功能。
为了保证数字电子钟在长时间使用中不出现故障，电路板的制作需要采用高质量的材料，如陶瓷基板或玻璃纤维板。
显示屏设计是数字电子钟的外观设计，它直接关系到数字电子钟的美观度和实用度。
显示屏必须具备数字清晰、字体美观、对比度高的特点。
常用的显示屏有LED数字管和LCD液晶屏，LED数字管显示清晰、亮度高，但造型单调，适用性较小。
LCD液晶屏则能够呈现更加丰富多彩的界面，造型也更加美观，但价格相对较高。
电源设计是数字电子钟长时间稳定工作的保障。
数字电子钟一般采用市电插头和纽扣电池作为电源，设计制作时需要考虑化学电源和市电设备在使用中产生的漏电和电磁干扰。
为了避免出现电源波动等情况，电源设计中还需要加入节约能源的控制电路和电源滤波器等。
三、功能设计数字电子钟的功能设计是数字电子钟设计时的重要环节之一。
一般来说，数字电子钟的功能包括时间显示、闹钟功能、计时、秒表以及温度和湿度显示等。
这些功能在设计时需要充分考虑用户的需求，设置用户可以自由修改的选项和键盘快捷键等，方便用户掌握和操作。
时间显示是数字电子钟的基础功能。
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江西航空职业技术学院毕业设计说明书（论文）课题名称数字电子钟电路的设计航空电子设备维修专业101332班学生姓名学号15号指导老师技术职称副教授2013年3月10日江西航空职业技术学院毕业设计（论文）任务书学生姓名：刘红亮班级：1013321.毕业设计（论文）题目：数字电子钟电路的设计2.毕业设计（论文）使用的原始资料数据及设计技术要求1：基本概念清楚，基本原理正确；2：电路图设计符合国家有关规范和标准；3：按时参加指导教师辅导，按进度要求完成课程设计任务；4：设计说明书不少于5000字；2.毕业设计（论文）工作内容及完成时间：1：数字电子时钟电路的背景和意义2：数字电子钟电路的系统设计3：数字钟原理图所需原件的作用日期：自2012年12月30日至2013年4月6日指导老师评语：___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________ _____________________指导老师：姚卫华系主任：周延摘要现代生活的人们越来越重视起了时间观念，可以说是时间和金钱划上了等号。
对于那些对时间把握非常严格和准确的人或事来说，时间的不准确会带来非常大的麻烦，所以以数码管为显示器的时钟比指针式的时钟表现出了很大的优势。
数码管显示的时间简单明了而且读数快、时间准确显示到秒。
而机械式的依赖于晶体震荡器，可能会导致误差。
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。
数字钟的精度、稳定度远远超过老式机械钟。
在这次设计中，我们采用LED数码管显示时、分、秒，以24小时计时方式，根据数码管动态显示原理来进行显示，用32768MHz的晶振产生振荡脉冲，定时器计数。
在此次设计中，电路具有显示时间的其本功能，还可以实现对时间的调整。
数字钟是其小巧，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，因此得到了广泛的使用。
关键字：数字钟晶振计数前言集成电路是信息产业和高新技术的核心，是推动国民经济和社会信息化的关键技术。
集成电路的产业规模和技术水平已成为国家综合国力的一个重要标志.集成电路有体积小、功耗小、功能多等优点，因此在许多电子设备中被广泛使用。
电子钟是人们日常生活中常用的计时工具，而数字式电子钟又有其体积小、重量轻、走时准确、结构简单、耗电量少等优点而在生活中被广泛应用，因此本次设计就用数字集成电路和一些简单的逻辑门电路来设计一个数字式电子钟，使其完成时间及星期的显示功能。
本次设计以数字电子为主，分别对1S时钟信号源、秒计时显示、分计时显示、小时计时显示、星期计时显示、整点报时及校时电路进行设计，然后将它们组合，来完成时、分、秒及一星期七天的显示并且有整点报时和走时校准的功能。
并通过本次设计加深对数字电子技术的理解以及更熟练使用计数器、触发器和各种逻辑门电路的能力。
电路主要使用集成计数器，例如74LS160、CD4518，译码集成电路，例如74ls48，LED数码管，分频器电路，例如CD4060，及各种门电路和基本的触发器等，很适合在日常生活中使用。
目录1.设计任务 (9)2.设计方案的选择与论证 (11)3.系统原理 (13)4.单元电路的设计 (15)4.1 振荡电路 (15)4.2 计数电路 (16)4.2.1 60进制计数器 (19)4.2.2 24计数器电路 (20)4.3校时电路 (21)4.4 译码与显示电路 (23)4.5报时电路 (24)5.整体电路 (25)5.1 电路总图 (26)5.2元器件列表 (27)6.总结 (28)参考文献 (29)1.设计任务设计一种多功能数字钟，该数字钟具有准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间和校时功能。
在电路中，基本功能部分由主体电路实现，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。
任务：（1）巩固和提高学过的基础理论和专业知识；（2）提高运用所学专业知识进行独立思考和综合分析、解决实际问题的能力；（3）培养掌握正确的思维方法和利用软件和硬件解决实际问题的基本技能；（4）增强对实际电路的认识，掌握分析处理方法，进行试、计算等基本技能的训练，使之具有一定程度的实际工作能力。
