時鍾電路設計

⑴ 時鍾電路設計需要哪些元件

方案的論證與選擇
1.1方案論證
1.1.1採用MCS—51系列單片機和壓力感測器來完成
壓力感測器是雞蛋鬧鍾必須用到的感測器，它具有結構簡單、體積小、重量輕、使用壽命長等優異的特點。控制電路主要由單片機和程序來實現，這樣的設計具有性能穩定，做工可靠，價格低廉，結構簡單的優點，但也存在編程難度大的缺點。這種設計是目前工業中最常用的一種設計，產品整體價成本格較低，硬體結構簡單，容易實現。
1.1.2採用TTL集成門電路和壓力感測器來實現
這種設計同樣採用壓力感測器，但是控制電路採用集成門電路，電路主要由振盪器，分頻器，計數器，解碼器，顯示電路組成。它的特點在於精度高，抗干擾能力強，允許的工作電壓范圍大，不需要編程，但同時也在產品體積大，硬體結構復雜，工作不可靠，技術老化，成本相對較高的缺點。這種設計目前在市場上已經基本淘汰。
1.1.3採用MCS—51系列單片機，時鍾晶元和壓力感測器來設計
這種設計在控制電路中加入了一個時鍾晶元，總體來說，產品需要的編程難度降低，但是產品的硬體結構復雜了，而且時鍾晶元的價格也很昂貴，提高了成本，這種設計在目前的市場上很少見。
1.2方案的選擇
綜上所述，應選用方案一來完成雞蛋鬧鍾的設計。

這里介紹的電子鍾，電路可稱得上極簡，它僅使用單片的20引腳單片機完成電子鍾的全部功能，而筆者見到的其它設計方案均採用二片以上的多片IC實現。

電路見圖1。

一片20引腳的單片機AT89C2051為電子鍾主體，其顯示數據從P1口分時輸出，P3.0~3.3則輸出對應的位選通信號。由於LED數碼管點亮時耗電較大，故使用了四隻PNP型晶體管VT1~VT4進行放大。本來筆者還有一種更簡的設計方案（見圖2），可省去VT1~VT4及R1~R4八個元件，但這種設計由於單片機輸出口的灌入電流有限（約20mA），數碼管亮度較暗而不向讀者介紹，除非你採用了高亮度的發光數碼管。

P3.4、P3.5、3.7外接了三個輕觸式按鍵，這里我們分別命名為：模式設定鍵set（P3.4）、時調整鍵hour（P3.5）、分調整鍵min（P3.7）。C1、R13組成上電復位電路。VT5及蜂鳴器Bz為鬧時訊響電路。三端穩壓器7805輸出的5V電壓供整個系統工作。此電子鍾可與任何9~20V/100mA的交直流電源適配器配合工作，適應性強。

電子鍾功能

1.走時：通過模式設定鍵set選擇為走時，U1、U2顯示小時，U3、U4顯示分。U2的小數點為秒點，每秒閃爍一次。

2.走時調整：通過模式設定鍵set選擇為走時調整，按下hour鍵對U1、U2的走時「時」顯示進行調整（每0.2秒遞加1）。按下min鍵對U3、U4的走時「分」顯示進行調整（每0.2秒遞加1）。

3.鬧時調整：通過模式設定鍵set選擇為鬧時調整，按下hour鍵對U1、U2的鬧時「時」顯示進行調整（每0.2秒遞加1）。按下min鍵對U3、U4的鬧時「分」顯示進行調整（每0.2秒遞加1）。

4.鬧時啟/停設定：通過模式設定鍵set選擇為鬧時啟/停設定，按下min鍵U3的小數點點亮，鬧時功能啟動；按下hour鍵U3的小數點熄滅，鬧時功能關停。

由於電路設計得極其簡單，因此豐富的功能只能由軟體完成，這里軟體設計成為了關鍵。下面介紹軟體設計要點。

圖3為主程序狀態流程。

圖3

運行時建立的主要狀態標志如下：

flag—掉電標志。掉電後，flag內為一隨機數；重新設定時間後flag內寫入標志數55H。

set—工作模式設定標志。

hour—走時「時」單元。

min—走時「分」單元。

sec—走時「秒」單元。

deda—走時5mS計數單元

t_hour—鬧時「時」單元。

t_min—鬧時「分」單元。

d_05s—0.5秒位標志。每秒鍾的前0.5秒置1，後0.5秒置0，以使秒點閃爍。

o_f—鬧時啟/停位標志。鬧時啟動置1，鬧時關停置0。

另外將定時器T0設定為5mS的定時中斷。這里晶振頻率為12MHz，因此5mS的初值為-5000，但實際上程序還要作其它運算，使得時間偏長，經調整
很高興回答樓主的問題 如有錯誤請見諒

