大家好，关于数字时钟很多朋友都还不太明白，今天小编就来为大家分享关于数字时钟的原理是什么的知识，希望对各位有所帮助！
数字时钟的原理是什么
数字时钟的原理基于数字电路和时钟模块的组合使用。以下是一般数字时钟的基本原理：
时钟源：数字时钟需要一个稳定的时钟源来提供精确的时间基准。通常使用晶体振荡器作为时钟源，它产生固定频率的振荡信号。
计数器：计数器是数字时钟的核心组件之一。它接收时钟源提供的脉冲信号，并根据设定的频率进行计数。通过计数器的累加，可以得到秒、分钟、小时等时间单位的计数值。
分频器：为了将时钟信号转换为可读的时间格式，分频器被用来将高频的计数器输出信号分频为更低频率的信号。例如，一个60Hz的分频器可以将计数器的输入信号每秒分为60份，即每1秒产生一个脉冲。
数码显示器：数码显示器用于显示时间信息。它通常由七段数码管组成，每个数码管可以显示数字0-9。通过分频器产生的脉冲信号控制数码显示器的刷新，将相应的数字显示在对应的数码管上。
控制逻辑：数字时钟还包括一些控制逻辑电路，用于设置时间、调整闹钟等功能。这些逻辑电路通过按钮、开关或者遥控器等输入设备与时钟模块连接，实现用户交互和功能控制。
总的来说，数字时钟通过时钟源、计数器、分频器、数码显示器和控制逻辑等组件的协同工作，实现了准确计时和时间显示的功能。它们可以根据设定的频率和格式来显示当前的时间。
数字时钟的组成
数字钟电路是一个典型的数字电路系统,其由时,分,秒计数器以及校时和显示电路组成.下面介绍利用集成十进制递增计数器(74160)和带译码器的七段显示数码管组成的数字钟电路.计数器74160和七段显示数码管的功能及使用方法在8.4节已有叙述.
1.利用两片74160组成60进制递增计数器
利用两片74160组成的同步60进制递增计数器如图9.4-1所示，其中个位计数器（C1）接成十进制形式。十位计数器（C2）选择QC与QB做反馈端，经与非门输出控制清零端（CLR’），接成六进制计数形式。个位与十位计数器之间采用同步级连方式，将个位计数器的进位输出控制端（RCO）接至十位计数器容许端（ENT），完成个位对十位计数器的进位控制。将个位计数器的RCO端和十位计数器的QC、QA端经与们由CO端输出，作进位输出控制信号。当计数器状态为59时，CO端输出高电平，在同步级联方式下，容许高位计数器计数。选择信号源库中的1HZ方波信号作为计数器的测试时钟源。
因为秒与分计数均由60进制递增计数器来完成，为在构成数字钟系统时使电路得到简化，我们将图9.4-1虚线框内建立部分用子电路表示。具体操作过程如下：
在EWB主界面内建立图9.4-1所示60进制计数器，闭合仿真电源，经过功能测试，确保计数器工作正常。选中虚线框内所示部分电路（Circuit）菜单中的创建子电路（Creat Subcircuit……）项，主界面内出现子电路设置对话框，在对话框内添入电路名称（60C）后，选择在电路中置换（Replace in Circuit）项，得用子电路表示的60进制递增计数器如图9.4-3所示。
2、用两片74160组成24/12进制递增计数器
图9.4-4所示电路是由两片74160组成的能实现12和24进制转换的同步递增计数器。图中个位与十位计数器均接成十进制计数形式，采用同步级连方式。选择十位计数器的输出端QB和个位计数器的输出端QC通过与非门NAND2控制两片计数器的清零端（CLR’），利用状态24反馈清零，可实现24进制递增计数。若选择十位计数器的输出端QA与个位计数器的输出端QB经过与非门NAND1输出，控制两片计数器的清零端（CLR’），利用状态12反馈清零，可实现12进制递增计数。敲击Q键，使开关K选择与非门NAND2输出或NAND1输出可实现24和12进制递增计数器的转换。该计数器可利用作数字钟的时计数器。
为简化数字钟电路，我们将图9.4-4所示的24/12进制计数器虚线框内电路转换为子电路，转换方法与上述60进制计数器相同。用子电路表的24/12进制同步计数器如图9.4-5所示。
3.数字钟系统的组成
利用60进制和24/12进制递增计数器子电路构成的数字钟系统如图9.4-6所示。在数字钟电路中，由两个60进制同步递增计数器完成秒、分计数，由24/12进制同步递增计数器实现小时计数。
秒、分、时计数器之间采用同步级连方式。开关K控制小时的24进制和12进制计数方式选择。为简化电路，直接选用信号源库中的方波秒脉冲作数字钟的秒脉冲信号，读者可自行设计独立的秒脉冲源，例如；可利用555多谐振荡器产生的秒脉冲，或者采用石英晶体振荡器经分频器产生秒脉冲。还可以在小时显示的基础上，增加上、下午或日期显示以及整点报时等，这里不再赘述。
敲击S和F键，可控制开关S和F将秒脉冲直接引入时、分计数器，实现校时。
对于图9.4-6所示数字钟电路，若要进一步简化电路还可以利用子电路嵌套功能将虚线框内电路转换为更高一级的子电路，我们将子电路命名为CLOCK，用高一级子电路表示的数字钟电路如图9.4-7所示。
