
单片机数字钟课程设计小结
在小结中你所要阐述的内容:11、简述你所完成的工作;2、你在此过程中的收获;3、你的设计的不足之处以及你觉得应该如何改进至于具体的小结只有看了你的整个设计才可以写出,因为你的硬件设计软件设计别人都不知道,所以没法给你写。
电子技术课程设计 多功能数字钟 谁能帮忙弄份啊
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;系统名称: 数字钟 ;创健人:济南, 日期:2005.6.19 ;系统功能描述: ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;修改人: 修改日期: ;修改原因: ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;蕊片型号:AT89C51 晶振:12MHZ ;-------------硬件连接--------------------- ; ; ;----------------------------------------------- ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;程序名称: 声明区 ;功能描述: 声明各常量和变量 ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; SECOND EQU 30H ;存储妙 MINITE EQU 31H ;存储分 HOUR EQU 32H ;存储时 SPEAKER BIT P3.7 HOURK BIT P3.2 ;时键 MINITEK BIT P3.3 ;分键 SECONDK BIT P3.0 ;妙键 FLAG BIT 00H FLAG1S BIT 01H ;1S到标志位. DISPBUF EQU 40H ; 段选标志 DISPBIT EQU 48H ; 位选通标志 T2SCNTA EQU 49H ; 中断次数 T2SCNTB EQU 4AH ; 中断次数 TEMP EQU 4BH ; 初始化位 ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;程序名称:主程序 ;功能描述; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ORG 00H LJMP START ORG 0BH LJMP INT_T0 ;T0中断入口 START: MOV SECOND,#00H ;妙初始化0 MOV MINITE,#00H ;分初始化0 MOV HOUR,#12 ;时始化送12 MOV DISPBIT,#00H ;位选通标志 MOV T2SCNTA,#00H ;标志 MOV T2SCNTB,#00H ;标志 CLR FLAG CLR FLAG1S SETB SPEAKER MOV TEMP,#07FH ;初始位,让第一个位选通 LCALL DISP ;调用显示处理程序 MOV TMOD,#01H ;方式1 MOV TH0,#0F8H ;赋值20MS MOV TL0,#030H SETB TR0 ;开中断启动 SETB ET0 SETB EA ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;程序名称:按键程序 ;功能描述;调整分,秒. ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; WT: JNB FLAG,CC LCALL SPEAKING CC: JB SECONDK,NK1 ;妙末按下,转去判断分键 LCALL DELY10MS ;按下,延时,消抖动 JB SECONDK,NK1 ;再次判断是否按下? INC SECOND ;按下,按下一次加1 MOV A,SECOND ;送A判断 CJNE A,#60,NS60 ;妙末到60转分 MOV SECOND,#00H ;到了,回0 NS60: LCALL DISP JNB SECONDK,$ ;等待妙键释放 NK1: JB MINITEK,NK2 ;跟妙键分析相似 LCALL DELY10MS JB MINITEK,NK2 INC MINITE MOV A,MINITE CJNE A,#60,NM60 MOV