⑵ 數字時鍾電路設計

換一個吧
電子密碼鎖
【摘要】本文的電子密碼鎖利用數字邏輯電路，實現對門的電子控制，並且有各種附加電路保證電路能夠安全工作，具有極高的安全系數。
【關鍵詞】電子密碼鎖、電壓比較器、555單穩態電路、計數器、JK觸發器、UPS電源。
一、引言
隨著人們生活水平的提高，如何實現家庭防盜這一問題也變的尤其的突出，傳統的機械鎖由於其構造的簡單，被撬的事件屢見不鮮，電子鎖由於其保密性高，使用靈活性好，安全系數高，受到了廣大用戶的親呢。
設計本課題時構思了兩種方案：一種是用以AT89C2051為核心的單片機控制方案；另一種是用以74LS112雙JK觸發器構成的數字邏輯電路控制方案。考慮到單片機方案原理復雜，而且調試較為繁瑣，所以本文採用後一種方案。
二、總體方案設計
1、設計思路
共設了9個用戶輸入鍵，其中只有4個是有效的密碼按鍵，其它的都是干擾按鍵，若按下干擾鍵，鍵盤輸入電路自動清零，原先輸入的密碼無效，需要重新輸入；如果用戶輸入密碼的時間超過40秒（一般情況下，用戶不會超過40秒，若用戶覺得不便，還可以修改）電路將報警80秒，若電路連續報警三次，電路將鎖定鍵盤5分鍾，防止他人的非法操作。
2、總體方框圖
三、設計原理分析
電路由兩大部分組成：密碼鎖電路和備用電源(UPS)，其中設置UPS電源是為了防止因為停電
造成的密碼鎖電路失效，使用戶免遭麻煩。
密碼鎖電路包含：鍵盤輸入、密碼修改、密碼檢測、開鎖電路、執行電路、報警電路、鍵盤輸
次數鎖定電路。
1、鍵盤輸入、密碼修改、密碼檢測、開鎖及執行電路 .
其電路如下圖3-1-1所示：

圖3-1-1 鍵盤輸入、密碼修改、密碼檢測、開鎖、執行電路
開關K1~K9是用戶的輸入密碼的鍵盤，用戶可以通過開關輸入密碼，開關兩端的電容是為了提高開關速度，電路先自動將IC1~IC4清零，由報警電路送來的清零信號經C25送到T11基極，使T11導通，其集電極輸出低電平，送往IC1~IC4，實現清零。
密碼修改電路由雙刀雙擲開關S1~S4組成（如圖3-1-2所示）, 它是利用開關切換的原理實現密碼的修改。例如要設定密碼為1458，可以撥動開關S1向左，S2向右，S3向左，S4向右，即可實現密碼的修改，由於輸入的密碼要經過S1~S4的選擇，也就實現了密碼的校驗。本電路有16組的密碼可供修改。
圖3-1-2 密碼修改電路
由兩塊74LS112（雙JK觸發器，包含IC1~IC4）組成密碼檢測電路。由於IC1處於計數狀態，當用戶按下第一個正確的密碼後，CLK端出現了一個負的下降沿，IC1計數，Q端輸出為高電平，用戶依次按下有效的密碼，IC2~IC3也依次輸出高電平，送入與門IC5，使其輸出開鎖的高電平信號送往IC13的2腳，執行電路動作，實現開鎖。
執行電路是由一塊555單穩態電路（IC13），以及由T10、 T11組成的達林頓管構成。若IC13的2腳輸入一高電平，則3腳輸出高電平，使T10導通，T11導通，電磁閥開啟，實現開門，同時T10集電極上接的D5（綠色發光二極體）發亮，表示開門，20秒後，555電路狀態翻轉，電磁閥停止工作，以節電。其中電磁閥並聯的電容C24使為了提高電磁閥的力矩。
2、 報警電路
報警電路實現的功能是：當輸入密碼的時間超過40秒（一般情況下用戶輸入不會超過），電路報警80秒，防止他人惡意開鎖。
電路包含兩大部分，2分鍾延時和40秒延時電路。其工作原理是當用戶開始輸入密碼時，電路開始2分鍾計時，超出40秒，電路開始80秒的報警。圖如下3-2-1所示

