基于FPGA 的数字时钟的设计
课 题： 基于FPGA 的数字时钟的设计
学 院： 电气信息工程学院
专 业 ： 测量控制与仪器
班 级 ： 08测控（2）班
姓 名 ： 潘 志 东
学 号 ： 08314239
合作者姓名： 颜志林
2010 年 12 月 12 日
综述
近年来随着数字技术的迅速发展，各种中、大规模集成电路在数字系统、控制系统、信号处理等方面都得到了广泛的应用。这就迫切要求理工科大学生熟悉和掌握常用中、大规模集成电路功能及其在实际中的应用方法，除通过实验教学培养数字电路的基本实验方法、分析问题和故障检查方法以及双踪示波器等常用仪器使用方法等基本电路的基本实验技能外，还必须培养大学生工程设计和组织实验能力。
本次课程设计的目的在于培养学生对基本电路的应用和掌握，使学生在实验原理的指导下，初步具备基本电路的分析和设计能力，并掌握其应用方法；自行拟定实验步骤，检查和排除故障、分析和处理实验结果及撰写实验报告的能力。综合实验的设计目的是培养学生初步掌握小型数字系统的设计能力，包括选择设计方案，进行电路设计、安装、调试等环节，运用所学知识进行工程设计、提高实验技能的实践。数字电子钟是一种计时装置，它具有时、分、秒计时功能和显示时间功能；具有整点报时功能。
本次设计我查阅了大量的文献资料，学到了很多关于数字电路方面的知识，并且更加巩固和掌握了课堂上所学的课本知识，使自己对数字电子技术有了更进一步的认识和了解。
1、课题要求
1.1课程设计的性质与任务
本课程是电子与信息类专业的专业的专业基础必修课——“数字电路”的配套实验课程。目的在于培养学生的理论联系实际，分析和解决问题的能力。通过本课程设计，使学生在理论设计、计算机仿真、指标调测、故障排除等方面得到进一步的训练，加强学生的实践能力。学生通过设计、仿真、调试、撰写设计报告等过程，培养学生的动手能力和严谨的工作作风。
1.2课程设计的基本技术要求
1）根据课题要求，复习巩固数字电路有关专业基础知识；
2）掌握数字电路的设计方法，特别是熟悉模块化的设计思想；
3) 掌握QUARTUS-2软件的使用方法;
4) 熟练掌握EDA工具的使用，特别是原理图输入，波形仿真，能对仿真波形进行分析；
5) 具备EDA技术基础，能够熟练使用VHDL语言进行编程，掌握层次化设计方法;
6) 掌握多功能数字钟的工作原理，学会不同进制计数器及时钟控制电路的设计方法;
7) 能根据设计要求对设计电路进行仿真和测试;
8) 掌握将所设计软件下载到FPGA芯片的下载步骤等等。
9) 将硬件与软件连接起来，调试电路的功能。
1.3课程设计的功能要求
基本功能：能进行正常的时、分、秒计时功能，分别由6个数码管显示24小时，60分钟，60秒钟的计数器显示。
附加功能：1）能利用硬件部分按键实现“校时”“校分”“清零”功能；
2）能利用蜂鸣器做整点报时：当计时到达59’59’’时开始报时，鸣叫时间1秒钟；
3）定时闹铃：本设计中设置的是在七点时进行闹钟功能，鸣叫过程中，能够进行中断闹铃工作。
本人工作：负责软件的编程与波形的仿真分析。
2、方案设计与分析
1.1设计方案
1、时钟功能，具有显示时、分、秒的功能；
2、具有整点报时功能，在整点时使用蜂鸣器进行报时，具有闹钟功能，鸣叫过程中，具有中断闹铃功能。
1.2设计要点
数字钟一般是由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器等几部分组成。这些都是数字电路中应用最广泛的基本电路，本设计分模块设计实现各部分功能，采用软件编程控制FPGA芯片内部产生振动周期为1s的脉冲。并将信号送入计数器进行计算，并把累加的结果以“时”、“分”、“秒”的数字显示出来。“秒”的显示由两级计数器和译码器组成的六十进制计数电路实现；“分”的显示电路“秒”相同，“时”的显示由两级计数器和译码器组成的二十四进制电路来实现。所有计时结果由六位数码管显示。
1.3工作原理
数字电子钟由振荡器、分频器计数器、译码显示、报时等电路组成。振荡器产生稳定的高频脉冲信号，作为数字钟的时间基准，然后经过分频器输出标准秒脉冲。秒计数器满60后向分计数器进位，分计数器满60后向小时计数器进位，小时计数器按照“24翻1”规律计数。计满后各计数器清零，重新计数。计数器的输出分别经译码器送数码管显示，计时出现误差时，可以用校时电路“校时”“校分”“清零”。秒脉冲可以通过分频电路得到。通过报时设计模块可以实现整点报时及定时闹铃，译码显示由七段译码器完成，显示由数码管构成，采用的是动态显示方式。数码管动态显示：动态扫描电路将计数器输出的8421BGD码转换为数码管需要的逻辑状态，并且输出数码管的片选信号和为选信号。所谓动态扫描显示方式是在显示某一位LED 显示块的数据的时候，让其它位不显示，然后再显示下一位的数据。只要保证每一位显示的时间间隔不要太大，利用人眼的视觉暂留的现象，就可以造成各位数据同时显示的假象。一般每一位的显示时间为1~10ms。
3、单元电路的设计，仿真与分析
（1）分频模块（fenpin）
1）程序：
library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
entity fenpin is
port(clk6:in std_logic;
q1000,q5,q1:out std_logic);
end fenpin;
architecture ccc_arc of fenpin is
signal x:std_logic;
begin
process(clk6)
variable cnt:integer range 0 to 24999; begin
if clk6'event and clk6='1' then
if cnt<24999 then
cnt:=cnt+1;
else
cnt:=0;
x<=not x;
end if;
end if;
end process;
q1000<=x;
process(x)
variable cnt2:integer range 0 to 999; variable y:std_logic;
begin
if x'event and x='1' then
if cnt2<999 then
cnt2:=cnt2+1;
q1<='0';
else
cnt2:=0;
q1<='1';
end if;
end if;
if x'event and x='1' then
y:=not y;
end if;
q5<=y;
end process;
end ccc_arc;
2）仿真波形：
3）仿真结果分析：产生用于计时，扫描输入，扫描显示，以及蜂鸣器所需的各个频率的信号。
（2）秒模块（second）
1）程序：
library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;
entity second is
port (clk1,en1:in std_logic;
qa:out std_logic_vector(3 downto 0);
co1:out std_logic;
qb:out std_logic_vector(3 downto 0));
end second;
architecture cc of second is
signal cout2,cout1:std_logic_vector(3 downto 0);
signal mm: std_logic;
begin
process(clk1,en1)
begin
if en1='1' then
cout2<="0000";cout1<="0000";
elsif (clk1'event and clk1='1')then
if (cout2=5 and cout1=8) then cout2<=cout2;cout1<=cout1+1;mm<='1'; elsif (cout2=5 and cout1=9) then cout2<="0000";cout1<="0000";mm<='0'; else if (cout1=9) then cout2<=cout2+1;cout1<="0000";mm<='0';
else cout2<=cout2;cout1<=cout1+1;mm<='0';
end if;