今后在设计用到数字钟作单元电路的系统时可直接引用该电路，使系统得到简化。
图1、数字电子钟结构图
2、秒钟、分钟计时电路的设计
利用集成十进制递增计数器（74160）和带主译码器的七段显示数码管组成的数字钟电路。计数器74160的功能真值表如图2所示。
根据计数器74160的功能表真值表，利用两片74160组成的同步六十进制递增计数器如图3示，其中个位计数器（CL）接成十进制形式。十位计数器（C2）选择QC与QB做反馈端，经与非门（NEND）输出控制清零端（CLR），接成六进制计数形式。个位与十位计数器之间采用同步级连复位方式，将个位计数器的进位输出控制端（RCO）接至十位计数器的计数计数器的计数容许端（ENT），完成个位对十位计数器的进位控制QC，QA端经过与门AND1和AND2由CO端输出，作为六十进制的进位输出脉冲信号，
图二、同步十进制计数器74160真值表
当计数器计数状态为59时，CO端输出高电平，在同步级联方式下，容许高位计数器计数。电路创建完成后，进行仿真实验时，利用信号源库中的1HZ方波信号作为计数器的时钟脉冲源。
图3、秒钟/分钟计时电路
因为秒钟与分钟技术均由六十进制递增计数器来完成，为在构成数字钟系统时使电路得到简化，图虚线框内的电路创建为子电路表示。具体操作过程如下：在EWB主界面内建立如示的六十进制计数器，闭合仿真电源开关，经过计数器功能测试，确定计数器工作正常，选中虚线框内所示部分电路后，再选择电路菜单中创建子电路框内添入子电路名称（分计时）后，选择在电路中置换选项，得到用子电路表示的六十进制递增计数器，即秒钟/分钟计时子电路，如图4
图4、分钟计时子电路对话框
图5、分钟计时电路
四、24/12进制的能实现递增计数器
24/12进制的能实现十二四进制的同步递增计数器。如图四。所示。图中个位与十位计数器均接成十进制计数形式，采用同步级联复位方试。选择十位计数器的输出端Qb和个位计数器输出端Qc通过与非门NAND2的控制两片计数器的清零端CLR，当计数器的输出状态为00100100时，立即译码清零，实现二进制纟递增计数器：若选择十位二进制的输出端Q a与个位计数器的输出端Qb经与非门NAD1控制两片计数器的清零端CLR，当计数器的输出状态为00100100时，立即译码反馈为零，实现二十进制递增计数器，若选择十位计数器的输出端Qb经与门NAND1控制两片计数器的清零端CLR。当计数器的输出端状态为00010010时，立即译码反馈为零，实现十二进制递增计数，敲Q，开关Q选择与非门NAND2输出和NA民NAND1输出实现二十四进制递增计数器的转换。计数器用作数子钟的计数器。
图6、24/12二进制计时电路
为了简化数子电子钟的电路，需要将图765的24/12二进制计数器的线框内电路转换为子电路，方法与上面六二进制的分计数器一样，用子电路表示24/12进同步计数器如图7。
图7、24/12计时电路
五、数字电子钟系统的组成
利用六十进制和24/12进制递增计数器子电路构成的数字电子钟系统如图8所示，在数字电子钟电路中，由两个六十进制同步递增计数器分别构成秒钟计时器和分计时器，级连够完成秒，分计时、由24/12进制同步递增计实现小时计数。秒、分、时计数器之间采用同步级连方式，开关（Q）控制小时的二十四进制和十二进制计数方式选择，敲击S和F键，可控制开关S和F将秒脉冲直接引入时，分计数器，实现时计数器和分计数器的校时。
对于图所示数字电子钟电路，为了进一步简化电路，还可以利用子电路嵌套功能，将虚线框内电路转换为更高一级的子电路，成为子电路数字电子钟，用嵌套子电路表示的数字电子钟电路如图8所示
图8、24/12进制计数电路
以上创建的各种子电路都已经存入自定义元器件库中，在其他电子系统设计中需要时，可以直接调用这些子电路，使系统的设计更方便，更快捷。
访真实验时，可直接选用信号源库中的方波秒脉冲作数字钟的秒脉冲信号，作为一个设计内容，读者可自行设计独立的秒脉冲信号源，可利用555定时器组成多谐震荡器产生秒钟脉冲信号，或者采用石英晶体震荡器经分频器产生秒脉冲，脉冲频率更稳定，计时误差会更小，还可以在小时显示的基础上，增加上下午或日期显示，整点报时电路以及作息时间提示电路等。
钟面上的数字从几时到几时
钟面上的数字从1时到12时。
现代时钟钟面刻度分为12大格，没一大格又分为5小格，秒针走一小格为1秒，分钟走一小格为一分，时针走一大格为一小时。
由此可得：钟面上的数字从1时到12时。
扩展资料
二十四小时制比起十二小时制有很多优点：
不会混淆上午的时间和下午的时间（在十二小时制中7点钟既可以指早上也可以指晚上）。在日程表或类似的文件中，一眼就可以看清时间是上午还是下午。这对于需要全天二十四小时服务的机构尤其重要，例如航空公司、铁路和军队。
能够精确描述某一天的时间。比如：“2月3日午夜12:00”就很难确定是“2月3日00:00”还是“2月4日00:00”（即“2月3日24:00”）。
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