圖3-2-1 報警電路
有人走近門時，觸摸了TP端(TP端固定在鍵盤上，其靈敏度非常高，保證電路可靠的觸發)，由於人體自身帶的電，使IC10的2腳出現低電平，使IC10的狀態發生翻轉，其3腳輸出高電平，T5導通(可以通過R12控制T1的基極電流)，其集電極接的黃色發光二極體D3發光，表示現在電子鎖處於待命狀態,T6截止，C4開始通過R14充電(充電時間是40秒,此時為用戶輸入密碼的時間，即用戶輸入密碼的時間不能超過40秒，否則電路就開始報警, 由於用戶經常輸入密碼，而且知道密碼，一般輸入密碼的時間不會超過40秒)，IC2開始進入延時40秒的狀態。
開始報警:當用戶輸入的密碼不正確或輸入密碼的時間超過40秒，IC11的2腳電位隨著C4的充電而下降,當電位下降到1/3Vcc時(即40秒延時結束時候),3腳變成高電位(延時時是低電平),通過R15使(R15的作用是為了限制T7的導通電流防止電流過大燒毀三極體)T7導通,其集電極上面接的紅色發光二極體D4發亮,表示當前處於報警狀態,T8也隨之而導通,使蜂鳴器發聲,令賊人生怯,實現報警.
停止報警:當達到了80秒的報警時間，IC10的6,7腳接的電容C5放電結束,IC10的3腳變成低電平,T5截止,T6導通,強制使強制電路處於穩態，IC11的3腳輸出低電平,使T7,T8截止,蜂鳴器停止報警；或者用戶輸入的密碼正確，則有開鎖電路中的T10集電極輸出清除報警信號，送至T12（PNP），T12導通，強制使T7基極至低電位，解除報警信號。
3、報警次數檢測及鎖定電路
若用戶操作連續失誤超過3次，電路將鎖定5分鍾。其工作原理如下：當電路報警的次數超過3次，由IC9（74161）構成的3位計數器將產生進位，通過IC7，輸出清零信號送往74161的清零端，以實現重新計數。經過IC8（與門），送到IC12（555）的2腳，使3腳產生5分鍾的高電平鎖定脈沖（其脈沖可由公式T=1.1RC計算得出），經T9倒相，送IC6輸入端，使IC6輸出低電平，使IC13不能開鎖，到鎖定的目的。電路圖如下3-3-1所示：

圖3-3-1報警次數檢測及鎖定電路
4、備用電源電路
為了防止停電情況的發生，本電路後備了UPS電源，它包括市電供電電路，停電檢測電路，電子開關切換電路，蓄電池充電電路和蓄電池組成。其電路圖如下3-4-1所示：
220V市電通過變壓器B降壓成12V的交流電,再經過整流橋整流,7805穩壓到5V送往電子切換電路，由於本電路功耗較少，所以選用10W的小型變壓器。

圖3-4-1 電源電路
由R8，R9，R6，R7及IC14構成電壓比較器，正常情況下，V+<V- IC14輸出高電平，繼電器的常閉觸點和市電相連；當市電斷開，V+>V- IC14輸出高電平，由T3，T4構成的達林頓管使繼電器J開啟，將其常開觸電將蓄電池和電路相連，實現市電和蓄電池供電的切換，保證電子密碼鎖的正常工作（視電池容量而定持續時間）。其電路圖如下3-4-2所示：

圖3-4-2停電檢測及電子開關切換電路
T1，T2構成的蓄電池自動充電電路，它在電池充滿後自動停止充電，其中D1亮為正在充電，D2為工作指示。由R4，R5，T1構成電壓檢測電路，蓄電池電壓低，則T1，T2導通，實現對其充電；充滿後，T1，T2截止，停止充電，同時D1熄滅，電路中C4的作用是濾除干擾信號。其電路圖如3-4-3所示：

圖3-4-3 蓄電池自動充電電路
五、總結與體會

以上為實習期間所設計的電子密碼鎖電路，它經過多次修改和整理，以是一個比較不錯的設計，可以滿足人們的基本要求，但因為水平有限，此電路中也存在一定的問題，譬如說電路的密碼不能遺忘，一旦遺忘，就很難打開，這可以通過增加電路解決，但過於復雜，本次設計未其中；用開關作74LS112的CLK脈沖，不是很穩定，可以調換其它高速開關或計數脈沖；電路密碼只有16種可供修改，但由於他人不知道密碼的位數，而且還要求在規定的時間內按一定的順序開鎖，所以他人開鎖的幾率很小；電路中未加顯示電路，但可通過其它數字模塊實現這一功能。這需要一段時間的進一步改進，如果有好的意見，希望老師給以支持。
通過這三周的學習，我感覺有很大的收獲：首先，通過學習使自己對課本上的知識可以應用於實際，使的理論與實際相結合，加深自己對課本知識的更好理解，同時實習也段練了我個人的動手能力：能夠充分利用圖書館去查閱資料，增加了許多課本以外的知識。能對protel 99、和EWB等模擬軟體操作，能達到學以致用。對我們學生來說，理論與實際同樣重要，這是我們以後在工作中說明自己能力的一個重要標准。
在實習中，我感受到了老師對學生的那種悔人不卷的精神，每天的固定時間，老師都來給我們指導，使我們少走彎路，順利完成實習任務，請允許我向你們致意崇高的敬意，感謝你們，老師！

參考文獻
[1] 康華光.電子技術基礎（第四版）.北京：高等教育出版社，1998
[2] 《無線電》第2002年合訂本。

⑶ 時鍾產生電路

時抄鍾電路就是產生象時襲鍾一樣准確的振盪電路。任何工作都按時間順序。用於產生這個時間的電路就是時鍾電路。
產品：

現在流行的串列時鍾電路很多，如DS1302、DS1307、PCF8485等。這些電路的介面簡單、價格低廉、使用方便，被廣泛地採用。實時時鍾電路DS1302是DALLAS公司的一種具有涓細電流充電能力的電路，主要特點是採用串列數據傳輸，可為掉電保護電源提供可編程的充電功能，並且可以關閉充電功能。採用普通32.768kHz晶振。