end if;
end if;
end process;
co1<=mm;
qa<=cout2;
qb<=cout1;
end cc;
2）仿真波形：
3）仿真结果分析：该模块实际是一个六十进制计数器，而六十秒为一分钟，故用此模块可以作为秒部分设计，通过观察可知，仿真波形是正确可行的。
（3）分模块（minute）
1）程序：
library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;
entity minute is
port (clk2,en2:in std_logic;
qc:out std_logic_vector(3 downto 0);
co2:out std_logic;
qd:out std_logic_vector(3 downto 0));
end minute;
architecture bb of minute is
signal cout2,cout1:std_logic_vector(3 downto 0);
signal cc:std_logic;
begin
process(clk2,en2)
begin
if en2='1' then
if (clk2'event and clk2='1')then
if (cout2=5 and cout1=8) then cout2<=cout2;cout1<=cout1+1;cc<='1'; elsif (cout2=5 and cout1=9) then cout2<="0000";cout1<="0000";cc<='0'; else if (cout1=9) then cout2<=cout2+1;cout1<="0000";cc<='0';
else cout2<=cout2;cout1<=cout1+1;cc<='0';
end if;
end if;
end if;
end if;
end process;
co2<=cc;
qc<=cout2;
qd<=cout1;
end bb
2）仿真波形：
3）仿真结果分析：此模块实际也是一个六十进制的计数器模块，六十分钟即为一个小时，用此模块就成功解决了分设计模块这个难题。从仿真波形可知，该设计时正确的。
（4）时模块（hour）
1）程序：
library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;
entity hour is
port (clk3,en3:in std_logic;
qe:out std_logic_vector(3 downto 0);
qf:out std_logic_vector(3 downto 0));
end hour;
architecture aa of hour is
signal cout2,cout1:std_logic_vector(3 downto 0);
begin
process(clk3,en3)
begin
if en3='1' then
if (clk3'event and clk3='1')then
if (cout2=2 and cout1=3) then cout2<="0000";cout1<="0000"; else if (cout1=9) then cout2<=cout2+1;cout1<="0000";
else cout2<=cout2;cout1<=cout1+1;
end if;
end if;
end if;
end if;
end process;
qe<=cout2;
qf<=cout1;
end aa;
2）仿真波形：
3）仿真结果分析：这是一个24计数器，用来表示24小时，通过波形可知，程序设计正确，正常计时是每次清零后从00:00:00开始计时的，若要从预置时间开始，可以通过“校时”“校分”“清零”三个按键调整时间。
（5）数码显示驱动模块
1）程序：
library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;
entity hhh is
port(n1,n2,n3,n4,n5,n6:in std_logic_vector(3 downto 0);
a:in std_logic_vector(2 downto 0);
qqq:out std_logic_vector(3 downto 0));
end hhh;
architecture dd of hhh is
begin
with a select
qqq<=n1 when "000",
n2 when "001",
n3 when "010",
n4 when "011",
n5 when "100",
n6 when "101",
"0000" when others;
end dd;
2）仿真波形：
3）仿真结果分析：其实这是一个选择器，从波形图可以很容易看出来。它是用来选择需要显示的数字，比如秒的十位，就会选择n1到译码显示器显示出来，具备驱动数码管的作用!
(6)片选模块（sell）
1）程序：
library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;
entity ggg is
port(m:in std_logic_vector(2 downto 0);
b:out std_logic_vector(5 downto 0));
end ggg;
architecture ee of ggg is
begin
with m select
b<="100000" when "000",
"010000" when "001",
"001000" when "010",
"000100" when "011",
"000010" when "100",
"000001" when "101",
"000000" when others;
end ee;
2）仿真波形：
3）仿真结果分析：设置时间时将所需的数据传给显示模块，当设置闹铃时将数据传给闹钟和显示模块。
(7)译码显示模块(display)
1）程序：
library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;
entity decoder is
port(x:in std_logic_vector(3 downto 0);
y:out std_logic_vector(6 downto 0));
end decoder;
architecture one of decoder is
begin
with x select
y<="1111110" when "0000",
"0110000" when "0001",
"1101101" when "0010",
"1111001" when "0011",
"0110011" when "0100",
"1011011" when "0101",
"1011111" when "0110",
"1110000" when "0111",
"1111111" when "1000",
"1111011" when "1001",
"0000000" when others;
end one;
2）仿真波形：
3）仿真结果分析：此模块是用来显示时间的，采用动态显示方式。
（8）报时模块（alart）
1) 程序：
library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
entity sst is
port(h1,h0,m1,m0,s1,s0:in std_logic_vector(3 downto 0);
clk4:in std_logic;
q500:out std_logic);
end sst;
architecture sss of sst is
begin
process(clk4,m1,m0,s1,s0)
begin
if (clk4'event and clk4='1') then
if ((h1="0000" and h0="0111" and m1="0000" and m0="0000")
