数字电子技术课程设计报告
姓名杨含
学号 1040304226
班级 11403042
专业电气工程及其自动化
要求：设计一个能显示时、分、秒的简易数字钟。
步骤：用verilog语言在记事本编写程序，再用QuartusⅡ仿真，定义针脚，在
面板上模拟。
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，具有更长的寿命，因此得到广泛的应用。
设计原理及框图
数字钟实际上是一个对标准频率(1HZ)进行计数的计数电路，具有时、分、秒计数显示功能，以24小时为计数循环。这次实验主要是要实现时钟的计时功能，时间计数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，,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.，然后需要把8位二进制数转变为译码管需要的8421码。
设计方案：
这个实验总体分：秒、分、时三个模块，计时和较准两个模式
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”的时钟脉冲之一。“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，该信号作为时计数器的时钟脉冲之一，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译码管显示。
这们时钟的计时功能就实现了，
秒模块是一个以1HZ的clock信号控制的60进制计数器，并同时产生分进位信号tun。
always @(posedge clock)
begin
if(sec==59) \\当秒等于59时，如果处于计时模式时产生
begin \\一个进位脉冲tun, 否则tun信号暂停
sec<=0;
if(at==0)
tun<=1;
else
tun<=tun;
end
else \\若秒不等于59，同样如果处于计时模式
begin \\就使tun信号清0，否则tun信号暂停
sec<=sec+1;
if(at==0)
tun<=0;
else
tun<=tun;
end
end
分模块也是一个60进制计数器，并产生小时的进位信号mod,但要受到两个控制信号的控制一个是进位信号tun，另一个是t_min的按建信号。
当at=0时，赋值mt=tun
当at=1时，赋值mt=(!tun&t_min)|(tun&!t_min)
always@(posedge mt)
begin
if(min==59) \\当min=59时，如果处于计时模式，
begin \\则产生一进位信号mod,否则mod暂停
min<=0;
if(at==0)
mod<=1;
else
mod<=mod;
end
else \\当分不等于59，同样，
begin \\如果处于计时模式，则mod清0，否则mod暂停
min<=min+1;
if(at==0)
mod<=0;
else
mod<=mod;
end
end
时模块和分模块相似，是一个24进制计数器，受mod和t_hou信号控制，同理当at=0时，nt=mod
当at=1时，nt=(!mod&t_hou)|(mod&!t_hou)
always@(posedge nt)
begin
if(hou==23)
hou<=0;
else
hou<=hou+1;
end
这样就实现了计时模式时控制信号为进位信号，至此已实现时钟的功能，而显示时间的译码管是4位二进制数，须要两个译码管分别显示十位和个位，所以要求出秒、分、时的个位和十位，用以下程序就可实现。
always@(sec)
begin
sec1<=sec%10;
sec2<=sec/10;
end
always@(min)
begin
min1<=min%10;
min2<=min/10;
end
always@(hou)
begin
hou1<=hou%10;
hou2<=hou/10;
end
实验总结：
实验总体来说还是很顺利的，但在调试模拟过程中还是遇到了一些问题，在分频过程中出现了一些问题，虽然七段码正常显示了，但是时间间隔不准确，通过与老师交流，找到了问题所在。经过重新分频，时间间隔准确，实现了时钟的计时和显示的功能。
结论与心得：
经过几天的设计与思考，最终实现了数字钟的模拟。期间遇到了许多问题，但最后都一一得到解决。现将心得体会总结如下：
1，设计初期要考虑周到，否则后期改进很困难。应该在初期就多思考几个方案，进行比较认证，选择最合适的方案动手设计。总体设计在整个设计过程中非常重要，应该花较多的时间在上面。
2，方案确定后，才开始设计。设计时，多使用已学的方法，要整体考虑，不可看一步，做一步。在整体设计都正确后，再寻求简化的方法。
3，模块之间关系清楚，既利于自己修改，也利于与别人交流，如果程序杂乱无章连自己都看不懂，那还如何改进和扩展。
4，很多难点的突破都来自于与同学的交流，交流使自己获得更多的信息，开拓了思路，因此要重视与别人的交流。
5，应该有较好的理论基础，整个实验都是在理论的指导下完成了，设计过程中使用了许多理论课上学的内容，本次设计把理论应用到了实践中、同时通过设计，也加深了自己对理论知识的理解和掌握。
程序：
module clock9(t_min,t_hou,change,sec1,sec2,min1,min2,hou1,hou2,at,clk20M);
input t_min,t_hou,change,clk20M;
output reg[3:0] sec1,sec2,min1,min2,hou1,hou2;
output at;
wire t_min,t_hou;
reg[5:0] sec,min,hou;
reg tun,mod,at;
integer num;
reg clock;
wire mt,nt;
reg[3:0]secL,secG,minL,minG,houL,houG;
initial
begin
at=0;
tun=0;
mod=0;
min=0;
hou=0;
sec=0;
sec1=0;
sec2=0;
min1=0;
min2=0;
hou1=0;
hou2=0;
always @(posedge clk20M)
begin
if(num>=9999999)num=0;
else num=num+1;
if(num==9999999)clock=1;
else clock=0;
end
always @(posedge clock)
begin
if(sec==59)
begin
sec<=0; //秒为60进制计数器
if(at==0)
tun<=1; //如果处于计时模式，每60秒产生
