数电课设 电子显示钟
数电电子钟课设报告
一、 概 述本次课程设计旨在利用各种集成电路元件设计出一个能12小时的数字时钟，同时也要求能用电路对数字时钟进行校准。
本报告将从数字钟的各个组成分块出发，对原理进行说明，并利用方针软件进行模拟以验证并调试设计。
最终，本次课设将会进行数字钟的整体调试和验证，以确保准确性。
二、 设计任务及要求1.1 设计任务设计一个用数字显示“时”、“分”、“秒”的数字钟电路。
1.2 设计要求（1）准确计时，用数字显示“时”、“分”、“秒”。
（2）小时的计时为12进1，分和秒的计时要求为60进制进位。
（3）选做：校正时间、整点报时、定时闹钟控制。
三、 电路设计3.1设计原理与方案3.1.1 设计电路原理框图3.1.2设计原理方案构思系统的原理框图如上，该数字时钟的时钟脉冲由振荡器和分频器产生，首先由振荡器产生持续不断的脉冲，再由分频器将振荡器产生的脉冲变为标准的秒脉冲并送往秒计数器。
秒计数器产生60秒进1的脉冲送往分计数器。
分计数器再产生60分进1的脉冲送往时计数器，时计数器为12翻1。
同时各计数器模块将与带译码器的显示器相连。
实现数字时钟的功能。
校时电路则同构将分频器产生的秒脉冲分别送往小时与分计数器实现快速校时功能。
3.2单元电路的设计3.2.1 振荡电路的设计震荡电路使用555定时器实现，使其发出1kHz 的信号，经三个十分频器后就可以产生标准秒脉冲，同时，对于555定时器，若要使它发出1 kHz 的信号，即周期为1ms 。
由公式确定两个电阻的阻值，若令 可得出在输出端接上一个电阻保护电路，就可以得到一个输出为1 kHz 信号的振荡器。
3.2.2 分频电路的设计在该电路中分频器的功能主要有两个：（1）将振荡器所发出的1kHz信号变为标准的秒脉冲信号。
（2）是为校时电路和扩展电路提供标准脉冲。
本次电路中使用74ls90来实现分频功能。
74ls90是二——五——十进制计数器，可以组成二、五、十分频电路。
用74ls90组成的十分频电路如下，振荡器的输出信号经过一个74ls90构成的十分频电路后频率变为100Hz，将三个74ls90构成的十分频电路串联，就可以得到1Hz的标准秒脉冲信号。
数字电路课程设计电子数字钟+闹铃
数字电路课程设计电子数字钟+闹铃数字电路课程设计院系：专业：电子信息工程姓名：学号：完成日期：2021 数字钟的设计一、系统功能概述、系统实现的功能：1、具有“时”、“分”、“秒”的十进制数字显示。
2、具有手动校时、校分、校秒的功能。
3、有定时和闹钟功能，能够在设定的时间发出闹铃声。
4、能进行整点报时。
从59分50秒起，每隔2秒发一次低音“嘟”的信号，连续5次，最后一次为高音“嘀”的信号。
、各项设计指标：1、显示部分采用的6个LED显示器，从高位至低位分别显示时、分、秒。
2、有一个设置调闹钟定时时间、正常时间的按钮，选择调的对象。
3、有三个按钮分别调时、分、秒的时间。
4、有一个按钮用作开启/关闭闹铃。
5、另外需要两个时钟信号来给系统提供脉冲信号，使时钟和闹钟正常工作，分别为1Hz、1kHz的脉冲。
二、系统组成以及系统各部分的设计 1、系统结构描述 //要求：系统结构描述，各个模块的功能描述；系统的顶层文件：1、顶层文件图：2、各模块的解释：、7个输入量clk_1khz、clk_1hz、key_slt、key_alarm、sec_set、min_set、hour_set：其中clk_1khz为闹铃模块提供时钟，处理后能产生“嘟”、“嘀”和变化的闹铃声音；clk_1hz为计时模块提供时钟信号，每秒计数一次；key_slt选择设置对象：定时或正常时间；key_alarm能够开启和关闭闹铃；sec_set、min_set、hour_set用于设置时间或定时，与key_slt 相关联。
各按键输出为脉冲信号。
、CNT60_A_SEC模块：这个模块式将clk_1hz这个时钟信号进行60进制计数，并产生一个分钟的触发信号。
该模块能将当前计数值实时按BCD码的格式输出。
将该输出接到两位LED数码后能时时显示秒的状态。
通过alarm_clk可以选择设置对象为时间还是定时值。
在设置时间模式上，key上的一个输入脉冲可以将clk的输入信号加一。
数电课设-数字钟
数字钟一．基本功能1、设计一个数字钟，能够显示当前时间，分别用6个数码管显示小时、分钟、秒钟的时间，秒针的计数频率为1Hz，可由系统脉冲分频得到。
2、在整点进行提示，可通过LED闪烁实现，闪烁频率及花型可自己设计。
3、能够调整小时和分钟的时间，调整的形式为通过按键进行累加。
4、具有闹钟功能，闹钟时间可以任意设定（设定的形式同样为通过按键累加），并且在设定的时间能够进行提示，提示同样可以由LED闪烁实现。
二．扩展功能1、设计模式选择计数器，通过计数器来控制各个功能之间转换。
2、调整当前时间以及闹钟时间，在按键累加的功能不变的基础上，增加一个功能，即当按住累加键超过3秒，时间能够以4Hz的频率累加。
3、用LCD液晶屏来显示当前时间及功能模式。
