数字电子时钟设计说明
[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。
电子行业数字电子钟说明书
电子行业数字电子钟说明书概述本说明书旨在向用户介绍并指导使用电子行业数字电子钟。
本产品是一款高精度、多功能的数字电子钟，适用于电子行业及其他需要精确时间记录和显示的场景。
1.高精度：采用了先进的时钟芯片，确保准确的时间显示。
2.多功能：除了基本的时间显示功能，还提供了闹钟、倒计时、计时器等实用功能。
3.大屏幕显示：采用了大尺寸的数字液晶屏幕，清晰明了。
4.多种显示模式：提供了12小时制和24小时制两种时间显示模式，可以根据实际需要进行切换。
•尺寸：150mm x 100mm x 30mm•重量：200g（不含电池）•电源：2节AAA干电池（不包含）•屏幕：大屏幕液晶显示屏•温度范围：0℃ ~ 50℃•湿度范围：10% ~ 90% RH使用方法安装电池1.打开电子钟背部的电池仓盖。
2.按照正负极的标识，正确地安装2节AAA干电池。
3.关上电池仓盖。
时间设置1.电池安装完成后，屏幕将亮起，并显示12:00 AM。
2.按下“设置”按钮，屏幕上会显示时间设置的界面。
3.使用“上”和“下”按钮调整小时、分钟和秒数。
长按“上”或“下”按钮可以快速调整。
4.设置完成后，再次按下“设置”按钮退出设置模式。
闹钟设置1.在时间显示界面，按下“闹钟”按钮进入闹钟设置模式。
2.使用“上”和“下”按钮调整闹钟的小时和分钟。
3.设置完成后，按下“闹钟”按钮保存设置，并返回时间显示界面。
4.在设定的闹钟时间到达时，电子钟将发出蜂鸣声提醒。
倒计时设置1.在时间显示界面，按下“倒计时”按钮进入倒计时设置模式。
2.使用“上”和“下”按钮调整倒计时的小时和分钟。
3.设置完成后，按下“倒计时”按钮保存设置，并返回时间显示界面。
4.在倒计时结束时，电子钟将自动停止并发出蜂鸣声提醒。
计时器功能1.在时间显示界面，按下“计时器”按钮进入计时器模式。
2.按下“开始/暂停”按钮开始计时，再次按下暂停计时。
3.按下“复位”按钮重置计时。
注意事项1.请勿将产品暴露在高温、高湿度或极低温度环境下，以免对电子元件造成损坏。
《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。
LED数码管设计的可调式电子钟说明说
LED数码管设计的可调式电子钟说明说可调式电子钟的设计理念是提供用户多样化的时间显示和闹钟设定选项，以满足用户不同的需求和喜好。
以下是对设计的详细说明：1.数码管显示：LED数码管采用7段共阳极连接方式，每个数码管由7个LED灯组成，通过控制各个LED灯的点亮与否，可以显示0-9的数字。
数码管的显示仿真效果要清晰、鲜明，确保用户可以轻松辨认时间。
2.时间调节功能：可调式电子钟具备时间调节的功能，用户可以通过按钮或旋钮调整时间。
其中旋钮可以实现小时和分钟的调节，而按钮可以实现小时和分钟的增加或减少。
设计时需考虑人机交互的便利性，确保时间调节操作简单明了。
3.闹钟设定：可调式电子钟还具备闹钟功能，用户可以设定一个或多个闹钟时间点。
用户可以通过按钮或旋钮设置闹钟的小时和分钟，还可以设定是否重复响铃。
闹铃可以通过声音、震动或LED灯闪烁等方式提醒用户。
为了避免误操作，设计时需要考虑设置闹钟的过程，确保用户能够轻松设置闹钟。
4.电源供应：可调式电子钟可采用外部电源或内置电池供电。
设计时需考虑到电源的稳定性和可靠性，确保时钟长时间准确运行。
当外部电源断开时，内置电池可以提供备用电源，防止时间设置的丢失。
5.背光功能：可调式电子钟还可以考虑添加背光功能，在光线不好的情况下，用户可以通过按下按钮或通过传感器自动点亮背光。
背光的亮度可以根据用户偏好进行调节。
6.美观设计：除了功能性，可调式电子钟的外观设计也很重要。
设计时可以考虑采用简约设计风格，以及时尚的外壳材料。
同时，数字显示的对齐和间距，以及按钮和旋钮的位置、大小都需要细致推敲，确保整体外观美观大方。
总之，可调式电子钟的设计需要满足用户对时间显示和闹钟功能的需求。
通过合理的控制功能，人性化的设计以及简洁好看的外观，可为用户提供一台方便、易用的电子钟。
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。
数字电子钟设计方案
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。
数字电子钟的设计 数电数字电子钟课程设计
数字电路课程设计报告课程名称数字电路技术基础设计题目数字电子钟的设计所学专业名称电子信息工程班级2008级电信（2）班学号2008210139学生姓名司浩指导教师吕承启2010年6月20 日数字电子技术课程设计报告一、设计目的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，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。