⑷ 數字電子石英鍾設計

數字電子鍾的設計（由數字IC構成）一、設計目的
1. 熟悉集成電路的引腳安排。
2. 掌握各晶元的邏輯功能及使用方法。
3. 了解麵包板結構及其接線方法。
4. 了解數字鍾的組成及工作原理。
5. 熟悉數字鍾的設計與製作。二、設計要求
1．設計指標時間以24小時為一個周期；顯示時、分、秒；有校時功能，可以分別對時及分進行單獨校時，使其校正到標准時間；計時過程具有報時功能，當時間到達整點前5秒進行蜂鳴報時；為了保證計時的穩定及准確須由晶體振盪器提供表針時間基準信號。2．設計要求畫出電路原理圖（或模擬電路圖）；元器件及參數選擇；電路模擬與調試；PCB文件生成與列印輸出。
3．製作要求 自行裝配和調試，並能發現問題和解決問題。
4．編寫設計報告 寫出設計與製作的全過程，附上有關資料和圖紙，有心得體會。
三、設計原理及其框圖
1．數字鍾的構成
數字鍾實際上是一個對標准頻率（1HZ）進行計數的計數電路。由於計數的起始時間不可能與標准時間（如北京時間）一致，故需要在電路上加一個校時電路，同時標準的1HZ時間信號必須做到准確穩定。通常使用石英晶體振盪器電路構成數字鍾。圖 3-1所示為數字鍾的一般構成框圖。

圖3-1 數字鍾的組成框圖
⑴晶體振盪器電路
晶體振盪器電路給數字鍾提供一個頻率穩定準確的32768Ｈz的方波信號，可保證數字鍾的走時准確及穩定。不管是指針式的電子鍾還是數字顯示的電子鍾都使用了晶體振盪器電路。

⑵分頻器電路
分頻器電路將32768Ｈz的高頻方波信號經32768（ ）次分頻後得到1Hz的方波信號供秒計數器進行計數。分頻器實際上也就是計數器。
⑶時間計數器電路
時間計數電路由秒個位和秒十位計數器、分個位和分十位計數器及時個位和時十位計數器電路構成，其中秒個位和秒十位計數器、分個位和分十位計數器為60進制計數器，而根據設計要求，時個位和時十位計數器為12進制計數器。
⑷解碼驅動電路
解碼驅動電路將計數器輸出的8421BCD碼轉換為數碼管需要的邏輯狀態，並且為保證數碼管正常工作提供足夠的工作電流。
⑸數碼管
數碼管通常有發光二極體（LED）數碼管和液晶（LCD）數碼管，本設計提供的為ＬＥＤ數碼管。
2．數字鍾的工作原理
１）晶體振盪器電路
晶體振盪器是構成數字式時鍾的核心，它保證了時鍾的走時准確及穩定。
圖3-2所示電路通過ＣＭＯＳ非門構成的輸出為方波的數字式晶體振盪電路，這個電路中，ＣＭＯＳ非門Ｕ１與晶體、電容和電阻構成晶體振盪器電路，Ｕ２實現整形功能，將振盪器輸出的近似於正弦波的波形轉換為較理想的方波。輸出反饋電 阻Ｒ１為非門提供偏置，使電路工作於放大區域，即非門的功能近似於一個高增益的反相放大器。電容Ｃ１、Ｃ２與晶體構成一個諧振型網路，完成對振盪頻率的控制功能，同時提供了一個１８０度相移，從而和非門構成一個正反饋網路，實現了振盪器的功能。由於晶體具有較高的頻率穩定性及准確性，從而保證了輸出頻率的穩定和准確。
晶體XTAL的頻率選為32768HZ。該元件專為數字鍾電路而設計，其頻率較低，有利於減少分頻器級數。
從有關手冊中，可查得C1、C2均為30pF。當要求頻率准確度和穩定度更高時，還可接入校正電容並採取溫度補償措施。
由於CMOS電路的輸入阻抗極高，因此反饋電阻R1可選為10MΩ。較高的反饋電阻有利於提高振盪頻率的穩定性。
非門電路可選74HC00。

圖3-2 COMS晶體振盪器
２）分頻器電路
通常，數字鍾的晶體振盪器輸出頻率較高，為了得到１Ｈz的秒信號輸入，需要對振盪器的輸出信號進行分頻。
通常實現分頻器的電路是計數器電路，一般採用多級２進制計數器來實現。例如，將３２７６８Ｈz的振盪信號分頻為１ＨZ的分頻倍數為３２７６８（２１５），即實現該分頻功能的計數器相當於１５極２進制計數器。常用的２進制計數器有７４ＨＣ３９３等。
本實驗中採用CD4060來構成分頻電路。CD4060在數字集成電路中可實現的分頻次數最高，而且CD4060還包含振盪電路所需的非門，使用更為方便。
ＣＤ４０６０計數為１４級２進制計數器，可以將３２７６８ＨZ的信號分頻為２ＨZ，其內部框圖如圖3-3所示，從圖中可以看出，ＣＤ４０６０的時鍾輸入端兩個串接的非門，因此可以直接實現振盪和分頻的功能。