library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;use ieee.std_logic_arith.all;entity clock isport(clk: in std_logic; --27M晶振key3,key2,key0: in std_logic:='1'; --时、分、模式按钮，下降沿触发ledg: o ut std_logic_vector(2 downto 0):="000"; --整点提示ledr: out std_logic_vector(2 downto 0):="000"; --闹铃hex7,hex6,hex5,hex4,hex3,hex2,hex0,hex1: out std_logic_vector(6 downto 0) --数码管显示);end;architecture a of clock issignal x: integer range 1 to 13500000:=1; --记27M的上升沿个数signal clka: std_logic; --1HZsignal temp1,temp2,temp3,temp4,temp5,temp6: std_logic_vector(3 downto 0):="0000"; --时分秒走时signal xianshi1,xianshi2,xianshi3,xianshi4,xianshi5,xianshi6:std_logic_vector(3 downto 0):="0000"; --数码管显示signal temp0: std_logic_vector(1 downto 0):="00"; --模式显示signal tfen1,tfen2,tshi1,tshi2,nfen1,nfen2,nshi1,nshi2: std_logic_vector(3 downto 0); --调时和闹铃时的分、时的个位和十位signal naoling1,naoling2,naoling3,naoling4: std_logic_vector(3 downto 0); --闹铃调时时的显示begin--分频，产生1HZ的时钟process(clk)beginif clk'event and clk='1' thenx<=x+1;if x=13500000 thenclka<=not clka; --27M每13500000个上升沿clka取反x<=1;end if;end if;end process;--模式选择器，用按键控制，有0、1、2 三种模式process(key0)beginif key0'event and key0='0' thenif temp0="10" then --模式2时，再按键则进入模式0temp0<="00";elsetemp0<=temp0+1;end if;end if;end process;--模式用数码管显示process(temp0)begincase temp0 iswhen "00" => hex0<="1000000";--显示0when "01" => hex0<="1111001";--显示1when "10" => hex0<="0100100";--显示2when others => hex0<="0000000";--显示全亮end case;end process;--模式1时，调时，调节时钟的分process(key2,temp0)beginif temp0="01" thenif key2'event and key2='0' thenif tfen1="1001" then --个位到9，十位加1if tfen2="0101" then --加到59，则归零tfen1<="0000";tfen2<="0000";elsetfen2<=tfen2+1;tfen1<="0000";end if;elsetfen1<=tfen1+1;end if;end if;end if;end process;--模式1时，调时，调节时钟的时process(key3,temp0)beginif temp0="01" thenif key3'event and key3='0' thenif tshi1="1001" then ----个位到9，十位加1tshi1<="0000";tshi2<=tshi2+1;elsif tshi1="0011" and tshi2="0010" then --到23，则归零tshi1<="0000";tshi2<="0000";elsetshi1<=tshi1+1;end if;end if;end if;end process;--模式2时，设定闹铃，设定时钟的分process(key2,temp0)beginif temp0="10" thenif key2'event and key2='0' thenif nfen1="1001" then ----个位到9，十位加1if nfen2="0101" then --加到59，则归零nfen1<="0000";nfen2<="0000";elsenfen2<=nfen2+1;nfen1<="0000";end if;elsenfen1<=nfen1+1;end if;end if;end if;end