or (m1="0101" and m0="1001" and s1="0101" and s0="1001"))then q500<='1';
else
q500<='0';
end if;
end if;
end process;
end sss;
2) 仿真波形：
3) 仿真结果分析：通过观察波形可知，当时钟时间与整点或闹铃预设时间相同时，给出一个脉冲信号，使蜂鸣器鸣叫，实现整点报时和定时闹铃功能。
（9）六进制计数器模块（cnt6）
1）程序：
library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;
entity cnt6 is
port (clk5:in std_logic;
n:out std_logic_vector(2 downto 0));
end cnt6;
architecture behav of cnt6 is
signal q1:std_logic_vector(2 downto 0);
begin
process(clk5)
begin
if clk5'event and clk5='1' then
if q1<5 then q1<=q1+1;
else q1<=(others=>'0');
end if;
end if;
end process;
n<=q1;
end behav;
2）仿真波形：
3) 仿真结果分析：很明显可以看出这是一个简单的六进制计数器。它与3-6译码器配合作用产生片选信号。
（10）两输入与模块（and2a）
1）程序：
library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
entity anda is
port (a1,b1:in std_logic;
y:out std_logic);
end anda;
architecture an of anda is
begin
y<=a1 and b1;
end an;
2）仿真波形：
3) 仿真结果分析：经观察波形，程序正确。该与门的两个输入端分别为秒模块和分模块的进位输出信号，当它们均为高电平时，时模块使能端即为高电平，时模块工作。
（11）两输入或模块(or2a)
1）程序：
library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
entity or_1 is
port (a1,b1:in std_logic;
y:out std_logic);
end or_1;
architecture oo of or_1 is
begin
y<=a1 or b1;
end oo;
2）仿真波形：
3) 仿真结果分析：在整个数字钟程序设计中，两处用到两输入或门。一处是分模块，或门两输入分别是秒模块的进位输出信号和外部校分信号，任一一个信号为高电平，分模块使能端就为高电平，分模块工作。另一处是在时模块的使能端，它受分模块进位输出和外部校时信号输入的控制，只要其一位高电平，时模块都将工作。
4、顶层电路设计及仿真结果与分析
1）程序：
library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
entity digital_clock is
port(clk,sa,sb,sc:in std_logic;
q1:out std_logic;
r:out std_logic_vector(5 downto 0);
q0:out std_logic_vector(6 downto 0)); end digital_clock;
architecture main of digital_clock is
component anda
port(a1,b1:in std_logic;
y:out std_logic);
end component;
component or_1
port(a1,b1:in std_logic;
y:out std_logic);
end component;
component fenpin
port(clk6:in std_logic;
q1000,q1,q5:out std_logic);
end component;
component hour
port (clk3,en3:in std_logic;
qe:out std_logic_vector(3 downto 0); qf:out std_logic_vector(3 downto 0)); end component;
component minute
port (clk2,en2:in std_logic;
qc:out std_logic_vector(3 downto 0); co2:out std_logic;
课程设计题目名称：数字时钟 专业名称：电气工程及其自动化班级： ******** 学号： *******8 学生姓名： ******* 任课教师： *******
《电子技术课程设计》任务书
2．对课程设计成果的要求〔包括图表（或实物）等硬件要求〕：设计电路，安装调试或仿真，分析实验结果，并写出设计说明书,语言流畅简洁，文字不得少于3500字。要求图纸布局合理，符合工程要求，使用Protel软件绘出原理图（SCH）和印制电路板(PCB),器件的选择要有计算依据。 3．主要参考文献：⑴《电子技术课程设计指导》彭介华编，高等教育出版社，1997年10月 ⑵《数字电子技术》康华光编著高等教育出版社， 2001年 要求按国标GB 7714—87《文后参考文献著录规则》书写。 4．课程设计工作进度计划： 序号起迄日期工作内容 初步设想和资料查询，原理图的绘画 1 2015.11.18-2015.12.21 仿真调试，元件参数测定，实物的拼接与测试 2 2015.12.21-2016.1.8 叙写设计报告，总结本次设计，论文提交 3 2016.1.8-2016.1.18 主指导教师日期：年月日
摘要 数字时钟已成为人们日常生活中必不可少的必需品，广泛于个人家庭以及办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来了极大的方便。并且数字时钟具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点，它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域。报告围绕此次数字钟的设计进行介绍、总结，包含了设计的步骤，前期的准备，装配的过程。在实装时，采用了74LS90进行计数，用CD4060产生秒脉冲，CD4511进行数码管转换显示，还要考虑电路的校时、校分，每块芯片各设计为几进制等等，最后实现了数字钟设计所要求的各项功能：时钟显示功能；快速校准时间的功能。 关键字：数字时钟校时CD4511
《数字逻辑》课程设计报告 题目数字时钟 学院（部）信息工程学院 专业计算机科学与技术 班级计算机一班 学生姓名 学号20132402 6 月29 日至 7 月 3 日共1 周 指导教师（签字）
题目 一．摘要： 钟表的数字化给人们的生产生活带来了极大的方便，并且极大的扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常警、学校的按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、定时启闭路灯，甚至各种定时电气的自启用等。所现实的意义。本次数电课设我组设计的数字时钟是由石英晶体振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器、校时电路、报时电路和计时电路组成，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，计数结果通过“时”、“分”、“秒”译码器在七段显示器上显示时间。 二．关键词： 校时计时报时分频石英晶体振荡器 三．技术要求： 1、有“时”、“分”、“秒”（23小时59分59秒）显示且有校时功能； 2、有计时功能，时钟不会在计时的时候停下。计时范围是0~99秒； 3、有闹铃功能，闹铃响的时间由使用者自己设置，闹铃时间至少一分钟； 4、要在七段显示器（共阴极6片）显示时间； 5、电子钟要准确正常地工作。 四、方案论证与选择： 钟表的是长期使用的器件，误差容易积累由此增大。所以要求分频器产生的秒脉冲要极其准确。而石英晶体产生的信号是非常稳定的，所以我们使用石英晶体产生的信号经过分频电路作为秒脉冲。秒脉冲信号经过6级计数器，分别得到“秒”、“分”、“时”的个位、十位的计时。由实际的要求，“秒”、“分”计数器为60进制的计数器，小时为24进制。由于74LS160十进制加法计数器易于理解使用，我们在设计各个计数器时都是由采用74LS160芯片级联构成。在计时部分，最小单位是0.01s，我们采用555多谐振荡器产生100HZ的信号作为秒脉冲进入一个4级计数器，计时范围是0~99秒。石英晶体
