数字钟的制作和设计
多功能数字钟的设计与制作
电子技术课程设计报告书课题名称 多功能数字钟电路的设计与制作姓 名 *************** 学 号 **************** 院、系、部 **************** 专 业 **************** 指导教师*****************2011年 **月**日※※※※※※※※※ ※※ ※※ ※※ ※※※※※※※※※****级学生电子技术 课程设计多功能数字钟电路的设计与制作1 设计目的（1）掌握数字钟的设计、组装和调试方法。
（2）掌握集成电路的使用方法。
2 设计思路（1）设计脉冲发生电路。
（2）设计时钟逻辑电路。
（3）设计时、分校准电路。
3 设计过程3.1总体框图数字钟电路总体方框图如图1所示。
系统总体框图图11.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。
2.分频器电路：分频器电路将32768HZ的高频方波信号经32768次分频后得到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。
3.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，根据设计要求，时个位和时十位计数器为24进制计数器。
4.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。
5.整点报时电路：在时间出现整点前数秒内,数字钟会自动报时,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。
3.2方案设计与论证3.2.1脉冲产生电路方案一：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1 555与RC组成的多谐振荡器图用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。
电子数字钟的设计与制作
电子数字钟的设计与制作
设计和制作电子数字钟的步骤如下：
1. 确定需求：确定所要设计的电子数字钟的功能要求，如显示时间、日期、闹钟功能等。
2. 选取器件：选取合适的微控制器、显示屏、时钟芯片、按键等器件。
微控制器需要具备足够的处理能力和接口，以便于控制显示屏和处理输入信号。
3. 硬件设计：根据选取的器件，设计电路图和PCB布局。
包
括时钟电路、显示电路、按键电路、电源供电电路等。
4. 软件开发：编写嵌入式软件程序，实现时钟的各种功能。
包括处理时间的计算与显示、闹钟功能的设置与触发、用户界面的交互等。
5. 制作电路板：利用电子设计软件将电路图转化为PCB文件，并进行打样加工，制作出电路板。
6. 组装调试：根据设计好的布局，将所选取的器件焊接到电路板上。
完成后进行电路的检查、组装和连线等工作。
7. 软件烧录：通过编程器将软件程序烧录到微控制器中。
8. 调试测试：进行电源接入，对时钟的各个功能进行测试调试，确保其正常运行。
9. 外壳设计与制作：设计合适的外壳以保护电子数字钟，可以采用3D打印、注塑等方式制作外壳。
10. 最终装配与测试：将完整的电子数字钟进行装配，并进行
最后的测试以确保其功能正常。
数字钟课程设计
如果说有那么一丝渺茫的希望，在哪里？ 换个思路。不做表， 把钟？？？
潜在客户是那 些？？
八、演示的最后
一、设计任务 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、定时开关烘箱、通断动力设备，甚至各种 定时电气的自动启动等，所有这些，都是以钟表数字化 为基础的。 要求设计一个数字钟，以此： 1．了解数字钟的设计、组装与调试方法； 2．熟悉集成电路的使用方法。
555计时器的内部结构图
A
∞
A
∞
五、原理图的设计
多谢振荡器的模拟电路图
五、原理图的设计