process;--模式2时，设定闹铃，设定时钟的时process(key3,temp0)beginif temp0="10" thenif key3'event and key3='0' thenif nshi1="1001" then ----个位到9，十位加1nshi1<="0000";nshi2<=nshi2+1;elsif nshi1="0011" and nshi2="0010" then --到23，则归零nshi1<="0000";nshi2<="0000";elsenshi1<=nshi1+1;end if;end if;end if;end process;--三种模式间的显示及传递process(clka,temp0)beginif temp0="01" then --模式1时，传递调时的时，分temp3<=tfen1;temp4<=tfen2;temp5<=tshi1;temp6<=tshi2;xianshi3<=temp3; --模式1时，显示时，分xianshi4<=temp4;xianshi5<=temp5;xianshi6<=temp6;elsif temp0="10" then --模式2时，传递闹铃的时，分naoling1<=nfen1;naoling2<=nfen2;naoling3<=nshi1;naoling4<=nshi2;xianshi3<=naoling1; --模式2时，显示闹铃的时，分xianshi4<=naoling2;xianshi5<=naoling3;xianshi6<=naoling4;elsifclka'event and clka='1' then --正常走时，即temp0=00if temp1="1001" then --秒的个位到9，十位加1if temp2="0101" then --秒到59，则归零，分的个位加1temp1<="0000";temp2<="0000";temp3<=temp3+1;if temp3="1001" then --分的个位到9，十位加1if temp4="0101" then --分到59，则归零，时的个位加1temp3<="0000";temp4<="0000";temp5<=temp5+1;if temp5="1001" then --时的个位到9，十位加1temp5<="0000";temp6<=temp6+1;elsif temp5="0011" and temp6="0010" then --时到23，则归零temp5<="0000";temp6<="0000";end if;elsetemp3<="0000";temp4<=temp4+1;end if;elsetemp3<=temp3+1;end if;elsetemp1<="0000";temp2<=temp2+1;end if;elsetemp1<=temp1+1;end if;----到设置的闹铃时则ledr(0--2)三个灯亮，一分钟后熄灭if temp3=naoling1 and temp4=naoling2 and temp5=naoling3 and temp6=naoling4 thenledr<="111";elseledr<="000";end if;----到整点时时则ledg(0--2)三个灯亮，一分钟后熄灭if temp3="0000" and temp4="0000" thenledg<="111";elseledg<="000";end if;--将走时传递给显示译码xianshi1<=temp1;xianshi2<=temp2;xianshi3<=temp3;xianshi4<=temp4;xianshi5<=temp5;xianshi6<=temp6;end if;end process;----数码管显示译码process(xianshi1,xianshi2,xianshi3,xianshi4,xianshi5,xianshi6) begincase xianshi1 iswhen "0000" => hex2<="1000000";when "0001" => hex2<="1111001";when "0010" => hex2<="0100100";when "0011" => hex2<="0110000";when "0100" => hex2<="0011001";when "0101" => hex2<="0010010";when "0110" => hex2<="0000010";when "0111" => hex2<="1111000";when "1000" => hex2<="0000000";when "1001" => hex2<="0010000";when others => hex2<="1000000";end case;case xianshi2 iswhen "0000" => hex3<="1000000";when "0001" => hex3<="1111001";when "0010" => hex3<="0100100";when "0011" => hex3<="0110000";when "0100" => hex3<="0011001";when "0101" => hex3<="0010010";when others => hex3<="1000000";end case;case xianshi3 iswhen "0000" => hex4<="1000000";when "0001" => hex4<="1111001";when "0010" => hex4<="0100100";when "0011" => hex4<="0110000";when "0100" => hex4<="0011001";when "0101" => hex4<="0010010";when "0110" => hex4<="0000010";when "0111" => hex4<="1111000";when "1000" => hex4<="0000000";when "1001" => hex4<="0010000";when others => hex4<="1000000";end case;case xianshi4 iswhen "0000" => hex5<="1000000";when "0001" => hex5<="1111001";when "0010" => hex5<="0100100";when "0011" => hex5<="0110000";when "0100" => hex5<="0011001";when "0101" => hex5<="0010010";when others => hex5<="1000000";end case;case xianshi5 iswhen "0000" => hex6<="1000000";when "0001" => hex6<="1111001";when "0010" => hex6<="0100100";when "0011" => hex6<="0110000";when "0100" => hex6<="0011001";when "0101" => hex6<="0010010";when "0110" => hex6<="0000010";when "0111" => hex6<="1111000";when "1000" => hex6<="0000000";when "1001" => hex6<="0010000";when others => hex6<="1000000";end case;case xianshi6 iswhen "0000" => hex7<="1000000";when "0001" => hex7<="1111001";when "0010" => hex7<="0100100";when others => hex7<="1000000";end case;hex1<="1111111"; ---关闭hex1数码管end process;end;。
数电课程设计电子钟
数电课程设计电子钟一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握数字电路基础知识，理解电子钟的工作原理。
2. 使学生了解并掌握电子钟各组成部分的功能及相互关系。
3. 培养学生运用数字电路知识分析、设计简单电子系统的能力。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识，设计并搭建电子钟的能力。
2. 培养学生运用电子仪器、设备进行测试、调试和故障排查的能力。
3. 培养学生团队协作、沟通表达及解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术产生兴趣，激发学生学习积极性。
2. 培养学生严谨的科学态度和良好的实验习惯。
3. 培养学生具备创新意识和实践能力，增强学生对我国电子科技发展的自豪感。
课程性质分析：本课程属于电子技术课程，通过设计电子钟，使学生将所学数字电路知识应用于实际项目中，提高学生的实践能力。
学生特点分析：学生具备一定的数字电路基础知识，具有较强的动手能力和探究欲望，对实际应用场景感兴趣。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，培养学生的动手能力、创新能力和团队协作能力。
通过课程目标分解，实现对学生知识、技能和情感态度价值观的全面提升。
二、教学内容1. 数字电路基础知识回顾：逻辑门、组合逻辑电路、时序逻辑电路等。
2. 电子钟工作原理：振荡器、分频器、计数器、显示电路等。
3. 电子钟各组成部分功能及相互关系：晶振、分频器、秒、分、时计数器、显示驱动等。
4. 电子钟设计流程：需求分析、电路设计、仿真测试、硬件搭建、调试优化等。
5. 教学大纲：（1）第一周：回顾数字电路基础知识，介绍电子钟工作原理及各部分功能。
（2）第二周：分析电子钟各组成部分的相互关系，讲解设计流程。
（3）第三周：分组讨论，确定设计方案，进行电路设计和仿真测试。
（4）第四周：硬件搭建，进行调试和优化，确保电子钟正常工作。
6. 教材章节及内容：（1）第四章：数字电路基础，涉及逻辑门、组合逻辑电路等。
（2）第五章：时序逻辑电路，涉及计数器、寄存器等。