圖3-3 CD4046內部框圖
３）時間計數單元
時間計數單元有時計數、分計數和秒計數等幾個部分。
時計數單元一般為１２進制計數器計數器，其輸出為兩位８４２１ＢＣＤ碼形式；分計數和秒計數單元為６０進制計數器，其輸出也為８４２１ＢＣＤ碼。
一般採用10進制計數器74HC390來實現時間計數單元的計數功能。為減少器件使用數量，可選７４ＨＣ３９０，其內部邏輯框圖如圖２.３所示。該器件為雙２—５－１０非同步計數器，並且每一計數器均提供一個非同步清零端（高電平有效）。

圖3-4 74HC390(1/2)內部邏輯框圖
秒個位計數單元為１０進制計數器，無需進制轉換，只需將ＱＡ與ＣＰＢ（下降沿有效）相連即可。ＣＰＡ（下降沒效）與１ＨZ秒輸入信號相連，Ｑ３可作為向上的進位信號與十位計數單元的ＣＰＡ相連。
秒十位計數單元為６進制計數器，需要進制轉換。將１０進制計數器轉換為６進制計數器的電路連接方法如圖3-5所示，其中Ｑ２可作為向上的進位信號與分個位的計數單元的ＣＰＡ相連。

圖3-5 10進制——6進制計數器轉換電路

分個位和分十位計數單元電路結構分別與秒個位和秒十位計數單元完全相同，只不過分個位計數單元的Ｑ３作為向上的進位信號應與分十位計數單元的ＣＰＡ相連，分十位計數單元的Ｑ２作為向上的進位信號應與時個位計數單元的ＣＰＡ相連。
時個位計數單元電路結構仍與秒或個位計數單元相同，但是要求，整個時計數單元應為１２進制計數器，不是１０的整數倍，因此需將個位和十位計數單元合並為一個整體才能進行１２進制轉換。利用１片７４ＨＣ３９０實現１２進制計數功能的電路如圖3-6所示。
另外，圖3-6所示電路中，尚余－２進制計數單元，正好可作為分頻器２ＨZ輸出信號轉化為１ＨZ信號之用。

圖3-6 12進制計數器電路
4）解碼驅動及顯示單元
計數器實現了對時間的累計以8421BCD碼形式輸出，選用顯示解碼電路將計數器的輸出數碼轉換為數碼顯示器件所需要的輸出邏輯和一定的電流，選用CD4511作為顯示解碼電路，選用LED數碼管作為顯示單元電路。
5）校時電源電路
當重新接通電源或走時出現誤差時都需要對時間進行校正。通常，校正時間的方法是：首先截斷正常的計數通路，然後再進行人工出觸發計數或將頻率較高的方波信號加到需要校正的計數單元的輸入端，校正好後，再轉入正常計時狀態即可。
根據要求，數字鍾應具有分校正和時校正功能，因此，應截斷分個位和時個位的直接計數通路，並採用正常計時信號與校正信號可以隨時切換的電路接入其中。圖3-7所示即為帶有基本RS觸發器的校時電路，
圖3-7 帶有消抖動電路的校正電路
6）整點報時電路
一般時鍾都應具備整點報時電路功能，即在時間出現整點前數秒內，數字鍾會自動報時，以示提醒。其作用方式是發出連續的或有節奏的音頻聲波，較復雜的也可以是實時語音提示。
根據要求，電路應在整點前10秒鍾內開始整點報時，即當時間在59分50秒到59分59秒期間時，報時電路報時控制信號。報時電路選74HC30，選蜂鳴器為電聲器件。
四、元器件
1．實驗中所需的器材：5V電源。麵包板1塊。示波器。萬用表。鑷子1把。剪刀1把。網路線2米/人。
共陰八段數碼管6個。CD4511集成塊6塊。CD4060集成塊1塊。74HC390集成塊3塊。
74HC51集成塊1塊。74HC00集成塊5塊。74HC30集成塊1塊。10MΩ電阻5個。
500Ω電阻14個。30p電容2個。32.768k時鍾晶體1個。蜂鳴器。
2．晶元內部結構圖及引腳圖