2.2 计数器模块原理 在数字钟的控制电路中，分和秒的控制都是一样的，都是由 一个十进制计数 器和一个六进制计数器串联而成的，在电路的设 计中我采用的是统一的器件 74LS161N 的反馈置数法来实现十进制 功能和六进制功能，根据74LS161 的结构 把输出端的0101 （十进 制为5）用一个与非门74LS00 引到Load 端便可置0，这 样就实现了 六进制计数。同样，在输出端的1001 （十进制为9）用一个与非门 74LS00 引到Load 端便可置0，这样就实现了十进制计数。在分和秒 的进位时， 用秒计数器的Load 端接分计数器的CLK控制时钟脉冲， 脉冲在上升沿来时计数 器开始计数。时计数器可由两个十进制计 数器串接并通过反馈接成二十四制计数器。
显示器组
计时模块
显示 切换
闹钟模块
五、原理图的设计
显示切换仿真图：
五、原理图的设计
5.1 发声部分原理 本设计的发声部分有两部分：整点报时和闹铃 两者都采用简单而实用的蜂鸣器，简化电路。
数字钟的设计与制作
数字钟的设计与制作一、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，当时间到达整点后进行蜂鸣报时10秒；（5）具有清零功能，具有开机自动清零功能，并且在任何时刻，按动清零开关，可以进行计数器清零。
2，设计要求先在EWB5.0 或者MULTISM2001软件中进行数字钟的设计和仿真，然后在MAX+PLUS软件中修改设计方案，最后下载到FLEX EPF10K10LC84-4中并验证数字钟的功能。
（1）画出电路原理图（或仿真电路图）；（2）元器件及参数选择；（3）电路仿真与调试；（4）安装，调试；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、数字钟的组成与原理框图数字计时器是由计时电路、译码显示电路、脉冲发生电路和控制电路等几部分组成的，其中控制电路按照设计要求可以由校分电路、清零电路和报时电路组成。
具体的原理框图如图（一）所示。
图（一）四、设计原理，方法，步骤1，信号发生电路。
由555设计一个多谐振荡器产生1秒脉冲信号。
原理图如下2，计数器及译码电路。
在MAX+PLUS软件中进行设计，仿真，下载验证。
单片机实验报告数字时钟设计报告
单片机实验报告数字时钟设计报告一、实验目的本次单片机实验的目的是设计并实现一个基于单片机的数字时钟。
通过该实验，深入了解单片机的工作原理和编程方法，掌握定时器、中断、数码管显示等功能的应用，提高综合运用知识解决实际问题的能力。
二、实验原理1、单片机选择本次实验选用了常见的 51 系列单片机，如 STC89C52。
它具有丰富的资源和易于编程的特点，能够满足数字时钟的设计需求。
2、时钟计时原理数字时钟的核心是准确的计时功能。
通过单片机内部的定时器，设定合适的定时时间间隔，不断累加计时变量，实现秒、分、时的计时。
3、数码管显示原理采用共阳或共阴数码管来显示时间数字。
通过单片机的 I/O 口控制数码管的段选和位选信号，使数码管显示相应的数字。
4、按键控制原理设置按键用于调整时间。
通过检测按键的按下状态，进入相应的时间调整模式。
三、实验设备与材料1、单片机开发板2、数码管3、按键4、杜邦线若干5、电脑及编程软件（如 Keil）四、实验步骤1、硬件连接将数码管、按键与单片机开发板的相应引脚通过杜邦线连接起来。
确保连接正确可靠，避免短路或断路。
2、软件编程（1）初始化单片机的定时器、中断、I/O 口等。
（2）编写定时器中断服务程序，实现秒的计时。
（3）设计计时算法，将秒转换为分、时，并进行进位处理。
（4）编写数码管显示程序，将时间数据转换为数码管的段选和位选信号进行显示。
（5）添加按键检测程序，实现时间的调整功能。
3、编译与下载使用编程软件将编写好的程序编译生成可执行文件，并下载到单片机中进行运行测试。
五、程序设计以下是本次数字时钟设计的主要程序代码片段：｀｀｀cinclude ＜reg52h>／／定义数码管段选码unsigned char code SEG_CODE ＝｛0xC0, 0xF9, 0xA4, 0xB0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xF8, 0x80, 0x90}；／／定义数码管位选码unsigned char code BIT_CODE ＝｛0x01, 0x02, 0x04, 0x08, 0x10,0x20, 0x40, 0x80}；／／定义时间变量unsigned int second ＝ 0, minute ＝ 0, hour ＝ 0;／／定时器初始化函数void