else //一个分进位信号，否则tun信号暂停
tun<=tun;
end
else
begin
sec<=sec+1;
if(at==0)
tun<=0;
else
tun<=tun;
end
end
assign mt=(at==0)?(!at&tun):(!tun&t_min)|(tun&!t_min);
always@(posedge mt)
begin
if(min==59) //分钟为60进制计数器
begin
min<=0;
if(at==0)
mod<=1; //如果处于计时模式，每60分产生一个
else //时进位信号，否则mod信号暂停
mod<=mod;
end
begin
min<=min+1;
if(at==0)
mod<=0;
else
mod<=mod;
end
end
assign nt=(at==0)?(!at&mod):(!mod&t_hou)|(mod&!t_hou);
always@(posedge nt)
begin
if(hou==23) //小时为24进制计数器hou<=0;
else
hou<=hou+1;
end
always@(sec)
begin
secL[3:0]=sec%10;
secG[3:0]=sec/10;
end
always@(min)
begin
minL[3:0]=min%10;
minG[3:0]=min/10;
end
always@(hou)
begin
houL[3:0]=hou%10;
houG[3:0]=hou/10;
end
always @(secL)
case(secL)
4'b0000:sec1=4'b0000;
4'b0001:sec1=4'b0001;
4'b0010:sec1=4'b0010;
4'b0011:sec1=4'b0011;
4'b0100:sec1=4'b0100;
4'b0101:sec1=4'b0101;
4'b0110:sec1=4'b0110;
4'b1000:sec1=4'b1000;
4'b1001:sec1=4'b1001;
endcase
always @(secG)
case(secG)
4'b0000:sec2=4'b0000;
4'b0001:sec2=4'b0001;
4'b0010:sec2=4'b0010;
4'b0011:sec2=4'b0011;
4'b0100:sec2=4'b0100;
4'b0101:sec2=4'b0101;
endcase
always @(minL)
case(minL)
4'b0000:min1=4'b0000;
4'b0001:min1=4'b0001;
4'b0010:min1=4'b0010;
4'b0011:min1=4'b0011;
4'b0100:min1=4'b0100;
4'b0101:min1=4'b0101;
4'b0110:min1=4'b0110;
4'b0111:min1=4'b0111;
4'b1000:min1=4'b1000;
4'b1001:min1=4'b1001;
endcase
always @(minG)
case(minG)
4'b0000:min2=4'b0000;
4'b0001:min2=4'b0001;
4'b0010:min2=4'b0010;
4'b0011:min2=4'b0011;
4'b0100:min2=4'b0100;
4'b0101:min2=4'b0101;
endcase
always @(houL)
case(houL)
4'b0000:hou1=4'b0000;
4'b0001:hou1=4'b0001;
4'b0010:hou1=4'b0010;
4'b0011:hou1=4'b0011;
4'b0100:hou1=4'b0100;
4'b0101:hou1=4'b0101;
4'b0110:hou1=4'b0110;
4'b1000:hou1=4'b1000;
4'b1001:hou1=4'b1001;
endcase
always @(houG)
case(houG)
4'b0000:hou2=4'b0000;
4'b0001:hou2=4'b0001;
4'b0010:hou2=4'b0010;
endcase
endmodule
目录 1、引言 (3) 2、总体设计 (4) 3、详细设计 (5) 3.1硬件设计 (5) 3.2软件设计 (10) 4、实验结果分析 (26) 5、心得体会 (27) 6、参考文献 (27)
摘要 单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用很广、发展很快。单片机体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求不高、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容易。由于具有上述优点，在我国，单片机已广泛地应用在工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器、电力电子、机电一体化设备等各个方面，而51单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。这次毕业设计通过对它的学习、应用，以AT89S51芯片为核心，辅以必要的电路，设计了一个简易的电子时钟，它由4.5V直流电源供电，通过数码管能够准确显示时间，调整时间，从而到达学习、设计、开发软、硬件的能力。 关键词：单片机AT89C51
1.引言 20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。但是，一旦重要事情，一时的耽误可能酿成大祸。 目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路装化等几个方面发展。下面是单片机的主要发展趋势。单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。
《电子技术课程设计报告》 教学院：电气与电子信息工程学院 专业班级：xx级电子信息工程（x）班 学号：xxxxxxxxxxxx 学生：坏水 指导教师：xxxxxxxxxxxx 时间：2011.10.10~10.23 地点：电子技术实验室
课程设计成绩评定表