MINITE,#00H NM60: LCALL DISP JNB MINITEK,$ NK2: JB HOURK,NK3 ;时键 LCALL DELY10MS JB HOURK,NK3 INC HOUR MOV A,HOUR CJNE A,#24,NH24 MOV HOUR,#00H NH24: LCALL DISP JNB HOURK,$ ;等待时键释放 NK3: LJMP WT ;返回 ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;程序名称:显示处理程序 ;功能描述;,该程序实现时,分,秒计时转换为BCD码并存储在以47H起始地址的显示 ;输出数据存储单元里,即显示缓冲区47H至40H单元 ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; DISP: MOV A,#DISPBUF ;送40H ADD A,#7 ;加8 ;DEC A MOV R1,A ;送47H MOV A,HOUR ;送时 MOV B,#10 DIV AB MOV @R1,A ;存储时十位 DEC R1 ;指向时个位 MOV A,B ;送时个位 MOV @R1,A ;存储时个位 DEC R1 MOV A,#10 MOV @R1,A DEC R1 MOV A,MINITE ; 送分,处理与时处理类似 MOV B,#10 DIV AB MOV @R1,A DEC R1 MOV A,B MOV @R1,A DEC R1 MOV A,#10 MOV @R1,A DEC R1 MOV A,SECOND ;送秒 MOV B,#10 DIV AB MOV @R1,A DEC R1 MOV A,B MOV @R1,A DEC R1 RET ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;程序名称:显示程序 ;功能描述;在LED上显示为12-12-12显示模式. ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; INT_T0: MOV TH0,#0F8H ;重赋值 MOV TL0,#030H MOV A,#DISPBUF ;段偏移存储 ADD A,DISPBIT ;位偏移量 MOV R0,A ;段偏移存储 MOV A,@R0 ;段偏移量 MOV DPTR,#TABLE ;指向字形表 MOVC A,@A+DPTR ;取字形 MOV P0,#0 ;防闪烁 MOV P0,A ; 字形选P1口显示 MOV A,DISPBIT ;位移偏量 MOV DPTR,#TAB ;指向位选 MOVC A,@A+DPTR ;取位选通 MOV P2,A ;位送P3口选通 INC DISPBIT ;位偏移加1 MOV A,DISPBIT ;位偏移送A CJNE A,#08H,KNA ;八个数管码扫描完不? MOV DISPBIT,#00H ;描完重新开始 ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;程序名称:1秒计时程序 ;功能描述; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; KNA: INC T2SCNTA MOV A,T2SCNTA CJNE A,#100,DONE MOV T2SCNTA,#00H INC T2SCNTB MOV A,T2SCNTB CJNE A,#05H,DONE SETB FLAG1S MOV T2SCNTB,#00H INC SECOND ;秒加1 MOV A,SECOND CJNE A,#50,BB ;50S到. MOV A,MINITE CJNE A,#59,BB ;59分 SETB FLAG ;打开正点响标志. BB: MOV A,SECOND CJNE A,#60,NEXT ;秒超过60了没有? 没有,调用显示处理程序 MOV SECOND,#00H INC MINITE ;分加1 MOV A,MINITE CJNE A,#60,NEXT MOV MINITE,#00H ;分超过60,清0 INC HOUR ;并时加1 MOV A,HOUR CJNE A,#24,NEXT ;是否超过24小时?