Timer_Init(）｛TMOD ＝ 0x01; ／／定时器 0 工作在方式 1 TH0 ＝（65536 50000) ／ 256; ／／定时 50ms TL0 ＝（65536 50000) ％ 256;EA ＝ 1; ／／开总中断ET0 ＝ 1; ／／开定时器 0 中断TR0 ＝ 1; ／／启动定时器 0｝／／定时器 0 中断服务函数void Timer0_ISR(） interrupt 1｛TH0 ＝（65536 50000) ／ 256;TL0 ＝（65536 50000) ％ 256;second+＋；if （second ＝＝ 60)｛second ＝ 0;minute+＋；if （minute ＝＝ 60)｛minute ＝ 0;hour+＋；if （hour ＝＝ 24)｛hour ＝ 0;｝｝｝｝／／数码管显示函数void Display(）｛unsigned char i;for （i ＝ 0; i ＜ 8; i+＋）P2 ＝ BIT_CODEi;if （i ＝＝ 0)｛P0 ＝ SEG_CODEhour ／ 10;｝else if （i ＝＝ 1)｛P0 ＝ SEG_CODEhour ％ 10;｝else if （i ＝＝ 2)｛P0 ＝ 0xBF; ／／显示“”｝else if （i ＝＝ 3)｛P0 ＝ SEG_CODEminute ／ 10;else if （i ＝＝ 4)｛P0 ＝ SEG_CODEminute ％ 10;｝else if （i ＝＝ 5)｛P0 ＝ 0xBF; ／／显示“”｝else if （i ＝＝ 6)｛P0 ＝ SEG_CODEsecond ／ 10;｝else if （i ＝＝ 7)｛P0 ＝ SEG_CODEsecond ％ 10;｝delay_ms(1)；／／适当延时，防止闪烁｝｝／／主函数void main(）｛Timer_Init(）；while （1)｛Display(）；｝｝｀｀｀六、实验结果与分析1、实验结果将程序下载到单片机后，数字时钟能够正常运行，准确显示时、分、秒，并且通过按键可以进行时间的调整。
数字钟的设计与制作过程
数字钟的设计与制作一、设计指标1. 显示时、分、秒。
2. 可以24小时制或12小时制。
3. 具有校时功能，可以对小时和分单独校时，对分校时的时候，停止分向小时进位。
校时时钟源可以手动输入或借用电路中的时钟。
4. 具有正点报时功能，正点前10秒开始，蜂鸣器1秒响1秒停地响5次。
（选做）5. 为了保证计时准确、稳定，由晶体振荡器提供标准时间的基准信号。
二、设计要求1. 画出总体设计框图，以说明数字钟由哪些相对独立的功能模块组成，标出各个模块之间互相联系，时钟信号传输路径、方向和频率变化，并以文字对原理作辅助说明。
2. 设计各个功能模块的电路图，加上原理说明。
3. 选择合适的元器件，并选择合适的输入信号和输出方式，在面包板上接线验证、调试各个功能模块的电路。
在确保电路正确性的同时，输入信号和输出方式要便于电路的测试和故障排除。
（也可选用Mutisim仿真）4. 在验证各个功能模块基础上，对整个电路的元器件和布线，进行合理布局，进行整个数字钟电路的接线调试。
三、制作要求自行在面包板上装配和调试电路，能根据原理、现象和测量的数据检查和发现问题，并加以解决。
四、设计报告要求1. 格式要求（见附录1）2. 内容要求①设计指标。
②画出设计的原理框图，并要求说明该框图的工作过程及每个模块的功能。
③列出元器件清单，并画出管脚分配图和芯片引脚图。
④画出各功能模块的电路图，加上原理说明（如2、5进制到10进制转换，10进制到6进制转换的原理，个位到十位的进位信号选择和变换等）。
⑥画出总布局接线图（集成块按实际布局位置画，关键的连接应单独画出，计数器到译码器的数据线、译码器到数码管的数据线可以简化画法，但集成块的引脚须按实际位置画，并注明名称）。
⑦数字钟的运行结果和使用说明。
提出建议。
五、仪器与工具1. 直流电源1台。
2. 四连面包板1块。
3. 数字示波器（每两人1台）4. 万用表（每班2只）。
5. 镊子1把。
6. 线剥钳1把。
74ls161单片机30进制数数字钟设计过程
74ls161单片机30进制数数字钟设计过程设计一个74LS161单片机30进制数的数字钟，可以按照以下步骤进行：