太原理工大学数电电子钟课设报告
数字电路逻辑课程设计数字电子钟班级：姓名：同组人：课程设计：数字电子钟一、设计目的1、了解计时器主体电路的组成及工作原理；2、熟悉集成电路及有关电子器件的使用；3、熟练使用multisim仿真软件，在其上仿真；4、通过实际电路方案的分析比较、设计计算、元件选取、安装调试等环节，初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。
二、设计内容1、设计一个具有时、分、秒显示的电子钟（23小时59分59秒），具有手动校时校分功能。
2、用中小规模集成电路组成电子钟，并在实验箱上进行组装、调试。
3、选做（1）闹钟系统；（2）整点报时：从59分50秒起，每隔2s发出一次低音“嘟”的信号，连续五次，最后一次要求高音“嘀”的喜好，此信号结束即达到正点；（3）日历系统；三、设计原理1、二十四进制计数器利用计数器的计数功能：当LOAD=ENT=CLR’=ENP=1时，CLK端输入计数脉冲时计数器就开始进行8421BCD码的规律进行十进制加法计数，当低位片计数到4，同时高位片计数到2时，用一个与非门使两芯片同时清零。
计数器开始为另一轮新的计数，同时实现了24进制计数。
2、六十进制计数器与二十四进制计数器相似，用两片74ls160实现六十进制计数器。
当低位计数器计数到9后向高位进位并且低位清零；当高位计数到5，同时低位出现进位后，利用与非门实现向下一级的进位，同时高低位全部清零，计数器开始新一轮的计数，实现六十进制数。
四、设计方案1、电子钟由石英晶体振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器、校时电路组成。
石英晶体振荡器产生的喜好经过分频器作为秒脉冲，秒脉冲进入计数器，计数器结果通过时分秒译码器显示时间。
数字钟框图如图所示：数字钟框图五、元器件选择主要芯片：74ls160、74ls00、74ls04、74ls30等等。
74ls160 74ls0074ls04 74ls3023 译码器 5959 校时电路 时计数器 分计数器 秒计数器分频器石英晶体振荡器译码器 译码器六、在multisim中搭建电路并运行仿真仿真电路图如下图所示1、显示系统2、校时系统3、报时系统七、实际电路验证1、操作过程（1）列出元件清单，领取所需器件，检测芯片的好坏；（2）由于要使用数码显示，所以首先要检查实验箱的好坏；（3）按照事先设计好的仿真电路图搭建实际电路，逐级实现逻辑功能；（4）尝试选作功能的实现；（5）完成实验，做好清理工作。
电子数字时钟课程设计报告（数电）
电子数字时钟课程设计报告（数电）第一篇：电子数字时钟课程设计报告(数电)数字电子钟的设计1.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。
1.1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； 1.2 设计要求1、电路设计原理说明2、硬件电路设计(要求画出电路原理图及说明)3、实物制作：完成的系统能达到题目的要求。
4、完成3000字的课程设计报告2.功能原理2.1 数字钟的基本原理数字电子钟由信号发生器、“时、分、秒”计数器、LED数码管、校时电路、整点报时电路等组成。
工作原理为时钟源用以产生稳定的脉冲信号，作为数字种的时间基准，要求震荡频率为1HZ，为标准秒脉冲。
将标准秒脉冲信号送入“秒计数器”，该计数器采用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，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进制计数器，可以实现24小时的累计。
LED数码管将“时、分、秒”计数器的输出状态显示。
校时电路是来对“时、分、秒”显示数字进行校对调整。
2.2 原理框图3.功能模块3.1 振荡电路多谐振荡器也称无稳态触发器，它没有稳定状态，同时无需外加触发脉冲，就能输出一定频率的矩形波形（自激振荡）。
数电课程——电子钟设计报告(正文)
多功能数字钟的电路设计报告一、设计题目：多功能数字钟的电路设计二、设计任务和要求：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。
三、原理电路设计：一个具有计时、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。
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：方案比较与选择：（1）振荡器方案二：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。
555与RC组成的多谐振荡器图方案二：采用石英晶体振荡器经过分频得到这一时间脉冲信号。
石英晶体振荡器图方案三：由集成逻辑门与RC组成的时钟源振荡器。
门电路与RC组成的多谐振荡器图方案分析：用555组成的脉冲产生电路: R1=15*103Ω，R2=68*103Ω，C=10μF ，则555所产生的脉冲的为:f=1.43/[(R1+2*R2)*103*10*106=0.947Hz,而设计要求为1Hz,因此其误差为5.3%,在精度要求不是很高的时候可以使用。