不是,则跳至NEXT MOV HOUR,#00H NEXT: LCALL DISP ; 调用显示处理程序 DONE: RETI ;中断返回 TABLE: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH,40H ;0到9字形(40表示横扛) TAB: DB 07FH,0BFH,0DFH,0EFH,0F7H,0FBH,0FDH,0FEH ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;程序名称:正点报时子程序 ;功能描述; 前十秒报第一声,每隔一秒报一声. ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; SPEAKING:MOV R5,#6 AA: CLR SPEAKER JNB FLAG1S,$ ;延时1S. CLR FLAG1S SETB SPEAKER JNB FLAG1S,$ CLR FLAG1S DJNZ R5,AA CLR FLAG RET ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;程序名称:延时子程序 ;功能描述;按键消抖调用. ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; DELY10MS:MOV R6,#10 D1: MOV R7,#248 DJNZ R7,$ DJNZ R6,D1 RET 十、调试运行 1、录入程序,并保存为.C文件。
2、按硬件接线图接线。
3、联机并编译。
4、修改语法错误,并存盘。
5、编译并把烧进单片机,并运行。
6、先连续运行,如不能正常运行,再用断点运行或单步运行法进行调试,直至达到设计要求。
十一、设计结果 经过调试,能够顺利运行,符合设计要求,时钟走动正常, 十二、参考文献 单片机原理,接口及应用—嵌入式系统技术基础,李群芳 肖看 编著。
清华大学出版社 十三、设计心得体会 通过这次单片机课程设计,我不仅加深了对单片机理论的理解,将理论很好地应用到实际当中去,而且我还学会了如何去培养创新精神,从而不断地战胜自己,超越自己。
创新可以是在原有的基础上进行改进,使之功能不断完善,成为真己的东西
数字钟设计
数字电子时钟课程设计 题目: 数字电子时钟课程设计 目 录 一、设计任务及设计要求…………………………………………(3) 二、设计方案论证 ………………………….. …………. (3) 1.总体方案及框图 2.各部分论证 三、单元电路设计…………………………………………………(4) 1.振荡器 ………………………………………………………(4) 2. 秒、分、时计数器…………………………………………(5) 3. 显示译码\\\/驱动器和LED七段数码显示管……………….(6) 4. 分频器……………………………………………………(7) 5. 报时电路…………………………………………………(9) 四、总体电路设计及原理………………………………………(13) 五、元器件明细表………………………………………………(10) 六、心得体会……………………………………………………(11) 七、参考文献……………………………………………………(11) 一、设计任务及设计要求 1.设计任务 数字电子钟的逻辑电路 2.设计要求 (1)由晶振电路产生1HZ的校准秒信号。
(2)设计一个有“时”、“分”、“秒”(23小时59分59秒)显示切且具有校时、校分、校秒的功。
(3)整点报时功能。
要求整点差10秒开始每隔1秒鸣叫一次,共五次,每次持续时间为一秒,前五次为500赫兹的声音,最后依次为1000赫兹的声音。
(4)用中小规模集成电路组成电子钟,并在实验箱上进行组装和调试。
(5)划出框图和逻辑电路图,写出设计,实验总结报告。
二、设计方案论证 数字钟原理框图如图1所示,电路一般包括以下几个部分:振荡器、分频器、译码显示电路、时分秒计数器、校时电路、报时电路。
图一 对于各个部分而言 数字钟计时的标准信号应该是频率相当稳定的1HZ秒脉冲,所以要设置标准时间源。
数字钟计时周期是24小时,因此必须设置24小时计数器,他应由模为60的秒计数器和分计数器及模为24的时计数器组成,秒、分、时由七段数码管显示。
为使数字钟走时与标准时间一致,校时电路是必不可少的。