数字电路课程设计 数字时钟
《数字时钟》技术报告 概要 数字钟是一个将“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。一个基本的数字钟电路主要由秒信号发生器、“时、分、秒、”计数器、译码器及显示器组成。由于采用纯数字硬件设计制作，与传统的机械表相比，它具有走时准，显示直观，无机械传动装置等特点。 本设计中的数字时钟采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”的显示和调整。经过采用各种集成数字芯片搭建电路来实现相应的功能。具体用到了555震荡器，74LS90及与非，异或等门集成芯片等。该电路具有计时和校时的功能。 在对整个模块进行分析和画出总体电路图后，对各模块进行仿真并记录仿真所观察到的结果。 实验证明该设计电路基本上能够符合设计要求！ 一、系统结构。 （1）功能。 此数字钟能显示“时、分、秒”的功能，它的计时周期是24 小时，最大能显示23时59分59秒，并能对时间进行调整和校对，相对于机械式的手表其更为准确。
（2）系统框图。 系统方框图1 （3）系统组成。 1.秒发生器：由555芯片和RC组成的多谐振荡器，其555上3的输出频率由接入的电阻与电容决定。 2.校时模块：由74LS03中的4个与非门和相应的开关和电阻构成。 3.计数器：由74LS90中的与非门、JK触发器、或门构成相应芯片串接得到二十四、六十进制的计数器，再由74LS90与74LS08相
连接而得到秒、分、时的进分别进位。 4.译码器：选用BCD锁存译码器4511，接受74LS90来的信号，转换为7段的二进制数。 5.显示模块：由7段数码管来起到显示作用，经过接受CD4511的信号。本次选用的是共阴型的CD4511。 二、各部分电路原理。 三、秒发生器：555电路内部（图2-1）由运放和RS触发器共同组成，其工作原理由8处接VCC，C1处当Uco=2/3Vcc>u11时运放输出为1，同理C2也一样。最终如图3接口就输出矩形波，而形成的秒脉冲。 图2-1 内部结构图
数字逻辑课程设计 自从它被发明的那天起，就成为人们生活中必不可少的一种工具，尤其是在现在这个讲 究效率的年代，时钟更是在人类生产、生活、学习等多个领域得到广泛的应用。然而随着时 间的推移，人们不仅对于时钟精度的要求越来越高，而且对于时钟功能的要求也越来越多，时钟已不仅仅是一种用来显示时间的工具，在很多实际应用中它还需要能够实现更多其它的
功能。诸如闹钟功能、日历显示功能、温度测量功能、湿度测量功能、电压测量功能、频率测量功能、过欠压报警功能等。钟表的数字化给人们的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。可以说，设计多功能数字时钟的意义已不只在于数字时钟本身，更大的意义在于多功能数字时钟在许多实时控制系统中的应用。在很多实际应 用中，只要对数字时钟的程序和硬件电路加以一定的修改，便可以得到实时控制的实用系统， 从而应用到实际工作与生产中去。因此，研究数字时钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。 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?目前,数字钟的功能越来越强，并且有多种专门的大规模集成电路可供选择? 前言 (2) 目录 (2) 题目 (2) 摘要 (2) 关键字 (3) 设计要求 (3) 正文 (3) 1电路结构与原理图 (3) 2数码显示器 (3) 60进制计数和24进制计数 (4) 校时 (7) 振荡器 (8) 3.计算、仿真的过程和结果 (9) 鸣谢 (11) 元器件清单 (11) 参考文献 (11) 总结与体会 (11) 教师评语 (12) 数字时钟的课程设计 摘要： 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。目前, 数字钟的功能越来越强，并且有多种专门的大规模集成电路可供选择。本设计采用74LS290. 74LS47.BCD七段数码管和适当的门电路构成，可实现对时、分、秒等时间信息的采集和较时 功能地实现?
电子时钟课程设计_数电课程设计数字电子 时钟的实现 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Multisim 7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 (4) 2.1设计任务 (4) 2.2设计要求 (4) 第3章系统设计 (6) 3.1方案论证 (6) 3.2系统设计 (6) 3.2.1 结构框图及说明 (6) 3.2.2 系统原理图及工作原理 (7) 3.3单元电路设计 (8) 3.3.1 单元电路工作原理 (8) 3.3.2 元件参数选择···································14 第 4章软件仿真 (15) 4.1仿真电路图 (15) 4.2仿真过程 (16)
数字电子技术基础课程设计报告 班级：姓名: 学号： 一、设计目的 1掌握专业基础知识的综合能力。 2完成设计电路的原理设计、故障排除。 3逐步建立电子系统的研发、设计能力，为毕业设计打好基础。 4让学生掌握组合逻辑电路、时序逻辑电路及数字逻辑电路系统的设计、安装、测试方法。 5进一步巩固所学的理论知识，提高运用所学知识分析和解决实际问题的能力。 6培养书写综合实验报告的能力。 二、设计仪器 1 LM555CH 2 74LS161N 74LS160N 74LS290 3 74LS00 74LS08 4 电源电阻电容二极管接地等 三数字电子钟的基本功能及用途 现在数字钟已成为人们日常生活中：必不可少的必需品，广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧场、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使数字钟具有走时准确、性
能稳定、集成电路有体积小、功耗小、功能多、携带方便等优点，，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。 多功能数字钟采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置。具有时间显示、走时准确、显示直观、精度、稳定等优点。电路装置十分小巧,安装使用也方便。同时在日期中，它以其小巧，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。 四设计原理及方框图 数字钟实际上是一个对标准频率进行计数的计数电路，标准的1HZ时间信号必须做到准确稳定。由图可见：本数字钟电路主要由震荡器、、时分秒计数器、译码显示器构成。它们的工作原理是：由震荡器产生的高频脉冲信号作为数字钟的时间基准，送入秒计数
. 单片机课程设计题目：电子时钟 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 设计时间：
.
摘要 针对数字时钟的问题，利用8051单片机，proteus软件，vw(伟福)等软件，运用单片机中定时计数器T0,中断系统以及按键的控制实现了电子时钟的设计。设计的电子时钟通过数码管显示，并能通过按键的设计实现小时与分钟的调整。时间的启动与暂停等等。 关键字：数字时钟；单片机；定时计数器 .