石英晶体振荡电路:采用的32768晶体振荡电路,其频率为32.768kHz,然后再经过15分频电路可得到标准的1Hz的脉冲输出.R的阻值,对于TTL门电路通常在0.7～2KΩ之间;对于CMOS门则常在10～100MΩ之间。
由门电路组成的多谐振荡器的振荡周期不仅与时间常数RC有关，而且还取决于门电路的阈值电压VTH，由于VTH容易受到温度、电源电压及干扰的影响，因此频率稳定性较差，只能用于对频率稳定性要求不高的场合。
综上分析，选择方案二，石英晶体振荡电路能够作为最稳定的信号源。
（2）分频器时间标准信号的频率很高，要得到秒脉冲，需要分频电路。
在本设计中选择32.768kHz的石英晶振。
数字电路课程设计数字电子钟
数字电路逻辑设计课程设计学校：学院：专业班级：姓名：学号：同组人：课程设计题目数字电子钟设计要求1. 设计一个具有时、分、秒显示的电子钟（23小时59分59秒）。
2. 该电子钟应具有手动校时、校分得功能。
3. 整点报时。
从59分50秒起，每隔2s发出一次“嘟”的信号。
连续5次，最后1次信号结束即达到正点。
设计方案1. 数字电子钟基本工作原理和整体设计方案数字钟实际上是一个对标准频率进行计数的计数电路。
它的计时周期是24小时，由于计数器的起始时间不可能与标准时间（如北京时间）一致所以采用校准功能和报时功能。
数字电子钟是由石英晶体振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器和校时电路组成，石英晶体振荡器产生的信号经过分频器作为秒脉冲，秒脉冲送入计数器，计数结果通过时、分、秒译码器显示时间。
秒脉冲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。
时计数器采用24进制计时器，可实现对一天24小时的计时。
译码显示电路将“时”、“分”、“秒”计数器的输出状态通过显示驱动电路，七段显示译码器译码，在经过六位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个脉冲信号，然后去触发一音频发生器实现报时。
校准电路时用来对“时”、“分”、“秒”显示数字进行校对调整的。
数字电子钟逻辑框图如下：2. 数字电子钟单元电路设计、参数计算和元件芯片选择（1）石英晶体振荡器和分频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。
它还具有压电效应，在晶体的某一方向加一电场，则在与此垂直的方向产生机械振动，有了机械振动，就会在相应的垂直面上产生电场，从而机械振动和电场互为因果，这种循环过程一直持续到晶体的机械强度限止时，才达到最后稳定。
[数电课程设计数字电子时钟的实现] 电子时钟课程设计
[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。
数电课程设计电子钟说明书
1 前言随着科学技术的发展和现代生产力的提高，各个行业都在追求精确和效率，而唯有精确的时钟才能反应出各行业技术的准度与精度。
无论什么行业都离不开钟表，而钟表的数字化给人们的生产和生活带来了极大的方便，它几乎取代了传统的机械时钟，使得其准确度更高、实用性更强。
因此时钟的数字化使其功能更加丰富，使用更佳便利。
数字钟电路是一个典型的数字电路系统，其由时、分、秒计数器以及校时和显示电路组成。
利用60进制和24进制递增计数器子电路构成的数字钟系统。
在数字钟电路中由两个60进制同步递增计数器完成秒、分计数，由一个24进制同步递增计数器实现小时计数。
本设计就是运用所学集成电路的工作原理和使用方法，在单元电路的基础上进行小型数字系统设计的一个数字电子时钟，可完成0时00分00秒～23时59分59秒的计时功能，并在控制电路的作用下具有快速调整时间、显示时分秒和整点报时功能。
秒、分、时计数器之间采用同步级联方式。
利用555多谐振荡器产生的秒脉冲，可以通过调节RP对时间进行校准，并可使用K1、K2、K3实现调整时间的功能。
通过74HC161完成计时功能，再通过数码管来实现显示时间功能，最后用74LS00八输入与非门和由555定时器组成的多谐振荡器连接实现时钟整点报时功能。
设计时采用中小规模集成电路实现，主要培养分析问题解决问题的能力，提高设计电路，调试电路的实验技能。
2 方案比较2.1 方案一此方案数字电子钟由信号发生器、“时、分、秒”计数器、译码器及显示器、校时电路、整点报时电路等组成。
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555构成的振荡器加分频器来实现。
将标准秒脉冲信号送入“秒计数器”，该计数器采用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，发出一个“时脉冲”信号，该信号将被送到“时计数器”。