电子技术课程设计任务书 2011～2012学年第一学期 学生：坏水专业班级：xx电信本x班 指导教师：xxxxxxxxx 工作部门：电气与电子信息工程学院 一、课程设计题目：多功能数字钟电路的设计/直流稳压电源的设计 二、课程设计容（含技术指标）： ①拟定多功能数字钟和直流稳压电源的组成框图，要现电路的基本功能，使用 的器件少，成本低； ②画出数字钟和直流稳压电源的主体电路逻辑图； ③测试多功能数字钟的逻辑功能，同时满足基本功能与扩展功能的要求； ④设计并安装各单元电路，要求布线整齐、美观，便于级联与调试；
四、基本要求 1.基本功能：要求设计出+5V的直流稳压电源。数字钟要求以数字形式显示时、分、秒的时间。小时计数器的计时要求为“12翻1”，要求具有手动校时功能。 2.扩展功能：定时控制，其时间自定；仿广播电台正点报时，自动报整点时数或触摸报整点时数（主要体现在理论知识上进行电路设计）。 (一）实训题目:直流稳压电源和多功能数字钟。 (二）实训目的: 1、巩固和加深学生对模拟电子技术，数字逻辑电路等课程基本知识的理解，综 合运用课程中所学到的理论知识去独立完成一个实际课题。 2、根据课程需要，通过查阅手册和文献资料，培养学生独立分析和解决实际问 题的能力。 3、通过电路方案的分析、论证和比较，设计计算和选用元气件，通过电路组装， 调试和检测环节，掌握电路的分析方法和设计方法。 4、熟用常用电子元气件的类型和特性，并掌握合理选用原则。 5、掌握电路图、PCB图的设计方法，学会电路的安装与调试。 6、掌握常用仪器、仪表的正确使用方法，学会电路整机指标的测试方法。（三）实训要求
1.本实验中所用元器件： 1)计数器：74ls190,74ls192,74ls161 2)译码器：7448七段显示译码器 3)共阴数码管 2.各元器件基本介绍： a)74ls190是十进制计数器，具有同步置零和异步预 置数的功能。 b)741S192是同步十进制可逆计数器，它具有双时钟 输入，并具有异步置零和异步预置数的功能。 c)74ls161为二进制同步计数器，具有同步预置数， 异步清零以及保持的功能。 d)7448七段显示译码器是驱动显示器的核心部件，它 可以将输入代码转化成相应的数字显示代码，并在 数码管上显示出来。 e)共阴数码管的阴极连接在一起，当某个发光二极管 的阳极为高电平时，二极管点亮相应的段被显示。
3.各元器件功能及相关图 注意：74ls190与74ls191逻辑图和功能表均相同74ls192与74ls193逻辑图和功能表均相同 74ls192（双时钟） 192 引脚排列图 74ls192功能表
74ls192逻辑符号 74ls190（单时钟） 引脚排列图
74ls190功能表 当置入控制端（LD）为低电平时，不管时钟CP的状态如何，输出端（Q0-Q3）即可预置成与数据输入端（D0～D3）相一致的状态。190的计数是同步的，靠CP加在4个触发器上而实现。当计数控制端（CT）为低电平时，在CP上升沿作用下Q0-03同时变化，从而消除了异步计数器中出现的计数尖峰。当计数方式控制（UD）为低电平时进行加计数，当计数方式控制（UD）为高电平时进行减计数。只有在CP为高电平时CT和UD才可以跳变
74ls161（二进制计数器） 管脚图介绍 时钟CP 四个数据输入端A~D 清零RD 使能S1S2 置数LD 数据输出端QA~QD
编号：基础工程设计说明书 题目：LED强度可调驱动电路设计 院（系）：电子工程与自动化学院 专业：光电信息科学与工程 学生姓名：李朝庭 学号： 指导教师：彭智勇 职称：高级实验师 2017年1 月1日
摘要 目前，LED 灯的亮度可调通过有两种可行方案：第一种是通过占空比电压来输出不同的电压，从而实现亮度可调；第二种通过控制数模转换器来输出不同的电流，然后经过放大器来进行发大，从而实现输出不同的电压，来实现亮度可调。对于第一种方案，优点是设计简单，且使用的电子器件类较少，造价成本低，其集成度低，电路原理不复杂，适于现代社会发展的需求。对于第二种方案，它设计图复杂，其集成度不高，且使用了数模转换器，因此和第一种设计方案相比略高。所以本设计采用了第一种方案。本设计的结果是设计制作一种路LED光强独立可调的 led 调光电路；自动调光时可使等在熄灭、微亮、较量及最亮四种状态中不断循环；实现灯光的循环调节功能(循环时间分别为为 2s、4s、6s、8s、10s、12s)；关键词：LED；色温；RGB；驱动；调光 Abstract At the end of twentieth Century, the electronic technology has developed rapidly. In the promotion, the modern electronic products have penetrated almost all areas of the society. It has greatly promoted the development of social productive forces and the improvement of social information. Time is always so valuable to people, the work of the busy and complicated and easy to make people forget the current time. Forget to do, when it is not very important, this not hurt the important essentials. Simple electronic alarm clock is a used to after a certain period of time through the alarm sounds and wakes up the user a simple electronic circuit and is used to prevent nap sleep overdo the instrument from time to time to wake up the user's role. This system mainly consists of 555 timer square wave signal generator and the input control through the key input control of the two bit counter timing circuit can be input to the input of a time of the electronic clock, simulation and time interval can be within 99 seconds of continuous adjustable. Key words: timing circuit; 555 timer; multi harmonic oscillator; time clock 目录