1 引言 时钟，自他发明的那天起，就成为人类的朋友，但随着时间的推移，科学技术不断的发展，人们对时间计量的进度要求越来越高，应用越来越广。怎样让时钟更好地为人类服务，怎样让我们的老朋友焕发青春呢？这就要求人们不断设计出新型时钟。 现金，高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器，由于电子钟，石英表，石英钟都使用了石英技术，因此走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要经常调校，数字式电子钟用集成电路计时时，译码代替机械式传动，用LED显示器代替指针显示器，减小了计时误差，这种表具有时、分、秒显示的功能，还可以进行时、分的校对，片选的灵活性好。 时钟电路在计算机系统中起着非常重要的作用，是保证系统正常工作的基础。在一个单片机应用系统中，时钟有两方面的含义：一是指为保障系统正常工作的基准震荡定时信号，主要由晶振和外围电路组成，晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢；二是指系统的标准定时时钟，及定时时间，它通常有两种方法实现：一是软件实现，即用单片机内部的可编程定时/计数器来实现，但误差很大，主要用在对时间精度要起不高的场合；二是用专门的时钟芯片实现，在对时间精度要求很高的情况下，通常采用这种方法。本文主要介绍用单片机内部的定时计数器来实现电子时钟的方法，以单片机为核心，辅以必要电路，构成了一个单片机电子时钟。 单片机应用系统由硬件系统和软件系统两部分组成。硬件系统是指单片机以及扩展的存储器、I\O接口、外围扩展的功能芯片以及接口电路。软件系统包括监控程序和各种应用程序。 在单片机应用系统中，单片机是整个系统的核心，对整个系统的信息输入、处理、信息输出进行控制。与单片机配套的有相应的复位电路、时钟电路以及扩展的存储器和I\O接口，使单片机应用系统能够运行。 在一个单片机应用系统中，往往都会输入信息和显示信息，这就涉及键盘和显示器。在单片机应用系统中，一般都根据系统的要求配置相应的键盘和显示器。配置键盘和显示器一般都没有统一的规定，有的系统功能复杂，需输入的信息和显示的信息量大，配置的键盘和显示器功能相对强大，而有些系统输入/输出的信息少，这时可能用几个按键和几个LED指示灯就可以进行处理了。在单片机应用系统在中配置的键盘可以是独立键盘，也可能是矩阵键盘。显示器可以是LED指示灯，也可以是LED数码管，也可 .
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
数字电路课程设计--数字时钟
《数字时钟》技术报告 概要 数字钟是一个将“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。一个基本的数字钟电路主要由秒信号发生器、“时、分、秒、”计数器、译码器及显示器组成。由于采用纯数字硬件设计制作，与传统的机械表相比，它具有走时准，显示直观，无机械传动装置等特点。 本设计中的数字时钟采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”的显示和调整。通过采用各种集成数字芯片搭建电路来实现相应的功能。具体用到了555震荡器，74LS90及与非，异或等门集成芯片等。该电路具有计时和校时的功能。 在对整个模块进行分析和画出总体电路图后，对各模块进行仿真并记录仿真所观察到的结果。 实验证明该设计电路基本上能够符合设计要求！ 一、系统结构。 （1）功能。 此数字钟能显示“时、分、秒”的功能，它的计时周期是24小时，最大能显示23时59分59秒，并能对时间进行调整和校对，相对于机械式的手表其更为准确。 （2）系统框图。
译码器译码器译码器 时计数分计数秒计 校时电路 振荡器分频器 系统方框图 （3）系统组成。 1.秒发生器：由555芯片和RC组成的多谐振荡器，其555上3的输出频率由接入的电阻与电容决定。 2.校时模块：由74LS03中的4个与非门和相应的开关和电阻构成。 3.计数器：由74LS90中的与非门、JK触发器、或门构成相应芯片串接得到二十四、六十进制的计数器，再由74LS90与74LS08相连接而得到秒、分、时的进分别进位。 4.译码器：选用BCD锁存译码器4511，接受74LS90来的信
《数字时钟》技术报告 概要 数字钟是一个将“ 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。一个基本的数字钟电路主要由秒信号发生器、“时、分、秒、”计数器、译码器及显示器组成。由于采用纯数字硬件设计制作，与传统的机械表相比，它具有走时准，显示直观，无机械传动装置等特点。 本设计中的数字时钟采用数字电路实现对“时” 、“分”、“秒” 的显示和调整。通过采用各种集成数字芯片搭建电路来实现相应的功能。具体用到了555 震荡器，74LS90 及与非，异或等门集成芯片等。该电路具有计时和校时的功能。 在对整个模块进行分析和画出总体电路图后，对各模块进行仿真并记录仿真所观察到的结果。 实验证明该设计电路基本上能够符合设计要求！ 一、系统结构。 （1）功能。此数字钟能显示“时、分、秒”的功能，它的计时周期是24 小时，最大能显示23 时59 分59 秒，并能对时间进行调整和校对，相对于机械式的手表其更为准确。 2）系统框图
系统方框图 1 （3）系统组成。 1.秒发生器：由555 芯片和RC 组成的多谐振荡器，其555 上3 的输出频率由接入的电阻与电容决定。 2.校时模块：由74LS03 中的4 个与非门和相应的开关和电阻构成。 3.计数器：由74LS90 中的与非门、JK 触发器、或门构成相应芯片串接得到二十四、六十进制的计数器，再由74LS90 与74LS08 相连接而得到秒、分、时的进分别进位。 4.译码器：选用BCD 锁存译码器4511，接受74LS90 来的信号，转换为7 段的二进制数。
5.显示模块：由7 段数码管来起到显示作用，通过接受CD4511 的信号。本次选用的是共阴型的CD4511 。 二、各部分电路原理。 1.秒发生器：555 电路内部（图2-1）由运放和RS 触发器共同组成，其工作原理由8处接VCC ，C1 处当 Uco=2/3Vcc>u11 时运放输出为1，同理C2 也一样。最终如图3 接口就输出矩形波，而形成的秒脉冲。 图 2-2 555 功能表 2.校时模块：校时模块主要由74LS03中的4个与非门构成（图2-3），由其功能图看得出只要有一个输入端由H 到L 或者从L 到H 都会使输出端发生高低变化。因此通过开关的拨动产生高低信号从而对时、分处的计数器起到调数作用。
数字电子技术课程设计 数字电子钟 指导老师： 小组成员：
目录 摘要 (3) 第一节系统概述 (4) 第二节单元电路设计与分析 (6) 第三节电路的总体设计与调试 (11) 第四节设计总结 (13) 附录部分芯片功能参数表 (14) 参考文献 (17)
摘要 数字钟是一个将“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。一个基本的数字钟电路主要由秒信号发生器、“时、分、秒、”计数器、译码器及显示器组成。由于采用纯数字硬件设计制作，与传统的机械表相比，它具有走时准，显示直观，无机械传动装置等特点。 本设计中的数字时钟采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”的显示和调整。通过采用各种集成数字芯片搭建电路来实现相应的功能。具体用到了555震荡器，74LS90及与非，异或等门集成芯片等。该电路具有计时的功能。 在对整个模块进行分析和画出总体电路图后，对各模块进行仿真并记录仿真所观察到的结果。 实验证明该设计电路基本上能够符合设计要求！ 关键词振荡器、计数器、译码显示器、Multisim