圖4-1 7400 四2輸入與非門 圖4-2 CD4511BCD七段解碼/驅動器
圖4-3 CD4060BD 圖4-4 74HC390D

圖4-5 74HC51D 圖4-6 74HC30

3．麵包板內部結構圖
麵包板右邊一列上五組豎的相通，下五組豎的相通，麵包板的左邊上下分四組，每組中X、Y列（0-15相通，16-40相通，41-55相通，ABCDE相通，FGHIJ相通，E和F之間不相通。
五、個功能塊電路圖
1． 一個CD4511和一個LED數碼管連接成一個CD4511驅動電路，數碼管可從0---9顯示，以次來檢查數碼管的好壞，見附圖5-1。圖5-1 4511驅動電路2． 利用一個LED數碼管，一塊CD4511，一塊74HC390，一塊74HC00連接成一個十進制計數器，電路在晶振的作用下數碼管從0—9顯示，見附圖5-2。
圖5-2 74390十進制計數器3． 利用一個LED數碼管，一塊CD4511，一塊74HC390，一塊74HC00和一個晶振連接成一個六進制計數器，數碼管從0—6顯示，見附圖5-3。圖5-3 74390六進制計數器4． 利用一個六進制電路和一個十進制連接成一個六十進制電路，電路可從0—59顯示，見附圖5-4。
圖5-4 六十進制電路5． 利用兩個六十進制的電路合成一個雙六十進制電路，兩個六十進制之間有進位，見附圖5-5。

圖5-5 雙六十進制電路6． 利用CD4060、電阻及晶振連接成一個分頻——晶振電路，見附圖5-6。
圖5-6 分頻—晶振電路7． 利用74HC51D和74HC00及電阻連接成一個校時電路，見附圖5-7。

圖5-7 校時電路

8． 利用74HC30和蜂鳴器連接成整點報時電路。見附圖5-8。

圖5-8 整點報時電路

9． 利用兩個六十進制和一個十二進制連接成一個時、分、秒都會進位的電路總圖，見附圖5-9。
用ttl集成電路構成的「二十四小時數字鍾」，具有校時和整點報時功能，555定時器接成多諧振盪器產生秒脈沖信號，調節rw即可校準秒信告，計數器7416 i、ii組成60進制「秒」計數電路，iii、iv組成「分」計數電路，v、vi組成24進制「時」計數電路，校時電路由與非門7400構成的雙穩態觸發路構成，可消除開關抖動的影響，整點報時 電路 由與非門7430和d觸發器7474構成 ，1秒鍾響一聲、直至整點為止。
有關用晶振電路產生秒脈沖電路的「12小時數字鍾，請看下回貼 數字電子鍾參考電路（24小時數字鍾）
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上面的電路圖是用ttl集成電路構成的「二十四小時數字鍾」，具有校時和整點報時功能，555定時器接成多諧振盪器產生秒脈沖信號，調節rw即可校準秒信告，計數器7416 i、ii組成60進制「秒」計數電路，iii、iv組成「分」計數電路，v、vi組成24進制「時」計數電路，校時電路由與非門7400構成的雙穩態觸發路構成，可消除開關抖動的影響，整點報時 電路 由與非門7430和d觸發器7474構成 ，1秒鍾響一聲、直至整點為止。
有關用晶振電路產生秒脈沖電路的「12小時數字鍾，請看下回貼圖。

⑸ 用51和DS1302設計時鍾電路，都需要什麼元器件

除了51單片機(stc,就不需外圍器件了)和ds1302,還需要32.768kz時鍾晶體,22pF電容,10k電阻,5V電源(穩壓源)基本就可以了,
要顯示要有數碼管,或者液晶也可以.

⑹ 數字時鍾課程設計

分和秒的計數器都用74LS160 60進制，時用74LS16012進制，這兩種進制只是清零的時候不一樣而已，前者是吧分和秒的十位位置0110中的11也就是QB QC牽出來經過NAND給CLEAR。後者是牽出小時十位的QA(0001中的1)和個位的QB（0010中的1）。計數器輸出端接七段解碼器74LS48D，輸出後接顯示器，顯示器可用數碼管（與74LS160匹配的是共陰極的）。秒脈沖用32768晶振經過14級分頻(cd4060)加74LS74，秒脈沖提供給秒個位的CLK。 校正電路用單刀雙擲開關連接原有的計數器的CLK與校時信號(自己加的信號)。

⑺ 時鍾電路怎麼畫

時鍾電路，可以用晶體和反向器構成。先確定好時鍾周期，然後再設計相關電路。

⑻ 如何設計一個帶數字電子鍾的定時器控制邏輯電路

一、設計目的
1. 熟悉集成電路的引腳安排。
2. 掌握各晶元的邏輯功能及使用方法。
3. 了解麵包板結構及其接線方法。
4. 了解數字鍾的組成及工作原理。
5. 熟悉數字鍾的設計與製作。