1.确定时钟的时间范围和显示方式。
例如，设定时间范围为00:00到29:59，并使用四个数码管显示小时和分钟。
2.确定数码管的接线方式。
74LS161是一个4位二进制计数器，输出
是四个二进制信号。
将每个输出信号连接到对应数码管的相应段。
3.编写单片机程序。
使用74LS161作为时钟源，每秒产生一个脉冲。
程序需实现以下功能：
-将74LS161的输出转换为30进制的数值，并将其转换为BCD码或者
直接连接到数码管显示。
-根据当前的数值更新数码管的显示。
4.连接外部电路和电源。
将74LS161和四位数码管连接到单片机的引脚，并连接适当的电源。
确保电路的接地和电源线连接正确。
5.编译程序，并将其烧录到单片机中。
使用适当的开发工具和编译器，将编写好的程序烧录到单片机中。
6.测试和调试。
连接电源后，观察数码管的显示是否正确。
调试程序，确保时钟的计时和显示功能正常。
以上是一个简单的设计过程，可以根据具体需求进行适当的修改和调整。
还可以添加其他功能，如闹钟和定时器等。
数电课程设计数字电子钟报告
数字电子技术课程设计报告题目：数字钟的设计与制作时间：09-10学年第二学期18-19周院校：武汉纺织大学班级：测控081组员：夏亦冰李艳飞田传雪吴哲伦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．实现功能1．要求内容1）时以24为周期2）分和秒以60为周期3）能显示时、分、秒4）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2. 发挥内容1）星期的显示2）计时过程具有报时功能三．元器件1．洞洞板2块2．0.47uF电容1个3．100nF电容1个4．共阴八段数码管7个5．网络线10米6．CD4511集成块7块7．CD4060集成块1块8．74HC390集成块4块9．74HC51集成块1块10．74HC00集成块4块11．74HC30集成块1块12．10MΩ电阻5个13．74HC00集成块4块14．L7805三端稳压管1个15．30pF瓷片电容2个16．9V电池1块17．单刀双掷开关2个18．单刀单置开关1个19．74HC10集成块1块各个芯片引脚图1．CD74HC3902．L7805稳压管3．CD4060 4．CD4511 5．74HC10 6．74HC307．74HC518．74HC00四、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。
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3
图3 a秒计数器
图中，QA1、QB1、QC1、QD1为秒个位上十进制显示的二进制BCD码，QA1、QB2、QC2、QD2为秒十位上6进制BCD码，当十位要显示十进制6时即0110，QB2、QC2位均为1，利用此条件，经74LS08（四二输入与门）内部与门输出为1即高电平，给15脚，高电平使CD4518一组十位上的计数输出全部为0并向前输出一高电平，其他时候为低电平，此脉冲即为分脉冲的输入信号。CD4518 15脚和2脚分别为清零端，当它为高电平时，QD～QA=0为低电平，执行计数功能，其脉冲输入有2个方式，从2脚10脚输入时，为下降沿计数，此时9脚1脚接低电平才有效，否则不能计数，计数脉冲信号从9脚1脚输入时，从脉冲的上升沿开始计数，此时，2脚10脚应高电平才有效，否则不能计数。
【关键词】：电子钟秒脉冲分频器计数器译码驱动振荡器整点报时调试制作
电子数字钟的应用十分广泛，通过计时精度很高的石英晶振（也可采用卫星传递的时钟标准信号），采用相应进制的计数器，转化为二进制数，经过译码和显示电路机械钟相比，它具有走时准确，显示直观，无机械传动，无需人经常调整等优点。它广泛用于电子表、车站、码头、广场等公共场所的大型远距离时间显示电子钟。
多功能数字钟电路的设计与制作
摘要：电子数字钟的应用十分广泛，通过计时精度很高的石英晶振（也可采用卫星传递的时钟标准信号），采用相应进制的计数器，转化为二进制数，经过译码和显示电路准确地将时间“时”“分”“秒”用数字的方式显示出来。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，无需人的经常调整等优点。它广泛用于电子表、车站、码头、广场等公共场所的大型远距离时间显示电子钟。