第一节系统概述 数字电子钟是由多块数字集成电路构成的，其中有振荡器，分频器，校时电路，计数器，译码器和显示器六部分组成。振荡器和分频器组成标准秒信号发生器，不同进制的计数器产生计数，译码器和显示器进行显示，通过校时电路实现对时，分的校准。 1.1实验目的 1).掌握组合逻辑电路、时序逻辑电路及数字逻辑电路系统的设计、安装、测试方法； 2).进一步巩固所学的理论知识，提高运用所学知识分析和解决实际问题的能力； 3).提高电路布局﹑布线及检查和排除故障的能力； 4).培养书写综合实验报告的能力。 1.2 主要内容 熟悉Multisim10.0仿真软件的应用；设计一个具有显示、校时、整点报时和定时功能的数字时钟,.能独立完成整个系统的设计；用Multisim10.0仿真实现数字时钟的功能。 1.3 系统设计思路与总体方案 数字时钟基本原理的逻辑框图如下所示：
一、数字电子钟 1.设计目得 (1)培养数字电路得设计能力。 (2)掌握数字电子钟得设计、组装与调试方法。 2.设计内容及要求 (1)设计一个数字电子钟电路。要求: ①按24小时制直接显示“时”、“分”、“秒”。 ②当电路发生走时误差时具有校时功能。 ③具有整点报时功能,报时音响为4低1高,即在59分51秒、53秒、55秒、57秒输出500Hz信号,在59分59秒时输出1000 Hz信号,音响持续时间为1秒,最后一响结束时刻正好为整点。 (2)用中小规模集成电路组成电子钟,并在实验仪上进行组装、调试。 (3)画出各单元电路图、整机逻辑框图与逻辑电路图,写出设计、实验总结报告。 (4)选作部分:①闹钟系统。②日历系统。 3.数字电子钟基本原理及设计方法 数字电子钟得逻辑框图如图1411所示。它由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器、校时电路与整点报时电路组成。振荡器产生得脉冲信号经过分频器作为秒脉冲,秒脉冲送入计数器计数,计数结果通过“时”、“分”、“秒”译码器显示时间。有得数字电子钟还加有定时响铃、日历显示等其它功能,需增加相应得辅助电路。 图1411 数字电子钟得基本逻辑框图 (1)振荡分频电路 振荡器就是数字电子钟内部用来产生时间标准“秒”信号得电路。构成振荡器得电路很多,图1412(a)就是RC环形多谐振荡器,其振荡周期T≈2、2RC。作为时钟,最主要得就是走时准确,这就要求振荡器得频率稳定。要得到频率稳定得信号,需要采用石英晶体振荡器。石英晶体振荡器电路如图1412(b)所示,这种电路得振荡频率只取决于石英晶体本身得固有频率。 图1412 振荡器
(a)RC环形多谐振荡器 (b)石英晶体多谐振荡器 由于石英晶体振荡器产生得频率很高,要得到秒信号,需采用分频电路。例如,振荡器输出4 MHz信号,先经过4分频变成1 MHz,再经过6次10分频计数器,便可得到1Hz得方波信号作为秒脉冲。 (2)计数器 把秒脉冲信号送入秒计数器个位得CP输入端,经过6级计数器,分别得到“秒”个位、十位,“分”个位、十位,以及“时”个位、十位得计时。“秒”、“分”计数器为60进制,“时”计数器为24进制。 24进制计数器如图1413所示。当“时”个位计数器输入端CP来到第10个触发脉冲时,该计数器归零,进位端Q D5向“时”十位计数器输出进位信号。当第24个“时”脉冲(来自“分”计数器输出得进位信号)到来时,十位计数器得状态为0010,个位计数器得状态位0100,此时“时”十位计数器得Q B6与“时”个位计数器得Q C5输出为1。两者相与后送到两计数器得清零端R0A与R0B,通过74LS90内部得R0A与R0B与非后清零,完成24进制计数。同理可构成60进制计数器。 CP 来自分计数器 的进位信号 图1413 24进制计数器 (3)译码显示电路 译码驱动器采用8421 BCD码七段译码驱动器74LS48,显示器采用共阴极数七段数码显示器,有关74LS48与七段显示器得使用方法前面已经作了介绍,这里不再赘述。 (4)校时电路 当数字电子钟出现走时误差时,需要对时间进行校准。实现校时电路得方法很多,如图1414所示电路即可作为时计数器或分计数器得校时电路。 图1414 校时电路 现设用该电路作为分计数器得校时电路,图中采用RS触发器作为无抖动开关。通过开关K得接入位置,可以选择就是将“1 Hz信号”还就是将“来自秒计数器得进位信号”送至分计数器得CP端。当开关K置于B端时,RS触发器得输出、,“来自秒计数器得进位信号”被送至分计数器得CP端,分计数器正常工作;需要校正分计数器时,将开关K置于A端,这时RS触发器得输出、,“1 Hz信号”被送至分计数器得CP端,分计数器在“1Hz信号”得作用下快速计数,直至正确得时间,再将开关K置于B端,达到了校准时间得目得。 (5)整点报时电路 电路得设计要求在差10 s为整点时开始每隔1 s鸣叫一次,每次持续时间为1 s,共鸣叫5次,前4次为低音500 Hz,最后一次为高音1 kHz。因为分计数器与秒计数器从59分51秒计数到59分59秒得过程中,只有秒个位计数器计数,分十位、分个位、秒十位计数器得状态不变,分别为Q D4Q C4Q B4Q A4＝0101,Q D3Q C3Q B3Q A3＝1001,Q D2Q C2Q B2Q A2＝0101,所以Q C4＝Q A4＝Q D3＝Q A3＝Q C2＝Q A2＝1不变。设Y1＝Q C4Q A4Q D3Q A3Q C2Q A2,又因为在51、53、55、57秒时Q A1＝1,Q D1＝0,输出500Hz信号f2;59秒时Q A1＝1,Q D1＝1,输出1kHz信号f1,由此可写出整点报时电路得逻辑表达式为:
《电子线路课程设计报告》 系另 1」： 机电与自动化学院 专业班级：电气及自动化技术1001 学生姓名：陈星涯 指导教师：梁宗善 i=r （课程设计时 间： 2012年1月3日——2012年1月13日） 华中科技大学武昌分校 1.课程设计目的................................................. 3页 2.课程设计题目描述和要求....................................... 3页 2.1课程设计题目............................................. 3页
