1 设计任务及要求……… ……………………………………………………………….……(2) 2 系统总体设计方案……… ………………………………………………….………… ….（3） 3 器件选择……………… ……………………………………………………………………(4) 4六十进制“秒”计数器设计
4.1所需器件符号及说明……………………………………..…………..……………..（8） 4.2 原理图介绍………….…………………………………………………………….. （8） 5 六十进制“分”计数器设计
5.1所需器件符号及说明……………………………………..………..…………….. （9） 5.2 原理图介绍………….……………………………………………………………..（9） 6 二十四进制计数器设计
6.1所需器件符号及说明……………………………………..………..…………….. （10） 6.2 原理图介绍………….……………………………………………………………..（10） 7 秒脉冲电路设计
7.1所需器件符号及说明………………………………………..………..……………..（10） 7.2 原理图介绍………….…………………………………………………………….. （11） 8校分校时电路设计
8.2所需器件符号及说明……………………………………..….. …....…………….. （11） 8.3 原理图介绍………….…………………………………………………………….. （11） 9整点报时电路设计
9.1所需器件符号及说明…………………………………….. ..………..…………….. （11） 9.2 原理图介绍………….…………………………………………………………….. （12） 10系统整体电路设计
10.1所需器件符号及说明……………………………………..………..………………..（12） 10.2 原理图介绍……….……………………………………………………………….. （12）
11 改进意见及收获体会…………...…………………………………………………………（15）
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1.设计任务及要求
设计要求及任务
数字
它具有走时准确、显示直观、无机械传动装置等优点，因而得到了广泛的应用：小到人们日常生活中的电子手表，大到车站、码头、机场等公共场所的大型数显电子钟。多功能数字钟由以下几部分组成：555定时器组成的多谐振荡器构成秒脉冲发生器；校正电路；六十进制的秒、分计数器和二十四进制的时计数器；秒、分、时的数码显示部分；报时电路等。
具体要求如下：钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置。通过数字钟的制作进一步了解中小规模集成电路。
设计要求：
1、时间以24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、分进行单独校时，使其校正到标准时间； 4、计时过程具有整点报时功能； 5、具有开机清零功能； 6、设计所需的脉冲电路。 设计任务： 1、画出电路原理图 2、元器件及参数选择； 3、电路仿真； 4、接线及调试； 5、基于multisim仿真。
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2．系统总体设计方案
数字电子钟需要显示“时”、“分”、“秒”，它的周期为24小时，“时”采用二十四进制，“分”采用六十进制，“秒”采用六十进制。另外系统具有整点报时功能，荡“分”变为59时，通过与非门控制蜂鸣器，进行整点报时。由555定时器构成的多谐振荡电路，为“秒”计时器的个位听周期为1s的方波脉冲，“秒”计时器通过串联进位方式与“分”为、“时”位进行连接，计时器芯片为74LS160，再通过译码芯片7448，与BS201进行连接，对数据进行显示，利用7448芯片可以简化电路结构，使电路故障发生率降低，布线也更加容易，系统原理图如下。
3.器件选择
1.由555定时器构成的多谐振荡器
它是数字电子钟的核心部分，它的精度和稳定度决定于数字钟的质量。555定时器引脚图如下，多谐振器电路。多谐振荡器为计数器提供计数脉冲和为计数器提供校时脉冲。本电路产生振荡信号的周期为1s。
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2.时、分、秒计数器
秒信号经秒计数器、时计数器之后。分别得到显示电路，以便实现用数字显示时分秒的要求。“秒”和“分”计数器应为六十进制，而“时”计数器为二十四进制。要实现这一要求，可选用的中规模继承计时器较多，这里推荐74LS160或161。
六十进制计数器，它由凉快中规模集成十进制计数器74LS160，一块组成十进制，另一块组成六进制。组合起来就构成六十进制计数器，如下图。
二十四进制计数器，它由两块中规模集成十进制计数器74LS160构成。荡高位出现0010状态，低位为0100状态，即记到第24个来自“分”计数器的进位信号时，产生反馈清零信号，如图为二十四进制计数器。
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3.译码显示电路