二、設計要求
1．設計指標時間以24小時為一個周期；顯示時、分、秒；有校時功能，可以分別對時及分進行單獨校時，使其校正到標准時間；計時過程具有報時功能，當時間到達整點前5秒進行蜂鳴報時；為了保證計時的穩定及准確須由晶體振盪器提供表針時間基準信號。
2．設計要求畫出電路原理圖（或模擬電路圖）；元器件及參數選擇；電路模擬與調試；PCB文件生成與列印輸出。
3．製作要求 自行裝配和調試，並能發現問題和解決問題。
4．編寫設計報告 寫出設計與製作的全過程，附上有關資料和圖紙，有心得體會。三、設計原理及其框圖1．數字鍾的構成數字鍾實際上是一個對標准頻率（1HZ）進行計數的計數電路。由於計數的起始時間不可能與標准時間（如北京時間）一致，故需要在電路上加一個校時電路，同時標準的1HZ時間信號必須做到准確穩定。通常使用石英晶體振盪器電路構成數字鍾。

圖 3-1所示為數字鍾的一般構成框圖。

圖3-1 數字鍾的組成框圖⑴晶體振盪器電路

晶體振盪器電路給數字鍾提供一個頻率穩定準確的32768Hz的方波信號，可保證數字鍾的走時准確及穩定。不管是指針式的電子鍾還是數字顯示的電子鍾都使用了晶體振盪器電路。
⑵分頻器電路 分頻器電路將32768Hz的高頻方波信號經32768（）次分頻後得到1Hz的方波信號供秒計數器進行計數。分頻器實際上也就是計數器。
⑶時間計數器電路 時間計數電路由秒個位和秒十位計數器、分個位和分十位計數器及時個位和時十位計數器電路構成，其中秒個位和秒十位計數器、分個位和分十位計數器為60進制計數器，而根據設計要求，時個位和時十位計數器為12進制計數器。
⑷解碼驅動電路
解碼驅動電路將計數器輸出的8421BCD碼轉換為數碼管需要的邏輯狀態，並且為保證數碼管正常工作提供足夠的工作電流。

⑸數碼管 數碼管通常有發光二極體（LED）數碼管和液晶（LCD）數碼管，本設計提供的為LED數碼管。

2．數字鍾的工作原理1）晶體振盪器電路晶體振盪器是構成數字式時鍾的核心，它保證了時鍾的走時准確及穩定。圖3-2所示電路通過CMOS非門構成的輸出為方波的數字式晶體振盪電路，這個電路中，CMOS非門U1與晶體、電容和電阻構成晶體振盪器電路，U2實現整形功能，將振盪器輸出的近似於正弦波的波形轉換為較理想的方波。輸出反饋電 阻R1為非門提供偏置，使電路工作於放大區域，即非門的功能近似於一個高增益的反相放大器。電容C1、C2與晶體構成一個諧振型網路，完成對振盪頻率的控制功能，同時提供了一個180度相移，從而和非門構成一個正反饋網路，實現了振盪器的功能。由於晶體具有較高的頻率穩定性及准確性，從而保證了輸出頻率的穩定和准確。晶體XTAL的頻率選為32768HZ。該元件專為數字鍾電路而設計，其頻率較低，有利於減少分頻器級數。從有關手冊中，可查得C1、C2均為30pF。當要求頻率准確度和穩定度更高時，還可接入校正電容並採取溫度補償措施。由於CMOS電路的輸入阻抗極高，因此反饋電阻R1可選為10MΩ。較高的反饋電阻有利於提高振盪頻率的穩定性。非門電路可選74HC00。