2.2课程设计要求............................................. 3页 3. ......................................................................................................... 比较和选定设计的系统方案.................................................... 4页 3.1数字钟的构成............................................. 4页 4.单元电路设计及工作原理....................................... 5页 4.1时基电路................................................. 5页 a. 多谐振荡器的工作原理................................... 5页 4.2计数器................................................... 7页 a.中规模计数器组件介绍.................................. 7页 b.60 进制计数器 .......................................... 8页 C.12 翻1计数器........................................... 9页 4.3译码器................................................... 10页 4.4显示器................................................... 10页 4.5校时电路................................................. 11页 4.6定时控制电路............................................. 12页 4.7仿广播电台正点报时电路................................... 13页 5.调试过程及分析............................................... 14页 5.1显示器故障排查........................................... 14页 5.2计数器调试及分析......................................... 15页 5.3校时电路的调试........................................... 16页 5.4增加抗干扰电路........................................... 16页 5.5闹时电路的调试........................................... 17页 5.6仿广播电台整点报时电路调试............................... 17页 6.课程设计总结................................................. 17页 7.参考文献..................................................... 19页 8.附件一：电子时钟主体电路电路图............................... 20页 9.附件二：扩展电路电路图....................................... 21页 10.附件三：系统所需元器件清单 ................................ 22页 11.课程设计成绩.............................................. 23页 一、设计任务与目的 数字时钟是一种利用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与传统的
数字逻辑课程设计说明书 题目: 多功能数字钟 专业: 计算机科学与技术 班级: 姓名: 学号: 完成日期: -9 一、设计题目与要求
设计题目: 多功能数字钟 设计要求: 1.准确计时, 以数字形式显示时、分、秒的时间。 2.小时的计时能够为”12翻1”或”23翻0”的形式。 3.能够进行时、分、秒时间的校正。 二、设计原理及其框图 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。图 1 所示为数字钟的一般构成框图。 图1 数字电子时钟方案框图
⑴多谐振荡器电路 多谐振荡器电路给数字钟提供一个频率1Hz 的信号, 可保证数字钟的走时准确及稳定。 ⑵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。 ⑶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, 而且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流。 ⑷数码管 数码管一般有发光二极管( LED) 数码管和液晶( LCD) 数码管。本设计提供的为LED数码管。 2.数字钟的工作原理 ⑴多谐振荡器电路 555 定时器与电阻R1、 R2, 电容C1、 C2 构成一个多谐振荡器, 利用电容的充放电来调节输出V0, 产生矩形脉冲波作为时钟信号, 因为是数字钟, 因此应选择的电阻电容值使频率为1HZ。 ⑵时间计数单元 六片74LS90 芯片构成计数电路, 按时间进制从右到左构成从低位向高位的进位电路, 并经过译码显示。在六位LED 七段显示起
华东交通大学理工学院课程设计报告书所属课程名称数字电子技术课程设计题目数字电子钟课程设计分院电信分院 专业班级10电信2班 学号20100210410201 学生姓名陈晓娟 指导教师徐涢基 20 12 年12 月18 日
目录 第1章课程设计内容及要求 (3) 第2章元器件清单及主要器件介绍 (5) 第3章原理设计和功能描述 (10) 第4章数字电子钟的实现 (15) 第5章实验心得 (17) 第6章参考文献 (18)
第1章课程设计内容及要求 1.1 数字钟简介 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。数字钟已成为人们日常生活中必不可少的生活日用品。广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧场、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使数字钟具有走时准确、性能稳定、集成电路有体积小、功耗小、功能多、携带方便等优点。 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。多功能数字钟采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置。具有时间显示、走时准确、显示直观、精度、稳定等优点，电路装置十分小巧,安装使用也方便而受广大消费的喜爱。 1.2 设计目的 1. 掌握组合逻辑电路、时序逻辑电路及数字逻辑电路系统的设计、安装、测试方法；
2. 进一步巩固所学的理论知识，提高运用所学知识分析和解决实际问题的能力； 3. 提高电路布局，布线及检查和排除故障的能力。 1.3 设计要求 1. 设计一个有“时”、“分”、“秒”（23小时59分59秒）显示，且有校时功能的电子钟。 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. 画出框图和逻辑电路图、写出设计、实验总结报告。 4. 整点报时。在59分59秒时输出信号，音频持续1s，在结束时刻为整点。