为止，
图2秒信号发生电路
2:“时”“分”“秒”计数器电路
计数器电路用来完成60秒60分及24小时的计数工作，且秒计数器的进位脉冲可以作为分计数器的输入脉冲，同理分计数器的进位脉冲可以作为小时计数器的输入脉冲，24小时的输入脉冲可以作为一天的进位脉冲。“秒”、“分”、“时”计数器电路采用双BCD同步加法计数器CD4518，由图2得到的秒脉冲送图3a秒计数器，由此完成60秒计数功能。由74LS08的3脚输出信号即为60秒的进位时脉冲。
脉冲即为一天的计数脉冲，此设计中未使用。时计数器电路如图4：
图4时计数器
3:译码显示电路设计
由计数器得到的4位二进制码的必须通过译码后转为人民习惯的数字显示。如12：54：30的二进制码为00010010：01010100：00110000。译码之后再驱动7段数码管显示时、分、秒。译码电路及驱动电路由74LS248电路完成见图5：
分计数器与秒计数器完全相同。不同之处在于输出的脉冲不同，前者是1HZ，这里是1/60 HZ。图略。
时计数器为24进制计数，基本电路与分秒计数器相同。不同的是找出24进制的复位脉冲即显示24时个位及十位共8个输出端全部清零。十位为0010（显示2）时，个位为0100（显示4）时全部清零即00点。选十位的QB=1和个位的QC=1，通过与门74LS08给CD4518的15脚与7脚为高电平，使输出QA～QD全为0从而实现24进制，此进位
5、报时电路设计
当时间到点时，需要整点报时，报时的方式方法有很多。本电路采用播放音乐的方式。播放时间设计为10秒，采用多路输入与门74LS30来实现。当时间为59分50秒时，启动控制电路播放音乐。具体方法如下：
59分50秒时计数器给出BCD码为：
4．校时电路的设计
当出现时间误差时，可利用秒脉冲来进行校对，具体方法是通过校时开关将秒脉冲直接输入到分计数器和时计数器。利用微动开关进行校对。如图6所示：
8
9
1
S2
图6校时电路
校对工作过程，校对时，将开关拨到校对位置。此时秒计数器无脉冲输入停止计数。接下微动开关S1时。脉冲输入到74LS32的10脚。内部为二输入或门电路。⑨脚输入的是分脉冲，因秒计数器停止，分计数器也停止（不停也可以），分脉冲用秒脉冲替代。分计数器由1分计数脉冲变为1秒计数脉冲，加快了调整速度。同理，按下S2开关后，小时输入脉冲就以1秒脉冲代替，快速改变小时的显示，达到校时目的。当时间调到与标准时间相同时将开关拨到正常位置，计时又开始。
一．数字钟电路设计思路
图1是数字钟的原理框图
图1原理框图
二：各单元电路的设计方法
1:秒信号发生电路
这是数字钟的关键电路，它直接影响到数字钟的走时准确。根据计时的精度确定石英晶振的频率，一般采用32768HZ的石英晶体振荡器通过15次的分频（15级二分频，因215=32768）来获得秒脉冲的信号，作为计时的基本单位。石英晶振的误差很小，一般可达10-9数量级。如果需要更高精度的可以选用更高的晶体振荡器。经过更多级的分频，可得到更加精确的秒信号，一年中的误差不超过一秒。我们选用CD4060作为秒脉冲发生电路的主要器件，它是14级的二进制计数器/分频器/振荡器。如图2所示，C1，C2，晶振，R4，CD4060等器件构成32768HZ振荡器。CD4060的9脚10脚11脚内含两个非门电路，16脚为电源，8脚接地，1脚输出12分频信号，2脚输出13分频信号，3脚输出14分频信号，图中的R4是反馈电阻，可使内部的非门电阻工作在线性放大区，C2是微调电容，可改变振荡频率，以保证精确度。12脚为复位功能，当为高电平1时，Q1～Q14输出为0，R为低电平0时，内部计数器对9脚的脉冲进行计数且右脉冲的下降沿进行翻转。从3脚输出的为32768的第14级二分频，即为2HZ，经74LS74（D触发器）再作二分频，从而得到秒脉冲（1HZ信号）。
图5
74LS248既作译码又是LED的驱动电路。13.12.11.10.9.15.14输出分别推动数码管的a. b .c d .e. f. g.字段。74LS248的7、1、2、6脚分别输出4位二进制BCD码。根据计数器的输出状态由74LS248译码后再驱动LED直观显示出来。LED是共阴的。在LED的第3或8脚串接一个电阻。可以改变LED的亮度。