圖3-2 COMS晶體振盪器2）分頻器電路通常，數字鍾的晶體振盪器輸出頻率較高，為了得到1Hz的秒信號輸入，需要對振盪器的輸出信號進行分頻。通常實現分頻器的電路是計數器電路，一般採用多級2進制計數器來實現。例如，將32768Hz的振盪信號分頻為1HZ的分頻倍數為32768（215），即實現該分頻功能的計數器相當於15極2進制計數器。常用的2進制計數器有74HC393等。本實驗中採用CD4060來構成分頻電路。CD4060在數字集成電路中可實現的分頻次數最高，而且CD4060還包含振盪電路所需的非門，使用更為方便。CD4060計數為14級2進制計數器，可以將32768HZ的信號分頻為2HZ，其內部框圖如圖3-3所示，從圖中可以看出，CD4060的時鍾輸入端兩個串接的非門，因此可以直接實現振盪和分頻的功能。圖3-3 CD4046內部框圖3）時間計數單元時間計數單元有時計數、分計數和秒計數等幾個部分。時計數單元一般為12進制計數器計數器，其輸出為兩位8421BCD碼形式；分計數和秒計數單元為60進制計數器，其輸出也為8421BCD碼。一般採用10進制計數器74HC390來實現時間計數單元的計數功能。為減少器件使用數量，可選74HC390，其內部邏輯框圖如圖 2.3所示。該器件為雙2—5－10非同步計數器，並且每一計數器均提供一個非同步清零端（高電平有效）。圖3-4 74HC390(1/2)內部邏輯框圖秒個位計數單元為10進制計數器，無需進制轉換，只需將QA與CPB（下降沿有效）相連即可。CPA（下降沒效）與1HZ秒輸入信號相連，Q3可作為向上的進位信號與十位計數單元的CPA相連。秒十位計數單元為6進制計數器，需要進制轉換。將10進制計數器轉換為6進制計數器的電路連接方法如圖3-5所示，其中Q2可作為向上的進位信號與分個位的計數單元的CPA相連。
圖3-5 10進制——6進制計數器轉換電路分個位和分十位計數單元電路結構分別與秒個位和秒十位計數單元完全相同，只不過分個位計數單元的Q3作為向上的進位信號應與分十位計數單元的CPA相連，分十位計數單元的Q2作為向上的進位信號應與時個位計數單元的CPA相連。時個位計數單元電路結構仍與秒或個位計數單元相同，但是要求，整個時計數單元應為12進制計數器，不是10的整數倍，因此需將個位和十位計數單元合並為一個整體才能進行12進制轉換。利用1片74HC390實現12進制計數功能的電路如圖3-6所示。另外，圖3-6所示電路中，尚余－2進制計數單元，正好可作為分頻器2HZ輸出信號轉化為1HZ信號之用。圖3-6 12進制計數器電路4）解碼驅動及顯示單元計數器實現了對時間的累計以8421BCD碼形式輸出，選用顯示解碼電路將計數器的輸出數碼轉換為數碼顯示器件所需要的輸出邏輯和一定的電流，選用CD4511作為顯示解碼電路，選用LED數碼管作為顯示單元電路。5）校時電源電路當重新接通電源或走時出現誤差時都需要對時間進行校正。通常，校正時間的方法是：首先截斷正常的計數通路，然後再進行人工出觸發計數或將頻率較高的方波信號加到需要校正的計數單元的輸入端，校正好後，再轉入正常計時狀態即可。根據要求，數字鍾應具有分校正和時校正功能，因此，應截斷分個位和時個位的直接計數通路，並採用正常計時信號與校正信號可以隨時切換的電路接入其中。圖3-7所示即為帶有基本RS觸發器的校時電路，圖3-7 帶有消抖動電路的校正電路6）整點報時電路一般時鍾都應具備整點報時電路功能，即在時間出現整點前數秒內，數字鍾會自動報時，以示提醒。其作用方式是發出連續的或有節奏的音頻聲波，較復雜的也可以是實時語音提示。根據要求，電路應在整點前10秒鍾內開始整點報時，即當時間在59分50秒到59分59秒期間時，報時電路報時控制信號。報時電路選74HC30，選蜂鳴器為電聲器件。四、元器件1．實驗中所需的器材5V電源。麵包板1塊。示波器。萬用表。鑷子1把。剪刀1把。網路線2米/人。共陰八段數碼管6個。CD4511集成塊6塊。CD4060集成塊1塊。74HC390集成塊3塊。74HC51集成塊1塊。74HC00集成塊5塊。74HC30集成塊1塊。10MΩ電阻5個。500Ω電阻14個。30p電容2個。32.768k時鍾晶體1個。蜂鳴器。2．晶元內部結構圖及引腳圖
圖4-1 7400 四2輸入與非門 圖4-2 CD4511BCD七段解碼/驅動器圖4-3 CD4060BD 圖4-4 74HC390D圖4-5 74HC51D 圖4-6 74HC303．麵包板內部結構圖
麵包板右邊一列上五組豎的相通，下五組豎的相通，麵包板的左邊上下分四組，每組中X、Y列（0-15相通，16-40相通，41-55相通，ABCDE相通，FGHIJ相通，E和F之間不相通。
五、個功能塊電路圖1． 一個CD4511和一個LED數碼管連接成一個CD4511驅動電路，數碼管可從0---9顯示，以次來檢查數碼管的好壞，見附圖5-1。圖5-1 4511驅動電路2． 利用一個LED數碼管，一塊CD4511，一塊74HC390，一塊74HC00連接成一個十進制計數器，電路在晶振的作用下數碼管從0—9顯示，見附圖5-2。圖5-2 74390十進制計數器3． 利用一個LED數碼管，一塊CD4511，一塊74HC390，一塊74HC00和一個晶振連接成一個六進制計數器，數碼管從0—6顯示，見附圖5-3。圖5-3 74390六進制計數器4． 用一個六進制電路和一個十進制連接成一個六十進制電路，電路可從0—59顯示，見附圖5-4圖5-4 六十進制電路5． 利用兩個六十進制的電路合成一個雙六十進制電路，兩個六十進制之間有進位，見附圖5-5。

圖5-5 雙六十進制電路6． 利用CD4060、電阻及晶振連接成一個分頻——晶振電路，見附圖5-6。圖5-6 分頻—晶振電路7． 利用74HC51D和74HC00及電阻連接成一個校時電路，見附圖5-7。圖5-7 校時電路8． 利用74HC30和蜂鳴器連接成整點報時電路。見附圖5-圖5-8 整點報時電路9． 利用兩個六十進制和一個十二進制連接成一個時、分、秒都會進位的電路總圖，見附圖5-9。