1 绪论 1.1 课题背景及目的 在日常生活和工作中，我们常常用到定时控制，如扩印过程中的曝光定时等。早期常用的一些时间控制单元都使用模拟电路设计制作的，其定时准确性和重复精度都不是很理想，现在基本上都是基于数字技术的新一代产品，随着数字集成电路性能价格比的不断提高，新一代产品的应用也越来越广泛，大可构成复杂的工业过程控制系统，完成复杂的控制功能。小则可以用于家电控制，甚至可以用于儿童电子玩具。它功能强大，体积小，质量轻，灵活好用，配以适当的接口芯片，可以构造各种各样、功能各异的微电子产品。 随着电子技术的飞速发展，家用电器和办公电子设备逐渐增多，不同的设备都有自己的控制器，使用起来很不方便。根据这种实际情况，设计了一个单片机多功能定时系统，它可以避免多种控制器的混淆，利用一个控制器对多路电器进行控制，同时又可以进行时钟校准和定点打铃。它可以执行不同的时间表（考试时间和日常作息时间）的打铃，可以任意设置时间。这种具有人们所需要的智能化特性的产品减轻了人的劳动，扩大了数字化的范围，为家庭数字化提供了可能。 1.2数字时钟的应用 数字电子钟具有走时准确，一钟多用等特点，在生活中已经得到广泛的应用。虽然现在市场上已有现成的电子钟集成电路芯片出售，价格便宜、使用也方便，但是人们对电子产品的应用要求越来越高，数字钟不但可以显示当前的时间，而且可以显示日期、农历、以及星期等，给人们的生活带来了方便。另外数字钟还具备秒表和闹钟的功能，且闹钟铃声可自选，使一款电子钟具备了多媒体的色彩。 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。电子钟已成为人们日常生活中必不可少的必需品，广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧院、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。由于数字集成电路技术的发展
理工大学本科实验报告 题目：多功能数字时钟设计 课程名称：数字电路与系统课程设计学院（系）：信息与通信工程学院 专业：电子信息工程 班级： 学生： 学号： 完成日期： 2014年7月16日
2014 年 7 月 16 日 题目：多功能数字时钟设计 1 设计要求 1) 具有“时”、“分”、“秒”及“模式”的十进制数字显示功能； 2) 具有手动校时、校分功能，并能快速调节、一键复位（复位时间12时00分00秒）； 3) 具有整点报时功能，从00分00秒起，亮灯十秒钟； 4) 具有秒表功能（精确至百分之一秒），具有开关键，可暂停、可一键清零； 5) 具有闹钟功能，手动设置时间，并可快速调节，具有开关键，可一键复位（复位时间12时00分00秒），闹钟时间到亮灯十秒钟进行提醒； 6) 具有倒计时功能（精确至百分之一秒），可手动设置倒计时时间，若无输入，系统默认60秒倒计时，且具有开关键，计时时间到亮灯十秒钟进行提醒，可一键复位（复位时间默认60秒）。 2 设计分析及系统方案设计 2.1 模式选择模块：按键一进行模式选择，并利用数码管显示出当前模式。模式一：时钟显示功能；模式二：时钟调节功能；模式三：闹钟功能；模式四：秒表功能；模式五：倒计时功能。 2.2 数字钟的基本功能部分：包括时、分、秒的显示，手动调时，以及整点报时部分。基本模块是由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器等几部分组成。利用DE2硬件中提供的50MHZ晶振，经过分频得到周期为1s的时钟脉冲。将该信号送入计数器进行计算，并把累加结果以“时”“分”“秒”的形式通过译码器由数码管显示出来。 具有复位按键1，在时钟模式下按下复位键后对时钟进行复位，复位时间12时00分00秒。 进入手动调时功能时，通过按键调节时间，每按下依次按键2，时钟时针加一，按下按键2一秒未松手，时钟时针每秒钟加十；按键1对分针进行控制，原理与时针相同并通过译码器由七位数码管显示。 从00分00秒开始，数字钟进入整点报时功能（本设计中以一个LED灯代替蜂鸣器，进行报时），亮灯10秒钟进行提示。 2.3多功能数字钟的秒表功能部分：计时围从00分00.00秒至59分59.99秒。可由复位键0异步清零，并由开关1控制计时开始与停止。 将DE2硬件中的50MHZ晶振经过分频获得周期为0.01秒的时钟脉冲，将信号送入计数器进行计算，并把累计结果通过译码器由七位数码管显示 2.4多功能数字钟的闹钟功能部分：进入闹钟功能模式后，通过按键2（设定小时）和按键1（设定分钟）设定闹钟时间，当按下按键一秒未松手时，可进行快速设定时间。当时钟进入闹钟设定的时间（判断时钟的时信号时针，分针分别与闹钟设定的时信号时针、分针是否相等），则以LED灯连续亮10秒钟进行提示，并由开关0控制闹钟的开和关。 2.5 多功能数字钟的倒计时功能部分：可通过按键3（设定分针）和按键2（设定秒针）
课程设计(论文) 题目名称数字电子时钟 课程名称电子技术课程设计 学生姓名 学号1241202037 系、专业电气工程系自动化 指导教师李海娜 2014年5月16日
邵阳学院课程设计（论文）任务书 注：1．此表由指导教师填写，经系、教研室审批，指导教师、学生签字后生效； 2．此表1式3份，学生、指导教师、教研室各1份。
指导教师（签字）：学生（签字）：
邵阳学院课程设计（论文）评阅表 学生姓名魏岭学号1241202037 系电气工程系专业班级自动化 题目名称数字电子时钟课程名称电子技术课程设计一、学生自我总结 二、指导教师评定 注：1、本表是学生课程设计（论文）成绩评定的依据，装订在设计说明书（或论文）的“任务书”页后面； 2、表中的“评分项目”及“权重”根据各系的考核细则和评分标准确定。
数字电子钟是一种用数字显示秒﹑分﹑时的记时装置，与传统的机械时钟相比，它一般具有走时准确﹑显示直观﹑无机械传动装置等优点，因而得到了广泛的应用：小到人们的日常生活中的电子手表、电子闹钟，大到车站﹑码头﹑机场等公共场所的大型数字显电子钟。 本课程设计是要通过简单的逻辑芯片实现数字电子钟。要点在于用555芯片连接输出为一秒的多谐振荡器用于时钟的秒脉冲,用74LS190(10进制计数器)、4511(与非门芯片)等连接成60和24进制的计数器,再通过数码管显示，构成简单数字时钟 关键词: 数字时钟、计数器、555芯片、分频器
1引言 (1) 2. 系统设计 (2) 2.1 设计要求 (2) 2.2总体设计方案 (2) 3单元电路设计 (5) 3.1多谐振荡器电路.......................................................................... . (5) 3.2分频器电路 (5) 3.3整点报时电路 (5) 3.4.计数器电路 (6) 3.5译码驱动电路 (8) 3.6显示电路 (8) 3.7校时电源电路.............................................................................. .. (9) 4数字电子钟整体电路图 (10) 4.1由Proteus生成的电路图............................................................ .. (11) 4.2由proteus生成的整体仿真图.................................................... . (12) 5心得与体会 (12) 参考文献 (13) 附录一元器件明细表 (14)