单片机课程设计报告设计课题：简易电子时钟的设计 专业班级：07通信1班 学生姓名：黎捐 学号：0710618134 指导教师：曾繁政 设计时间：2010.11.5—2010.12.20
一、设计任务与要求 (1)设计任务: 利用单片机设计并制作简易的电子时钟，电路组成框图如图所示。 (2)（2） 设计要求：1）制作完成简易的电子时钟，时间可调整。 2）有闹钟功能。 二、方案设计与论证 简易电子时钟电路系统由主体电路和扩展功能电路两主题组成，总体功能原理是以STC89C52单片机为主要的控制核心，通过外接4个独立式键盘作为控制信号源，八个七段数码管作为显示器件，蜂鸣器作为定时器件，单片机实时的去执行相应的功能。在数码管上显示出来，此时通过不同的按键来观看和调节各种数据。CPU 控制原理图如图1所示。 图1. CPU 控制原理图 三、硬件系统的设计 3.1 STC89C52控制模块 STC89C52是一个低功耗高性能单片机，40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O ）端口，同时内含2个外中断口，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，STC89C51可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash 存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash 存储器可有效地降低开发成本。 MCS-52单片机内部结构 8052单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线，现在我们分别加以说明： 中央处理器： 中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件，是8位数据宽度的处理器，能处理8位二进制数据或代码，CPU 负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。 数据存储器(RAM)： 8052内部有128个8位用户数据存储单元和128 个专用寄存器单元，它们是统一编 时间显示显示 主控器（51单片机） 时间 调整 声音报 时 (选做)
课程设计（大作业）任务书 姓名：院（系）： 专业：学号： 任务起止日期：2010 12 31-----2011 1 7 课程设计题目： TTL数字钟的设计和Proteus仿真 课程设计要求： 设计内容和要求 用TTL芯片设计一个数字钟，以一昼夜24小时为一个计数周期。准确计时，具有“时”“分”数字显示，并具有调时功能。要求电路尽量简化，并选用同类型的器件。在Proteus 上进行电路的设计和计算机仿真。 设计目的 1掌握数字系统的分析和设计方法 2能够熟练的、合理的选用集成电路器件 3学习、掌握、熟悉Proteus软件的使用，为后续课程的仿真实验打下基础。 工作计划及安排： 2010 12 31 明确任务和要求 2011 1 3 查阅参考资料 2011 1 4 设计方案 2011 1 5 电路设计 2011 1 6 Proteus仿真调试 2011 1.7 完成设计报告 指导教师签字 2010年12 月31 日
课程设计报告评语 课程设计报告评语： 成绩评定： 指导教师：
设计课题题目 TTL 数字钟的设计和Proteus 仿真 一、设计任务与要求（大标题均为四号，黑体） 任务：设计一个TTL 数字钟并用Proteus 仿真 要求：用TTL 芯片设计一个数字钟，以一昼夜24小时为一个计数周期。准确计时，具 有“时”“分”数字显示，并具有调时功能。要求电路尽量简化，并选用同类型 的器件。在Proteus 上进行电路的设计和计算机仿真。 二、方案设计 数字时钟分别有秒，分，时，可用74LS90芯片实现进位。秒和分都是60进制，时是24进制，可以选用与门参与74LS90芯片实现。 三、元器件清单 元件序号 型号 主要参数 数量 备注 7SEG-BCD Optoelectronics 6 74LS08 TTL 74LS 5 74LS90 TTL 74LS 6 BUTTON Switches&Relays 2 四、Proteus 软件的使用介始 我首先上网找到了Proteus,找到想关汉化工具包，安装汉化，在网上搜索相关视频教程，自己摸索练习。 秒 进位器 脉冲 分 进位器 时 进位器 调时器 调时器
XXX大学 《电子技术》课程设计报告（仿真电路使用proteus7.7制作） 题目简易数字电子钟 学院（部） 专业 班级 学生姓名 12 月27 日至1 月7 日共2 周 指导教师（签字）
目录 摘要-------------------------------------------------------------------------------------2 1.课程设计名称----------------------------------------------------------------------3 2.关键字-------------------------------------------------------------------------------3 3.课程设计要求----------------------------------------------------------------------3 4.课程设计内容----------------------------------------------------------------------3—10 第一章系统概述-----------------------------------------------------------------3—4 第二章单元电路设计与分析--------------------------------------------------4—8 第三章系统综述，总体电路图-----------------------------------------------8—9 第四章总结结束语------------------------------------------------------------10 5.元器件明细表---------------------------------------------------------------------10—12 6.设计中的收获与体会-------------------------------------------------------------12—13 7.参考文献---------------------------------------------------------------------------13