数字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。
因此，我们此次设计与制做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实用方法.且由于数字钟包括组合逻辑电路和时叙电路.通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法.二、设计要求（1）设计指标①时间以12小时为一个周期；②显示时、分、秒；③具有校时功能，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10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。
（2）设计要求①画出电路原理图（或仿真电路图）；②元器件及参数选择；（3）制作要求：自行装配和调试，并能发现问题和解决问题。
（4）编写设计报告写出设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。
三、原理框图1．数字钟的构成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。
（a）数字钟组成框图2．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，可保证数字钟的走时准确及稳定。
不管是指针式的电子钟还是数字显示的电子钟都使用了晶体振荡器电路。
多功能数字电子钟设计
数字逻辑课程设计－多功能数字电子钟多功能数字钟的设计与仿真一.设计任务与要求设计任务：设计一个多功能数字钟。
要求:1.有“时”、“分”、“秒”(23小时５９分59秒）显示且有校时功能。
(设计秒脉冲发生器)2.有整点报时功能。
(选：上下午、日期、闹钟等）3. 用中规模、小规模集成电路及模拟器件实现。
4. 供电方式: 5V直流电源二.设计目的、方案及原理１.设计目的（1）熟悉集成电路的引脚安排。
(2)掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。
(3)了解面包板结构及其接线方法。
（4)了解多功能数字钟的组成及工作原理。
(5）熟悉多功能数字钟的设计与制作2.设计思路(1）设计数字钟的时、分、秒电路。
(2)设计可预置时间的校时电路。
（3)设计整点报时电路。
3.设计过程3．1.总体设计方案及其工作原理为:数字钟原理框图入图1所示，电路一般包括一下几个部分：振荡器、星期、小时、分钟、秒计数器、校时电路、报时电路。
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,但也可以用５55定时器构成。
图1 系统框图数字钟计时的标准信号应该是频率相当稳定的1HZ秒脉冲，所以要设置标准时间源。
数字钟计时周期是24小时，因此必须设置24计数器,秒、分、时由数码管显示。
ﻫ为使数字钟走时与标准时间一致，校时电路是必不可少的。
设计中采用开关控制校时电路“时”“分”“秒”计数器进行校时操作。
3.２.各独立功能部件的设计(１)分、秒计时器(60进制)，时计数器（2４进制），星期计数器（7进制）如下图,图中蓝色线为高电平+5v，绿色为接地线,红色线为时钟脉冲。
获得秒脉冲信号后,可根据６0秒为一分，60分为一小时,24时为一个计数周期的计数规则，分别确定秒、分、时的计数器。
由于秒和分的显示都为60进制,因此他们可有两级十进制计数器组成，其中秒和分的个位为十进数器,十位为六进制计数器,可利用两片74160集成电路来实现。
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一、设计任务
数字电子时钟设计
二、设计要求
1、以数字形式显示时、分、秒的时间；
2、时钟显示周期为24小时；
3、具有校时功能；
4、清零、或计时停止功能。
5、定时控制，其时间自定；
6、正点报时功能，触摸报整点时数或自动报整点数。
三、元件清单
1.七段显示器（共阴极） 10个
2.门电路（74LS00 74LS04 74LS08 74LS21 74LS32）若干
3.译码器（74LS48） 10个
4.十进制计数器（74LS160） 10个
5.数值比较器（74LS85） 4个
6.石英晶体 1个
7.555定时器 1个
8.蜂鸣器、按钮、开关若干
9.电阻、电容、导线等若干
四、设计
1.主要思路
数字钟主要分为秒信号发生部分，计数部分，定时部分，校时部分，蜂鸣器部分五个主要部分组成，用石英晶体振荡构成秒信号发生，将
信号输入计数部分。
计数部分秒计数器，秒，分，时，计数器分别为60进制，60进制，24进制。
计数器输出通过译码器接到显像管，实现时钟的显示。