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课程设计说明书学生姓名:郎坤学号：0907240405学院:自动化工程学院班级: 自动094题目: 数字显示电子钟指导教师：田海军兰建军职称: 高级实验师2012年1月11日目录1、设计要求 (1)2、设计目的 (1)3、电路结构分析 (2)3.1 数字钟的构成及总体框架图 (3)3.2数字显示钟工作原理 (3)3.2.1秒脉冲发生器的设计 (4)3.2.2、60进制计数器 (5)3.2.3 、24进制计数器 (6)3.2.4、译码驱动及显示单元 (7)3.2.5 校时电路 (8)3.2.6、闹钟功能 (9)3.2.7上下午显示电路 (9)4、收获与总结 (10)5、元器件清单 (11)【摘要】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，广泛用于家庭，车站，码头办公室灯公共场所，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带来了极大的方便且大大扩展了钟表原先的报时功能。
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小时计数器，应由模为60的秒计数器和分计数器及模为24的时计数器组成，秒，分，时由七段数码管显示。
为使数字钟走时与标准时间一致，校时电路时必不可少的。
设计中采用开关控制校时直接用秒脉冲先后对“时”“分”“秒”计数器进行校时操作。
能进行整点报时。
从59分54开始，发出低音嘟的信号，最后要求最高音“嘀”的信号，此信号结束即达到正点。
能够对时间进行定时，可以起到闹钟的作用。
1、设计目的1.1了解计时器主体电路的组成及工作原理；1.2掌握采用异步时序电路设计方法实现课题要求；1.3熟悉集成电路及有关电子元器件的使用。
2、设计要求2.1时钟的“时”要求用两位显示;上、下午用发光管作为标志；2.2时钟的“分”、“秒”要求各用两位显示；2.3整个系统要有校时部分（可以手动，也可以自动），校时时不能产生进位；2.4系统要有闹钟部分，声音要响5秒（可以是一声一声的响，也可以连续响）。
3、电路结构分析数字电子钟由信号发生器、“时、分、秒”计数器、译码器及显示器、校时电路、整点报时电路等组成。
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555构成的振荡器加分频器来实现。
将标准秒脉冲信号送入“秒计数器”，该计数器采用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，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进制计数器，可以实现一天24h的累计。
译码显示电路将“时、分、秒”计数器的输出状态经七段显示译码器译码，通过六位LED显示器显示出来。
校时电路是来对“时、分、秒”显示数字进行校对调整。
3.1 数字钟的构成及总体框架图时显示器时译码器时计数器分显示器分译码器分计数器秒显示器秒译码器秒计数器校时电路振荡器分频器闹钟电路图1 总体结构框图图2 电子钟原理图3.2数字显示钟工作原理3.2.1秒脉冲发生器的设计秒脉冲信号发生器是数字电子钟的核心部分，它的精度和稳定度决定了数字钟的质量。
由振荡器与分频器组合产生秒脉冲信号。
振荡器: 通常用555定时器与RC构成的多谐振荡器，经过调整输出1000Hz脉冲。
分频器: 分频器功能主要有两个，一是产生标准秒脉冲信号，一是提供功能扩展电路所需要的信号，选用三片74LS161进行级联，因为每片为1/10分频器，三片级联好获得1Hz标准秒脉冲。
其电路图如下：图3 秒脉冲发生器3.2.2、60进制计数器60进制计数器由秒个位计数器74LS160(1)和秒十位计数器74LS160(2) 组成。
74LS160(1) 组成十进制计数, 74LS160(2) 组成六进制计数。
十进制计数用反馈清零法设计, 用74LS160( 四位十六进制计数器)来设计。
六进制计数的反馈方法是当CP 输入第六个脉冲时, 输出状态“Q3Q2QlQ0=0110”, 用与门将Q2Ql 取出, 送到计数器CR 清零端, 使计数器归零, 从而实现六进制计数。
十进制计数的反馈方法是当CP输入第十个脉冲时，输出状态“Q3Q2QlQ0=1010”,如图所示, 采用74LS160设计的60 进制计数器, 可作为秒、分计数器用。
表1 74ls160真值表图4 60秒进制计数器3.2.3 、24进制计数器当个位计数状态为“Q3Q2QlQ0=0100 ”十位计数状态为“Q3Q2QlQ0=0010”时, 即24 时, 通过把个位Q2 , 十位Q1相与后的信号送到个位、十位清零端CR, 使计数器复零, 从而实现24进制计数。
图5 24进制计数器3.2.4、译码驱动及显示单元译码电路的功能是将秒、分、时计数器的输出代码进行翻译，变成相应的数字。
用与驱动LED七段数码管的译码器常用的有74LS48。
74LS48是BCD-7段译码器/驱动器，输出高电平有效，专用于驱动LED七段共阴极显示数码管。
若将秒、分、时计数器的每位输出分别送到相应七段译吗管的输入端，便可以进行不同数字的显示。