定时闹钟设计 摘要： 本设计目的是利用单片机设计制作一个简易的定时闹铃时钟，可以放在宿舍或教室使用，在夜晚或黑暗的场合也可以使用。可以设置现在的时间以及闹铃的时间并且显示出来，若时间到则发出一阵声响。 本次设计的定时闹钟在硬件方面就采用了AT89C52芯片，用6位LED数码管进行显示。LED用P0口进行驱动，采用的是动态扫描显示，能够比较准确显示时时—分分—秒秒。通过五个功能按键可以实现对时间的修改、定时和闹铃终止，闹钟设置的时间到时蜂鸣器可以发出声响。在软件方面用C51编程。整个定时闹钟系统能完成时间的显示，调时和设置闹钟、停止响铃等功能，并经过系统仿真后得到了正确的结果。 关键词：定时闹钟；蜂鸣器；AT89C52；74HC245；
目录
第1章绪论 设计目的 本次课程设计的主题是定时闹钟，其基础部分是一个数字钟。电路系统由秒信号发生器、“时、分、秒”计数器、显示器组成。其中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，这里用51单片机的定时器来实现。利用定时器获得每一秒的时刻,然后在程序中，我们就可以给秒进行逐秒赋值，满60秒则进位为1分，满60分则进位为1小时，满24小时则时间重置实现一天24小时的循环。译码显示电路将“时”、“分”、“秒”计数器的输出状态送到七段显示译码器译码，通过一个六位八段数码管显示出来。 这里利用51单片机的相关知识，来实现电子闹钟的相关功能。实验使用了 AT89C52、74HC245等芯片，通过单片机的P0、P3管脚来驱动数码管显示出相应的时刻。本文将讲述AT89C52、74HC245等芯片的基本功能原理，并重点介绍该电子闹钟的设计。 设计要求和任务 使用6位七段LED显示器来显示现在的时间；显示格式为“时时分分秒秒”；具有4个按键来做功能设置，可以设置现在的时间及显示闹铃设置时间；时间到则发出一阵声响，可通过按键复位；对单片机系统设计的过程进行总结，认真书写课程设计报告并按时上交。 利用51单片机结合七段LED显示器设计一个简易的定时闹铃时钟，可以放在宿舍或教室使用，由于用七段LED显示器显示数据，在夜晚或黑暗的场合也可以使用。可以设置现在的时间及显示闹铃设置时间，若时间到则发出一阵声响。 论文主要内容 论文分别叙述从硬件和软件上实现该设计的过程。第2章为总体设计方案。第3章主要介绍设计实现需要解决的硬件问题。依次介绍所使用的各种硬件的使用方法，并附上仿真电路图和文字说明。第4章从软件的角度说明实现该设计需要解决的问题。
中北大学 信息与通信工程学院 通信工程专业 《电子线路及系统》课程设计任务书2016/2017 学年第一学期 学生姓名：张涛学号： 李子鹏学号： 课程设计题目：数字电子钟的设计 起迄日期：2017年1月4日～2017年7月10日 课程设计地点：科学楼 指导教师：姚爱琴 2017年月日 课程设计任务书
中北大学 信息与通信工程学院 通信工程专业 《电子线路及系统》课程设计开题报告2016/2017 学年第一学期 题目：数字电子钟的设计 学生姓名：张涛学号： 李子鹏学号：
指导教师：姚爱琴 2017 年 1 月 6 日 中北大学 信息与通信工程学院 通信工程专业 《电子线路及系统》课程设计说明书2016/2017 学年第二学期 题目：数字电子钟的设计 学生姓名：张涛学号： 李子鹏学号： 指导教师：姚爱琴 2017 年月日
目录 1 引言 (6) 2 数字电子钟设计方案 (6) 2.1 数字计时器的设计思想 (6) 2.2数字电路设计及元器件参数选择 (6) 2.2.2 时、分、秒计数器 (7) 2.2.3 计数显示电路 (8) 2.2.5 整点报时电路 (10) 2.2.6 总体电路 (10) 2.3 安装与调试 (11) 2.3.1 数字电子钟PCB图 (11) 3 设计单元原理说明 (11) 3.1 555定时器原理 (12) 3.2 计数器原理 (12) 3.3 译码和数码显示电路原理 (12) 3.4 校时电路原理 (12) 4 心得与体会 (12) 1 引言 数字钟是一种用数字电子技术实现时，分，秒计时的装置，具有较高的准确性和直观性等各方面的优势，而得到广泛的应用。此次设计数字电子钟是为了了解数字钟的原理，在设计数字电子钟的过程中，用数字电子技术的理论和制作实践相结合，进一步加深数字电子技术课程知识的理解和应用，同时学会使用Multisim电子设计软件。 2数字电子钟设计方案 2.1 数字计时器的设计思想 要想构成数字钟，首先应选择一个脉冲源——能自动地产生稳定的标准时间脉冲信号。而脉冲源产生的脉冲信号地频率较高，因此，需要进行分频，使得高频脉冲信号变成适合于计时的低频脉冲信号，即“秒脉冲信号”（频率为1Hz）。经过分频器输出的秒脉冲信号到计数器中进行计数。由于计时的规律是：60秒=1分，60分=1小时，24小时=1天，就需要分别设计60进制，24进制计数器，并发出驱动信号。各计数器输出信号经译码器、驱动器到数字显示器，是“时”、“分”、“秒”得以数字显示出来。 值得注意的是：任何记时装置都有误差，因此应考虑校准时间电路。校时电路一般
数电课程设计报告数字钟的设计
数电课程设计报告 第一章设计背景与要求 设计要求 第二章系统概述 2.1设计思想与方案选择 2.2各功能块的组成 2.3工作原理 第三章单元电路设计与分析 3.1各单元电路的选择 3.2设计及工作原理分析 第四章电路的组构与调试 4.1遇到的主要问题 4.2现象记录及原因分析 4.3解决措施及效果 4.4功能的测试方法，步骤，记录的数据 第五章结束语 5.1对设计题目的结论性意见及进一步改进的意向说明5.2总结设计的收获与体会 附图（电路总图及各个模块详图） 参考文献
第一章设计背景与要求 一．设计背景与要求 在公共场所，例如车站、码头，准确的时间显得特别重要，否则很有可能给外出办事即旅行袋来麻烦。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度和直观性，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。数字钟是一种典型的数字电路，包括了组合逻辑电路和时序电路。 设计一个简易数字钟，具有整点报时和校时功能。 （1）以四位LED数码管显示时、分，时为二十四进制。 （2）时、分显示数字之间以小数点间隔，小数点以1Hz频率、50%占空比的亮、灭规律表示秒计时。 （3）整点报时采用蜂鸣器实现。每当整点前控制蜂鸣器以低频鸣响4次，响1s、停1s，直到整点前一秒以高频响1s，整点时结束。 （4）才用两个按键分别控制“校时”或“校分”。按下校时键时，是显示值以0~23循环变化；按下“校分”键时，分显示值以0~59循环变化，但时显示值不能变化。 二．设计要求 电子技术是一门实践性很强的课程，加强工程训练，特别是技能的培养，对于培养学生的素质和能力具有十分重要的作用。在电子信息类本科教学中，课程设计是一个重要的实践环节，它包括选