设计中采用开关控制校时直接用秒脉冲先后对“时”“分”“秒”计数器进行校时操作。
能进行整点报时。
在从59分50秒开始,每隔2秒钟发出一次低音“嘟”的信号,连续五次,最后一次要求最高音“嘀”的信号,此信号结束即达到正点。
三、单元电路设计 1. 各独立功能部件的设计 (1) 、振荡器 振荡器是计时器的核心,其作用是产生一个标准频率的脉冲信号振荡频率的精度和 稳定度决定了数字钟的质量。
第一种方 案采用石英晶体振荡器,如图二。
使用 振荡频率为32768HZ的石英晶体和反 向器构成一个稳定性极好、精度较高 的时间信号源。
改变电容C可以 图 二 石英晶体振荡器 振荡器的频率进行微调,再通过一个反相器,输出32768HZ的方波将此方波的频率进行15次二分频后,在输出端刚好可得到频率为1HZ的脉冲信号。
第二种方案如图三采用集成电路555定时器与RC组成的多谐振荡器。
输出的脉冲频率为fS=1\\\/[(R1+2R2)C1ln2]=1KHZ,周期T=1\\\/fS=1ms。
若参数选择:R1=R2=10K欧姆,C1=47uF时,可以得到秒脉冲信号。
图三 方波信号发生器 附555定时器的功能表 输 出 输 出 阀值输入(v11) 触发输入(v12) 复位(RD) 输出(VO) 发电管T × × 0 0 导通 <2\\\/3VCC <1\\\/3VCC 1 1 截止 >2\\\/3VCC >1\\\/3VCC 1 0 导通 <2\\\/3VCC >1\\\/3VCC 1 不变 不变 (2) 秒、分、时计数器 U1到U6 六个74LS161构成数字钟的秒、分、时计数器。
U1、U2共同构成秒计数器,它由两个74LS161构成六--十进制的计数器,如图四。
U1作为秒个位十进制计数器,它的复位输入RD、和置位输入LD都接低电平,秒信号脉冲作为计数脉冲输入到CP1端,输出端C控制U2秒十位计数器的计数脉冲输入。
Q1、Q2、Q3、Q4作为秒个位的计时值送至秒个位七段显示译码\\\/驱动器。
U2作为秒十位六进制计数器,它的计数脉冲输入受到秒个位U1的控制,其计数器使能端EP、ET与U1的输出端C相连接。
当U2计数器计到0011,即清零信号到复位输入端时,Q1、Q2、Q3、Q4输出的都是零。
Q1、Q2、Q3、Q4作为秒十位的计时值送至秒十位七段显示译码\\\/驱动器。
U3 、U4分别构成分个位十进制和分十位六进制计数器,如图四。
U3、U4与U1、U2的连接方法相似。
当计数器输出为01011001状态,U3(U1)、U4(U2)的LD端同时为“0”,使计数器立即返回到00000000状态。
这样就构成了六十进制计数器。
图四 六十进制计数器 U5、U6共同构成时计数器,它由两个74LS161构成六十进制的计数器 如图五。
U5作为时十位计数器,它的复位输入RD、和置位输入LD都接低电平,时信号脉冲作为计数脉冲输入到CP1端,输出端C控制U6秒十位计数器的计数脉冲输入。
Q1、Q2、Q3、Q4作为秒个位的计时值送至秒个位七段显示译码\\\/驱动器。
当计数器输出为00100100状态,U5、U6的LD端同时为“0”,使计数器立即返回到00000000状态。
这样就构成了二十四进制计数器。
U12图五 二十四进制计数器 (3) 显示译码\\\/驱动器和LED七段数码显示管 六个74LS248集成电路构成数字钟的七段数码显示管显示译码\\\/驱动器。
74LS248七段显示译码器输出高电平有效,将8421BCD码译成七段(a、b、c、d、e、f、g)输出,用以直接驱动LED七段数码显示对应的十进制数。
74LS248的显示功能: 显示功能见功能表的上半部分。
[DCBA]是二进制码输入,要正确的执行显示功能,有关的功能端必须接合适的逻辑电平,这些功能端的作用随后介绍。
对于0~9输入,[DCBA]相当BCD8421码。
当超过9以后,译码器仍然有字型输出,具体见图六。
当[DCBA]=1111时,数码管熄灭。
实验时要在笔划段电极串联电阻,以保护LED数码管。
表1 中规模显示译码器74LS248的功能表 图六 74LS248显示字型与输入的对应关系 如图七,六个LED七段数码显示管利用不同发光段组合的方式显示不同数码,都采用+5V电源作为每段发光二极管的驱动电源。
需要发光的段为高电平,不发光的段为低电平。
设计中采用共阴极数码管,每段发光二极管的正向降压,随显示光的颜色有所不同,通常约2V~3V,点亮电流在5~10mA。