校时部分为按钮开关与门电路的组合，将时钟信号断开，用按钮开关输入脉冲，调整时间。
定时部分也为计数器，译码器，显像管的结构，不同的是没有时钟输入信号，取而代之的是按钮开关按钮，通过按钮输入脉冲，实现计
数功能。
蜂鸣器部分为555定时器与蜂鸣器的结构，在输入高电平时蜂鸣器会发出声音
通过比较器比较定时部分与计时部分的时间，弱时间相同，则有高
电平输出至蜂鸣器部分。
在整点时输出一个高电平信号，连接到蜂鸣器，实现整点报时功能。
电路原理方框图
2.信号发生部分
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。
图为用反相器
与石英晶体构成的振
荡电路
石英晶体振荡器
选用32768kHz的石英
晶体，发生的信号不
符合始终的要求，但
通过分频，可产生1Hz
的秒信号。
由于32768÷16÷16÷16÷8=1，所以用3个16分频和1个8分频便可解决问题
用4个16进制计数器74LS161组成分频电路，与晶振部分共同组成信号发生部分，如下图。
3.计数部分与显示部分
整个计数器电路由秒计数器、分计数器、时计数器串接而成。
计数器互相之间采用并行接法，将进位输出信号接到置数端实现清零功能。
秒计数器和分计数器各自由一个十进制计数器和一个六进制计数器组成，形成两个六十进制计数器。
时计数器为两个十进制计数器接成二十四制计数器。
上图左为分计数器，右为秒计数器。
时计数器图
4.清零与校时部分
清零功能实现为用一个按钮开关，不按下时一段接到高电平，另一端接在所有计数器的清零端。
当电平开关按下时，所有清零端接地，将所有计数器置零。
校时原理为用手按输入电平信号代替时钟信号。
同样使用电平开关，不过将不按下时接地，按下时接高电平，另一端接至各个计数器的时钟输入端。
校时时，先断开时钟，将所有计数器的ET,EP端接到高电平，接着从按钮输入信号，完成后将ET,EP接至原来的状态，接回时钟。
这里，ET,EP信号和时钟、电平信号的选择用或门电路74LS04实现。
清零与校时部分接线图
定时部分只有分信号和时信号。
与计时部分原理基本相同，不过没有时钟信号，用电平开关输入脉冲取代，为了防止定时部分时间调超，在分信号十位为6，时信号十位为3，和时信号总体为24时清零。
6.比较器与整点报时部分
用4片74LS85比较器两个输入端分别接到计时信号和定时信号，如果输入一致则输出高电平，将高电平输出至蜂鸣器部分。
整点报时部分为一个8输入与非门74LS30,在整点时（即分信号为0时）输出一个高电平。
两部分的输出通过一个或门输出到蜂鸣器部分。
由于蜂鸣器需要一个高电平使之工作，因此使用一片555定时器接成多谐振荡器产生脉冲，将输入信号接至4端，当输入为高电平时555工作，产生脉冲信号，带动蜂鸣器。
根据输出频率的公式
f=1
T
=
1
(R1+2R2)C ln2
电容充电时间，即高电平时间
T1=(R1+R2)C ln2输出脉冲占空比为
q=
R1 R1+R2
为使输入的脉冲更宽，取
R1=128kΩ，R2=1kΩ，C3=C4=10nF
可计算出频率
T≈1.1kHz
因此，蜂鸣器频率取1kHz
8.全电路图
五、仿真过程
在multisim10中仿真能较好的完成预定的功能。
但是由于电路比较复杂，仿真速度很慢。
用函数信号发生器代替晶振信源进行调试，需要将信源调到50MHz才能看到仿真，而且速度也较慢。
不过总体功能都可实现。
六、使用说明
开始前，将开关L断开，K接在下端。
1.停表\计时功能：闭合L，开始计时，断开L，计时停止。
2.清零功能：按下开关R，所有显示清零
3.校时功能：先断开L，再将K接通至上端，接着又X，C调整时；V，B
调整分；N，M调整秒。
调整完成后先将K接回下端，再闭合L。
4.整点报时功能：合上开关T，整点报时功能开启。
5.定时功能：用A，S调整时，D，F调整分，调整完毕后合上G，则会在设
定时间发出响声，断开G，则不发声。
注意事项：
1.校时时，必须先断开L再接K，否则会造成计数错误，同理，校时结束
后要先将K接回低电平再接通L。
2.校时时，注意计数不要超过正常围（秒0~60，分0~60，时0~24），否则
也会造成计数错误。
3.正常运行时不能拨动L。
七、设计小结
1.本次设计涉及到数字电路的大多数知识，在设计过程中也重温了学过的
知识，将遗漏的弄懂，将错误的纠正，本次设计对整个学习过程有很大
的帮助。
2.由于不熟悉软件，设计开始比较吃力，不过随着慢慢的了解，设计也开
始得心应手，能独立解决很多问题。
3.设计是开放新的题目，有很多解决方案，很多时间都用在了方案的优化
上，也加强了自己的设计能力。
4.总的来说，本次设计对本人的课程学习和设计能力都有很大的帮助，虽
然花费了很多时间，但也是值得的。
八、参考资料
1.《数字电子技术基础（第四版）》阎石主编清华大学电子学教研室
组编高等教育
2.《数字电子技术实验》马楚仪编著华南理工大学。