EDA技术课程设计 ——多功能数字钟 学院：城市学院 专业、班级：电子C154 姓名：高阳夏岩 学号：158102 58128 指导老师：安亚军 2017年12月
一实验目的 1、具有时、分、秒记数显示功能，以24小时循环计时。 2、要求数字钟具有清零、调节小时、分钟功能。 3、具有整点报时，整点报时的同时LED灯花样显示 二实验原理 1时钟计数：完成时、分、秒的正确计时并且显示所计的数字；对秒、分——60进制计数，即从0到59循环计数，时钟——24进制计数，即从0到23循环计数，并且在数码管上显示数值。 2时间设置：手动调节分钟、小时，可以对所设计的时钟任意调时间，这样使数字钟真正具有使用功能。我们可以通过实验板上的键7和键4进行任意的调整，因为我们用的时钟信号均是1HZ的，所以每LED灯变化一次就来一个脉冲，即计数一次。 3清零功能：reset为复位键，低电平时实现清零功能，高电平时正常计数。可以根据我们自己任意时间的复位。 4蜂鸣器在整点时有报时信号产生，蜂鸣器报警。产生“滴答.滴答”的报警声音。 5LED灯在时钟显示时有花样显示信号产生。即根据进位情况，LED不停的闪烁，从而产生“花样”信号 三实验内容 1时钟记数部分 1）小时部分 其VHDL描述如下 编译，无误。 经仿真，其波形如下
2）分钟部分 其VHDL描述如下 编译，无误。 经仿真，其波形如下 3）秒部分 其VHDL描述如下
编译，无误。 经仿真，其波形如下 2整点报时部分，其VHDL描述如下 编译，无误。
经仿真，其波形如下 3驱动8位八段共阴扫描数码管的片选驱动信号输出部分 其VHDL描述如下 编译，无误。 经仿真，其波形如下 4驱动八段字形译码输出部分 该模块功能：信号输入后，模块驱动八段字形译码输出，A，B，C，D，E，F，G分别接八段共阴级数码管7个接口，即有字形输出。
目录 一、引言········ 二、设计课题········· 三、系统总体方案········· 四、系统硬件设计······ 1.硬件电路原理图 2.元件清单 五、系统软件设计········· 1.软件流程图 2.程序清单 六、系统实物图········ 七、课程设计体会········ 八、参考文献及网站········· 九、附录·········
一．引言 单片机因将其主要组成部分集成在一个芯片上而得名，就是把中央处理器、随机存储器、只读存储器、中断系统、定时器/计数器以及I/O接口电路等部件集成在一个芯片上。 基于单片机设计的数字钟精确度较高，因为在程序的执行过程中，任何指令都不影响定时器的正常计数，即便程序很长也不会影响中断的时间。 数字钟是采用数字电路实现对日期、时、分、秒，数字显示的计时装置，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，远远超过老式钟表，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的报时功能。数字钟已成为人们日常生活中的必需品，广泛应用于家庭、车站、码头、剧院、办公室等场所，给人们的生活、学习、工作带来极大的方便。不仅如此，在现代化的进程中，也离不开电子钟的相关功能和原理，比如机械手的控制、家务的自动化、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。而且是控制的核心部分。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。 本设计使用12MHZ晶振与单片机AT89C51相连接，以AT89C51芯片为核心，采用动态扫描方式显示，通过使用该单片机，加之在显示电路部分使用HD74LS373驱动电路，实现在8个LED数码管上显示时间，通过4个按键进行调时、复位等功能，在实现各功能时数码管进行相应显示。软件部分用C语言实现，分为显示、延迟、调时、复位等部分。通过软硬件结合达到最终目的。
目录 1、引言·3 2、总体设计·4 3、详细设计·5 3.1硬件设计·5 3.2软件设计·10 4、实验结果分析·26 5、心得体会·27 6、参考文献·27
摘要 单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用很广、发展很快。单片机体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求不高、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容易。由于具有上述优点，在我国，单片机已广泛地应用在工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器、电力电子、机电一体化设备等各个方面，而51单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。这次毕业设计通过对它的学习、应用，以AT89S51芯片为核心，辅以必要的电路，设计了一个简易的电子时钟，它由4.5V直流电源供电，通过数码管能够准确显示时间，调整时间，从而到达学习、设计、开发软、硬件的能力。 关键词：单片机 AT89C51
1.引言 20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。但是，一旦重要事情，一时的耽误可能酿成大祸。 目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路装化等几个方面发展。下面是单片机的主要发展趋势。单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。