选用期间是应当注意译码器和西那是期间相互配合。一是驱动功率要足够大，而是逻辑电平要匹配。秒计数器、分计数器、和时计数器的技术分别输送给各自的显示译码器7448，在数送给各自的数码管，显示出时、分、秒的计时。输入A3、A2、A1和A0接受四位二进制码、输出a~g为高电平有限，可直接驱动共阴极显示器，三个复制控制端，以增强期间的功能呢，扩大期间应用。电路如图所示为计数、译码显示电路。
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4.整点报时电路
整点报时功能呢是通过四路与非门将分为的各位于十位连接在一起，当个位变为9并且十位变为5时，输出低电平信号，再通过非门变为高电平信号，非门连接在NPN型三极管的基极，当基极为高电平时三极管导通，蜂鸣器工作。在其他时刻蜂鸣器不工作。整点报时电路如图
5.LED显示屏
LED是发光二极管Light Emitting Diode的英文缩写。
LED显示屏是由发光二极管排列组成的一显示器件。它采用低电压扫描驱动，具有：耗电少、使用寿命长、成本低、亮度高、故障少、视角大、可视距离远、规格品种全等特点。目前LED显示屏作为新一代的信息传播媒体，已经成为城市信息现代化建设的标志。管脚１２３４分别接输出段的Ｑ０、Ｑ１Ｑ２、Ｑ３．图形显示如下图所示： 6
图、LED显示屏
6.电路总图
总体电路原理图如下图九所示。
本次设计的总体电路整体工作原理大体描述如下：
1.首先，由555定时器组成一个多谐振荡器得到1HZ的秒脉冲，秒脉冲发生器的输出端接到每个计数器的时钟输入端。
2.数字钟的分、秒计数部分均为六十进制计数器（显示00～59），采用两片74LS160来实现。个位为十进制，十位为六进制，当个位计数到9时，再来一个脉冲变成0，同时产生一个进位信号，给十位提供一个脉冲，使十位计数加1。而数字钟的时计数部分为二十四进制计数器（显示00～23），也是采用两片74LS160实现。当开始计数时，个位按十进制计数，当计到23时，这时再来一个脉冲，回到“零”。所以，这里必须使个位既能完成十进制计数，又能在高低位满足“23”这一数字后，十计数器清0，图中采用了十位的2和个位的3相“与非”后再清0。当秒计数器计到59时，再来一个脉冲变成00，同时产生一个进位信号给分计数器的CP输入端；当分计数器计到59时，再来一个脉冲变成00，同时产生一个进位信号给时计数器的CP输入端；当时计数器计到23时，再来一个脉冲变成00。
3.数字钟的校正部分主要是通过开关实现的。当需要进行校正时，将开关J1
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打开，J2打到+5V时为分校正,J4打到+5V,J4打到上面时为时校正。
4.当计数器在每次计到整点时，需要提前十秒报时，这可采用译码电路来解决，即当分为59时，且秒计数到50时，输出一高电平，经过一系列门电路驱动灯泡发光，完成整点报时。
利用Multism软件对整个电路进行仿真，分别对每一部分调试仿真，清零部分有开关J1控制，开关打到+5V时电路正常工作，打到0时，电路清零。
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11 改进意见及收获体会
1． 设计体会
通过这次对数字钟的设计与制作，让我了解了设计电路的程序，也让我了解了关于数字钟的原理与设计理念，要设计一个电路总要先用仿真仿真成功之后才实际接线的。但是最后的成品却不一定与仿真时完全一样，因为，再实际接线中有着各种各样的条件制约着。而且，在仿真中无法成功的电路接法，在实际中因为芯片本身的特性而能够成功。所以，在设计时应考虑两者的差异，从中找出最适合的设计方法。
通过这次学习，让我对各种电路都有了大概的了解，所以说，坐而言不如立而行，对于这些电路还是应该自己动手实际操作才会有深刻理解。本次实验是基于multisim的基础上做的，通过本次实验我也比较全面的了解了multisim软件的使用。
2． 对设计的建议
我希望老师在我们动手制作之前应先告诉我们一些关于所做电路的资料、原理，以及如何检测电路的方法，因为我们对multisim软件很陌生，所以希望老师再做设计之前能给我们系统的讲解一下multisim的使用方法，这样会有助于我们进一步的进入状况，完成设计，能保证一定的效率，如果我对multisim有了比较全面的了解，就不会浪费那么多时间去找器件，这样我们就能有充足的时间去弄清楚数字钟的设计原理，以便更好的做好数字时钟。
3． .结论
由震荡器、秒计数器、分计数器、时计数器、BCD-七段显示译码/驱动器、LED
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七段显示数码管设计了数字时钟电路，经过仿真得出较理想的结果，说明电路图及思路是正确的，可以实现所要求的基本功能：计时、显示精确到秒、时分秒校时。
参考文献
1.《数字电子技术基础》 第五版 阎石主编 2.《电子时钟设计》 3.道客88《电子时钟课程设计》 4.Multisim基础教程 5.超星文库《计数器基础应用》
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