（5）掌握科研、资料查询的基本方法以及获取新知识的能力。
（6）促使我们学习和获取新知识，掌握自我学习的能力。
（7）通过参与实际工作，使我们了解社会和工作，具备一定的实际工作能力（8）通过设计数字电子钟，了解电子钟的工作原理和内部构造基本要求:（1）时间计数器电路采用24进制，从00开始到23后再回到00；（2）各用2位数码管显示时、分、秒；（3）为了保证计时的稳定及准确，由晶体振荡器提供时间基准信号.2.设计方案的选择与论证1.方案设计一个基本的数字钟电路主要由译码显示器、“时”，“分”，“秒”计数器和定时器组成。
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、电路组成。
方案一：首先构成一个CB555定时器产生震荡周期为一秒的标准秒脉冲，由74LS161采用清零法分别组成六十进制的秒计数器、六十进制分计数器、二十四进制时计数器和七进制的周计数器。
使用CB555定时器的输出作为秒记数器的CP脉冲，把秒记数器地进位输出作为分记数器地CP脉冲，分记数器的进位输出作为时记数器的CP脉冲。
方案二：首先构成一个由32768Hz的石英晶体振荡器和由CD4060构成的分频器构成的产生震荡周期为一秒的标准秒脉冲，由74LS160采用清零法分别组成六十进制的秒计数器、六十进制分计数器、二十四进制时计数器和七进制的周计数器。
使用由32768Hz的石英晶体振荡器和由CD4060构成的分频器构成的产生震荡周期为一秒的标准秒脉冲，把秒计数器地进位输出作为分计数器的CP脉冲，分计数器的进位输出作为时计数器的CP脉冲。
使用74LS48为驱动器，Dpy Green-CC数码管作为显示器。
方案三：用专用集成电路设计的秒表&时钟电路。
应用时钟芯片可以驱动6位的7段发光二极管显示时间。
主要特点是：电路设计容易，计时精确，但成本较高。
2.方案论证方案一、方案二和方案三都很正确，但是方案一由555定时器构成的多谐振荡器的震荡频率没有方案二中由石英晶体振荡器的震荡频率稳定，而数字钟要求每天计时误差不超过1s，故方案二比方案一好，另外，方案二所用的元件易于采购，成本也不高，而方案三成本较高。
所以选用方案二。
3.系统原理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。
图1所示为数字钟的一般构成框图。
图1 原理框图⑴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。
⑵分频器电路：分频器电路将32768HZ的高频方波信号经分频后得到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。
⑶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，而根据设计要求，时个位和时十位计数器为24进制计数器。
⑷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。
⑸整点报时电路：一般时钟都应具备整点报时电路功能,即在时间出现整点会自动报时,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。
4.单元电路的设计数字电子钟的设计方法很多种，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。
在本次设计，电路是由许多单元电路组成的，因此首先必须对各个单元电路进行设计。
4.1 振荡电路振荡电路由石英晶体振荡器和分频器产生 1Hz时钟脉冲，下面对石英晶体振荡器和分频器两部分进行介绍。
（1）石英晶体振荡器石英晶体的固有频率十分稳定。
另外石英晶体的振动具有多谐性，除了基频振动外，还有奇次谐次泛音振动，对于石英晶体，既可利用基频振动，也可利用泛音振动。
前者称为基频晶体，后者称为泛音晶体，晶片厚度与振动频率成反比，工作频率越高，要求晶片厚度越薄。
（2）分频器分频器的作用是将由石英晶体产生的高频信号分频成基时钟脉冲信号和扩展部分所需的频率。
在此电路中，分频器的功能主要一是产生标准脉冲信号.在此电路中作为分频器的元件是:CD4518。
CD4518的功能表如下表振荡器和分频器两部分构成振荡电路，它的电路图如图2所示。
图2晶体振荡器构成的秒脉冲电路工作原理：如上图所示，电路由14级二进制串行计数器CD4060和晶体、电阻、电容及BCD同步加法计数器CD4518构成。
电路中利用CD4060组成两部分电路。
一部分是14级分频器，其最高分频数为16384;另一部分是由外接电子表用石英晶体、电阻及电容构成振荡频率为32768Hz的振荡器。
震荡器输出经14级分频后在输出端Q14上得到1/2秒脉冲并送入由1/2 CD4518构成的二分频器，分频后在输出端Q1上得到秒基准脉冲.4.2 计数电路计数器是一种计算输入脉冲的时序逻辑网络，被计数的输入信号就是时序网络的时钟脉冲，它不仅可以计数而且还可以用来完成其他特定的逻辑功能，如测量、定时控制、数字运算等等。
在数字钟电路中，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，而根据设计要求，时个位和时十位计数器为24进制计数器。
有了时间标准“秒”信号后，就可以根据“60秒为1分”、“60分为1小时”、“24小时为1天”的计数周期，分别组成。
将这些计数器适当连接，就可以实现“秒”、“分”、“时”、的计时功能。