目录 一、系统总体方案选择与说明 (1) 二、设计框图与工作原理 (2) 2.1设计框图 (2) 2.2工作原理 (2) 三、各单元硬件设计说明及计算方法3 5四、软件设计与说明 ............................................................................................................ 4.1程序设计流程图 (5) 4.2程序设计步骤 (6) 4.2.1延时程序 (6) 4.2.2主程序的设计 (7) 4.2.3中断服务程序的设计 (7) 4.2.4显示控制子程序的设计 (7) 4.2.5按键控制程序的设计 (7) 五、调试结果及说明 (8) 5.1软件调试 (8) 5.2硬件调试 (9) 六、各元件的使用说明 (10) 6.1AT89C51 芯片 (10) 6.2数码管 (10) 6.3按键 (10) 七、总结 (11) 12八、参考文献 ...................................................................................................................... 九、附录 (13) 13附录 A ............................................................................................................................... 附录 B (14)
合肥工业大学 计算机与信息学院 课程设计 课程：微机原理与接口技术设计专业班级：计算机科学与技术x班学号： 姓名：
一、设计题目及要求： 【课题6】数字时钟 1．通过8253 定时器作产生秒脉冲定时中断。在中断服务程序中实现秒、分、小时的进位（24小时制）。 2．在七段数码管上显示当前的时分秒（例如，12 点10 分40 秒显示为121040）。 3．按“C”可设置时钟的时间当前值（对准时间）。 二、设计思想： 总体思想： 1、功能概述： 实验箱连线： 本实验建立在Dais实验箱基础上完成的基本连线及程序如下: 138译码器： A,B,C,D,分别连接A2,A3,A4,GS； y0连接8253的CS片选信号； y1连接8259的CS片选信号； 8253连线： 分频信号T2接8253的CLK0； 8253的OUT0接8259的IR7； 8253的gate信号接+5V； 8259连线： 8259的数据线接入数据总线；
本程序包括显示模块，键盘扫描模块，时间计数模块，设置模块等几个模块， （1）程序运行后，LED显示000000初始值，并且开始计数 （2）按C键进行设置初始时间，考虑到第一个数只能是0，1，2，当第一个数显示2时第二个数只能显示0~4，同理下面各位应满足时钟数值的合理的取值； （3）在手动输入初始值时，按D键进行回退1位修改已设置值，连续按D键可以全部进行删除修改。 2、主程序设计 主程序中完成通过调用子程序完成对8253及8259的初始化，对8259进行中断设置。主要在显示子程序和键盘子处理程序之间不断循环，8253每一秒给8259一个刺激，当8259接受到刺激后会给CPU一个中断请求，CPU会转去执行中断子程序，而中断子程序设置成时间计数加，即完成电子表的整体设计。详细流程图见图三-1。 3、LED显示子程序设计 本程序显示部分用了6个共阳极LED作为显示管，显示程序要做到每送一次段码就送一次位码，每送一次位码后，将位码中的0右移1位作为下次的位码，从而可以实现从左到右使6个LED依次显示出相应的数字。虽然CPU每隔一定时间便执行显示程序，但只要这个时间段不太长，由于人眼的视觉作用，就可以在6个LED上同时见到数字显示。 4、键盘扫描子程序设计 本程序需要用键盘对时间的初始值进行设置，因此对键盘扫描的子程序需要满足的功能如下： 判断是否是C键，若不是就返回至主程序，若是C键就开始对时间初始值进行设置，同时因注意到第一个值不可以超过2，第一个数是2时第二数不能超过4，余下的同理要满足时间数值的取值范围呢，若不是合法输入不予反应继续等待输入。当遇到输入数值错误时可以按下D键进行删除一位重新设置；当6位初始值全部设置成功后，电子表将自动开始走表。 5、时间运算子程序设计 该子程序的主要功能是对时、分、秒的运算，并把运算出的最终结果存到事先已经开辟
东北师范大学物理学院实验报告 学生姓名学号 班级 专业 题目 指导教师 2016 年 3 月
一、设计指标 1. 显示时、分、秒。 2. 以24小时制为一周期。 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. 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、设计方框图 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。
三、元器件介绍 1. 74LS00 与非(图2) 图2 2. 74LS00 与门（图3） 图3 74LS00管脚图 3.74LS390（图4），十进制加数器 图4 74LS390管脚图 图5 74LS51管脚图 输入 输出 A B Y 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 输入 输出 A B Y 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1
4.74LS51（图5） 5.CD4060（图6） 6.74LS74 (图7) 7.74LS47 (图8)，译码器 图6 CD4060管脚图图7 74LS74管脚图 图8 74LS47管脚图 三、设计原理 1、各功能模块电路的设计（用Multisim仿真） （1）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
电子课程设计题目：数字时钟
数字时钟设计实验报告 设计要求： 设计一个24小时制的数字时钟。 要求：计时、显示精度到秒；有校时功能。采用中小规模集成电路设计。 发挥：增加闹钟功能。 设计方案： 由秒时钟信号发生器、计时电路和校时电路构成电路。 秒时钟信号发生器可由振荡器和分频器构成。 计时电路中采用两个60进制计数器分别完成秒计时和分计时；24进制计数器完成时计时；采用译码器将计数器的输出译码后送七段数码管显示。 校时电路采用开关控制时、分、秒计数器的时钟信号为校时脉冲以完成校时。 电路框图： 图一 数字时钟电路框图 电路原理图： （一）秒脉冲信号发生器 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74LS290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： 译码器 译码器 译码器 时计数器 (24进制) 分计数器 (60进制) 秒计数器 (60进制) 校 时 电 路 秒信号发生器