74ls248数码管译码器工作表：十输入输出进制数Q3 Q2 Q1 Q0 a b c d e f g0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 11 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 22 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 33 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 44 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 55 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 66 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 77 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 88 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 99 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 a10 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 b11 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 c12 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 0 d13 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 e14 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 f15 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 g图2 74ls248数码管译码器工作表图6 译码驱动及显示单元3.2.5 校时电路校时校分是通过校时校分电路，用秒信号去代替分计数信号和时计数信号，使分或时计数快速进行，因此校时校分电路实际上是一个数字信号的转换开关。
当电子钟接通电源或者计时发现误差时，均需要校正时间。
校时电路分别实现对时、分的校准。
由于每个机械开关具有抖动现象，因此用RS触发器作为去抖电路。
采用RS基本触发器及单刀双掷开关，闸刀常闭于2点，每扳动一次产生一个计数脉冲，实现校时功能。
电路如下图所示。
图7 校时电路3.2.6、闹钟功能事先设定一个时间，当计数到此时间的前5S , 相应时分秒触发器置一，然后让它们通过一个与门后再和1s 标准信号相与，去控制低音喇叭鸣叫，直至产生复位信号，使相应端清零，停止低音鸣叫。
因此需要一个蜂鸣电路。
蜂鸣电路由高、低两种频率通过或门去驱动一个三极管,带动喇叭鸣叫。
1024HZ 和512HZ 从石英晶体振荡器获得。
如从图中CD4060分频器的Q6和Q5端引出。
Q5端为512HZ ，,Q6端为1024HZ.。
低音高音123≥1A 74LS 321KT8050S P EA KE R5V图8 闹钟部分图9 闹钟设定部分表3 74ls48真值表3.2.7上下午显示电路同样利用74ls48比较器芯片设定值为12，当输入A大于输入B时表示上午的发光二极管亮，当A小于B时表示下午的数码管亮。
图10 上下午显示电路数字电子钟总体电路图图11 整体电路图5、元器件清单序号器件名称数量器件作用1 74ls248d 6 译码器2 74LS00 8 二输入与非门3 74LS20 3 四输入与非门4 74LS08 6 二输入与门5 CD45106 十进制计数器6 74LS74 3 双D触发器7 74LS04 5 非门8 CD4060 1 分频器9 74LS32 1 二输入或门10 8050 1 三极管11 10pF电容 2 晶体振荡器12 1 KΩ电阻 3113 2.2 KΩ滑动变阻器14 200 Ω电阻 115 100uF电容 316 10 KΩ电阻 2表4 元器件清单6、收获与总结通过这一周多的数字电路的课程设计，我收获很多，虽说比模电课程设计时感觉累，但是，收获要比它还多，记得模电课程设计的时候，我通过在网上查各种资料，认识了不少器件，学到了不少课上没有学到的东西，让我们又一次的体会到理论联系实际的重要性。
虽然这次没有让我们动手焊板子，但是，同样也学到了不少的东西。
这次还锻炼了我对multisim 的使用，以前学过但是没有真正画过一张完整的电路图，这次是我第一次使用它将一个稍稍复杂的电路图画出，有一点点小成就感，虽然我知道自己画的不够完美，但是我也很是知足，因为这个体现出学以致用啦，我觉得这个工具的确很有用，希望以后还有机会使用它画一些图来锻炼自己，使自己对它有更加熟悉的掌握。
同样，写了几次报告后，对报告的一些要求也有了不少的了解，对word的使用也更加熟练。
总之，通过课设我学到了不少知识。