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1 绪论

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2 P r o t e u s 软件介绍

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3 数字钟的原理框图 … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 4

4 电路的设计 … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 5

4. 1

主体电路的设计

… … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … …

秒脉冲电路的设计

… …

… … … … … … … … … … … … … … … … … …

计时及状态转换功能的实现

… …

… … … … … … … … … … … … … … … … … …

译码与显示电路的设计

… …

… … … … … … … … … … … … … … … … … …

校时电路的设计

… …

… … … … … … … … … … … … … … … … … …

1 0

主体电路图

… …

… … … … … … … … … … … … … … … … … …

1 1

4. 2

功能扩展电路的设计

… … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … …

1 2

定时控制电路的设计

… …

… … … … … … … … … … … … … … … … … …

1 2

整点报时电路的设计

… …

… … … … … … … … … … … … … … … … … …

1 5

4 . 3

整体电路的设计

… … … … … … … … … … … … … … … …

… … …

1 7

5 整体电路的仿真 … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 1 9

6 电路功能测试以及常见问题解决本法……………………………………………………

…

6. 1

电路功能测试

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … …

6.2

常见问题解决方法

………………………………………………………

……………

2 0

7 元件清单 … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 2 1

8 心得体会 … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 2 2

9 参考文献 …………………………………………………

………………………………

- - 总结资料

- - -

多功能数字钟的设计

1.绪论

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，具有更长的使用寿命，并且可以实现更多的功能，

如：定时控制、整点报时、闹钟、触摸报整点时数等，在现实生活中，各种数字钟已得到

了非常广泛的使用。数字钟的设计方法有许多种，例如,可用中小规模集成电路组成数字钟，

也还可以利用单片机来实现数字钟等。这些方法都各有其特点，其中利用中小规模集成电

路组建数字钟，原理简单，但由于集成电路集成度有限，对于需要实现较多功能的电路设

计比拟复杂，对于制作者焊接和布线有较高的要求。用单片机实现的电子钟具有构造简单，

并便于功能的扩展，但需要涉及到汇编以及 C 语言编写程序，对设计者有较高的要求。本

次设计为用中小规模集成电路组成数字钟。

2.Proteus 软件介绍

Proteus 软件是一种低投资的电子设计自动化软件，提供可仿真数字和模拟、交流和直

流等数千种元器件和多达 30 多个元件库。Proteus 软件提供多种现实存在的虚拟仪器仪表。

此外，Proteus 还提供图形显示功能，可以将线路上变化的信号，以图形的方式实时地显示

出来。这些虚拟仪器仪表具有理想的参数指标，例如极高的输入阻抗、极低的输出阻抗，

尽可能减少仪器对测量结果的影响，Proteus 软件提供丰富的测试信号用于电路的测试。这

些测试信号包括模拟信号和数字信号。提供 Schematic Drawing、SPICE 仿真与 PCB 设计功

能，同时可以仿真单片机和周边设备，可以仿真 51 系列、AVR、PIC 等常用的 MCU，并

提供周边设备的仿真，例如 373、led、示波器等。Proteus 提供了大量的元件库，有 RAM、

ROM、键盘、马达、LED、LCD、AD/DA、局部 SPI 器件、局部 IIC 器件，编译方面支持

Keil 和 MPLAB 等编译器。一台计算机、一套电子仿真软件，在加上一本虚拟实验教程，

就可相当于一个设备先进的实验室。以虚代实、以软代硬，就建立一个完善的虚拟实验室。

在计算机上学习电工根底，模拟电路、数字电路、单片机应用系统等课程，并进展电路设

计、仿真、调试等。

1)proteus 的工作过程

运行 proteus 的 ISIS 程序后，进入该仿真软件的主界面。在工作前，要设置 view 菜单下的

捕捉对齐和 system 下的颜色、图形界面大小等工程。通过工具栏中的p(从库中选择元件命

- - 总结资料

令)命令，在 pick devices 窗口中选择电路所需的元件，放置元件并调整其相对位置，元件

参数设置，元器件间连线，编写程序；在 source 菜单的 Definecode generation tools 菜单命

令下，选择程序编译的工具、路径、扩展名等工程；在 source 菜单的 Add/removesource files 命

令下，参加单片机硬件电路的对应程序；通过 debug 菜单的相应命令仿真程序和电路的运

行情况。

2)Proteus 软件所提供的元件资源 Proteus 软件所提供了 30 多个元件库，数千种元件。元件

涉及到数字和模拟、交流和直流等。

3)Proteus 软件所提供的仪表资源

对于一个仿真软件或实验室，测试的仪器仪表的数量、类型和质量，是衡量实验室是否合

格的一个关键因素。在 Proteus 软件包中，不存在同类仪表使用数量的问题。Proteus 还提

供了一个图形显示功能，可以将线路上变化的信号，以图形的方式实时地显示出来，其作

用与示波器相似但功能更多。

4)Proteus 软件所提供的调试手段

Proteus 提供了比拟丰富的测试信号用于电路的测试。这些测试信号包括模拟信号和数字信

号。对于单片机硬件电路和软件的调试，Proteus 提供了两种方法：一种是系统总体执行效

果，一种是对软件的分步调试以看具体的执行情况。

对于总体执行效果的调试方法，只需要执行 debug 菜单下的 e*ecute 菜单项或 F12 快捷键启

动执行，用 debug 菜单下的 pause animation 菜单项或 pause 键暂停系统的运行；或用 debug 菜

单下的 stop animation 菜单项或 shift-break 组合键停顿系统的运行。其运行方式也可以选择

工具栏中的相应工具进展。

对于软件的分步调试，应先执行 debug 菜单下的 start/restart debugging 菜单项命令，此时可

以选择 stepover 、step into 和 step out 命令执行程序(可以用快捷键 F10、F11 和 ctrl+F11)，

执行的效果是单句执行、进入子程序执行和跳出子程序执行。在执行了

start / restart debuging 命令后，在 debug 菜单的下面要出现仿真中所涉及到的软件列表和单

片机的系统资源等，可供调试时分析和查看。

3.数字钟的原理框图

根据设计要求，可建立数字钟系统组成框图，如图 3-1 所示，数字中电路系统由主体

电路和扩展电路两大局部组成，其中，主体电路完成数字钟的根本计数功能，扩展电路完

成数字钟的定时、整点报时扩展功能。

. z.

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