图二秒脉冲信号发生器 （二）秒、分、时计时器电路设计 秒、分计数器为60进制计数器，小时计数器为24进制计数器。 60进制——秒计数器 秒的个位部分为逢十进一，十位部分为逢六进一，从而共同完成60进制计数器。当计数到59时清零并重新开始计数。秒的个位部分的设计：利用十进制计数器CD40110设计10进制计数器显示秒的个位。个位计数器由0增加到9时产生进位，连在十位部计数器脉冲输入端CP，从而实现10进制计数和进位功能。利用74LS161和74LS11设计6进制计数器显示秒的十位，当十位计数器由0增加到5时利用74LS11与门产生一个高电平接到个位、十位的CD40110的清零端，同时产生一个脉冲给分的个位。其电路图如下： 图三60进制--秒计数电路 60进制——分计数电路 分的个位部分为逢十进一，十位部分为逢六进一，从而共同完成60进制计数器。当计数到59时清零并重新开始计数。秒的个位部分的设计：来自秒计数电路的进位脉冲使分的个位加1，利用十进制计数器CD40110设计10进制计数器显示秒的个位。个位计数器由0增加到9时产生进位，连在十位部计数器脉冲输入端CP，从而实现10进制计数和进位
目录 第一部分设计任务和要求 1.1单片机课程设计内 容 (2) 1.2单片机课程设计要求………………………………………………… 2 1.3系统运行流程………………………………………………………… 2 第二部分设计方案 2.1 总体设计方案说明 (2) 2.2 系统方框图 (3) 2.3 系统流程图 (3) 第三部分主要器材及基本简介 3.1 主要器材 (4) 3.2 主要器材简介 (4) 第四部分系统硬件设计 4.1 最小系统 (6) 4.2 LCD显示电路 (6) 4.3 键盘输入电路 (7) 4.4 蜂鸣器和LED灯电路 (7)
第五部分仿真电路图与仿真结果 (8) 第六部分课程设计总结 (8) 第七部分参考文献 (9) 附录A 实物图 附录B 系统源程序 第一部分设计任务和要求 1.1 单片机课程设计内容 利用STC89C51单片机和LCD1602电子显示屏实现电子时钟，可由按键进行调时和12/24小时切换。 1.2 单片机课程设计要求 1．能实现年、月、日、星期、时、分、秒的显示； 2．能实现调时功能； 3．能实现12/24小时制切换； 4．能实现8：00—22：00整点报时功能。 1.3 系统运行流程 程序首先进行初始化，在主程序的循环程序中首先调用数据处理程序，然后调用显示程序，在判断是否有按键按下。若有按键按下则转到相应的功能程序执行，没有按键按下则调用时间程序。若没到则循环执行。计时中断服务程序完成秒的计时及向分钟、小时的进位和星期、年、月、日的进位。调时闪烁中断服务程序
用于被调单元的闪烁显示。调时程序用于调整分钟、小时、星期、日、月、年，主要由主函数组成通过对相关子程序的调用，如图所示。实现了对时间的设置和修改、LCD显示数值等主要功能。相关的调整是靠对功能键的判断来实现的。第二部分设计方案 2.1 总体设计方案说明 1．程序设计及调试 根据单片机课程设计内容和要求，完成Protues仿真电路的设计和用Keil软件编写程序，并进行仿真模拟调试。 2．硬件焊接及调试 根据仿真电路图完成电路板的焊接，并进行软、硬件的调试，只到达到预期目的。3．后期处理 对设计过程进行总结，完成设计报告。 2.2 单片机系统方框图
EDA技术课程设计 多功能数字钟 学院：城市学院 专业、班级： 姓名： 指导老师： 20XX年12月
目录 1、设计任务与要求 (2) 2、总体框图 (2) 3、选择器件 (2) 4、功能模块 (3) （1）时钟记数模块 (3) （2）整点报时驱动信号产生模块 (6) （3）八段共阴扫描数码管的片选驱动信号输出模块 (7) （4）驱动八段字形译码输出模块 (8) （5）高3位数和低4位数并置输出模块 (9) 5、总体设计电路图 (10) （1）仿真图 (10) （2）电路图 (10) 6、设计心得体会 (11)
一、设计任务与要求 1、具有时、分、秒记数显示功能，以24小时循环计时。 2、要求数字钟具有清零、调节小时、分钟功能。 3、具有整点报时，整点报时的同时输出喇叭有音乐响起。 二、总体框图 多功能数字钟总体框图如下图所示。它由时钟记数模块（包括hour、minute、second 三个小模块）、驱动8位八段共阴扫描数码管的片选驱动信号输出模块（seltime）、驱动八段字形译码输出模块（deled）、整点报时驱动信号产生模块（alart）。 系统总体框图 三、选择器件 网络线若干、共阴八段数码管4个、蜂鸣器、hour(24进制记数器)、minute(60进制记数器)、second(60进制记数器)、alert(整点报时驱动信号产生模块)、 seltime(驱动4位八段共阴扫描数码管的片选 驱动信号输出模块)、deled(驱动八段字形译 码输出模块)。
四、功能模块 多功能数字钟中的时钟记数模块、驱动8位八段共阴扫描数码管的片选驱动信号输出模块、驱动八段字形译码输出模块、整点报时驱动信号产生模块。 (1) 时钟记数模块： <1.1>该模块的功能是：在时钟信号（CLK）的作用下可以生成波形；在清零信号（RESET）作用下，即可清零。 VHDL程序如下： library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity hour24 is port( clk: in std_logic; reset:instd_logic; qh:BUFFER STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0); ql:BUFFER STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0)); end hour24; architecture behav of hour24 is begin process(reset,clk) begin if reset='1' then qh<="000"; ql<="0000"; elsif(clk'event and clk='1') then if (qh<2) then if (ql=9) then ql<="0000"; qh<=qh + 1; else ql<=ql+1; end if; else if (ql=3) then ql<="0000"; qh<="000"; else ql<=ql+1; end if; end if; end if; end process; end behav; 仿真波形如下：