六个LED七段数码显示管分别显示秒个位、十位;分个位、十位;时个位、十位的计数十进制数 图七 显示译码\\\/驱动器和数码显示管 (4)分频器 分频器电路是由三个74LS90构成,如图八。
74LS90是异步十进制计数器,它由一个一位二进制计数器和一个异步五进制计数器组成。
将QA与CP2相连,计数脉冲由CP1端输入,输出由QA~QD引出,即得到十进制计数器。
只有在复位输入R0(1)= R0(2)=0和置位输入S9(1)= S9(2)=0时,才能够在计数脉冲(下降沿)作用下实现二—五—十进制加计算。
因为要对输入的脉冲进行三次10分频,三片74LS90的复位输入R0(1)、 R0(2)和置位输入S9(1) 、S9(2)都接低电平。
振荡器输出的方波脉冲计数器作为U1的CP1端的输入时钟脉冲,U1的QD端的输出脉冲作为U2的CPA端的输入时钟脉冲,U2的QD端的输出脉冲作为U3的CP1端的输入时钟脉冲,U3的QD端的输出脉冲fO=fS\\\/103¬¬¬¬¬¬¬=1HZ,即为秒信号方波脉冲,成为秒、分、时计数器的计数脉冲和时间校准信号。
将JK触发器的J、K端都接在高电平,Qn+1=JQn+KQn=Qn,每输入一个时钟脉冲后,触发器翻转一次,触发器处于计数状态。
经过触发器的二分频,Q端输出为500HZ的脉冲作为低音脉冲。
经过U1、U2计数器的二次十分频,输出的脉冲频率为10HZ,作为秒校时脉冲。
图八 分频器 附74LS90二—五—十进制计数器功能图 复位输入 置位输入 输出 R0(1) R0(2) S9(1) S9(2) QA QB QC QD H H L × L L L L H H × L L L L L × × H H H L L H L × L × 计数 L × × L 计数 × L L × 计数 × L × L 计数 JK触发器的功能表 J K Qn Qn+1 说明 0 0 0 0 输出状态不变 1 1 0 1 0 0 输出状态与J端状态相同 1 0 1 0 0 1 输出状态与K端状态相同 1 1 1 1 0 1 每输入一个脉冲输出状态改变一次 1 0 (五)报时电路 整点报时电路要求在每个整点发出音响,因此需要对每个整点进行时间译码,以其输出驱动音响控制电路。
如图九。
若要在每一整点发出五低音、一高音报时,需要对59分50秒到59分59秒进行时间译码。
QD4~QA4是分十位输出,QD3~QA3是分个位输出,QD2~QA2是秒十位输出,QD1~QA1秒个位输出。
在59分时,A= QC4 QA4 QD3 QA3=1;在50秒时,B= QC2 QA2=1;秒个位为0、2、4、6、8秒时,QA1=0,C= QA1=1;因而F1=ABC= QC4QA4 QD3 QA3 QC2 QA2 QA1仅在59分50秒、52秒、54秒、56秒、58秒时等于1,故可以用F1作低音的控制信号。
当计数器每计到59分59秒时,A= QC4 QA4 QD3QA3=1,D= QC2 QA2 QD1 QA1=1,此时F2=AD=1。
把F2接至JK触发器控制端J端,CP端加秒脉冲,则再计1秒到达整点时F3=1,故可用F3作一次高音控制信号。
用F1控制5次低音、F3控制高音,经音响放大器放大,每当“分”和“秒”计数器累计到59分50、52、54、56、58秒发出频率为500HZ的五次低音,0分0秒时发出频率为1000HZ的一次高音,每次音响的时间均为一秒钟,实现了整点报时的功能。
图九 整点报时电路 四、原理图(见最后一页) 五、元器件明细表 序号 元器件名称 型号规格 数量(个) 备注 U0 集成定时器 5G555定时器 1 构成多谐振荡器 U1~U6 同步加法计数器 74161 6 构成模加法计数器 U7~U9 异步十进制计数器 74LS90 3 构成分频器 U10 七端显示译码器 74LS248 6 分别显示秒、分、时的数字 U11~U12 与非门 多输入与非门 2 U13 J-K触发器 1 C1、C2 电容 2 C1=C2=104pf R1 R2 电阻 2 R1 =2K、R2=5.1K R、R` 电阻 2 R=1k,R`=47 U14 U20 门器件 非门 1 U15~U19 门器件 与门 6 多输入与门 U21~U23 门器件 与非门 3 多输入与非门 U24 触发器 J-K触发器 1 U25 晶体三级管 1 U26 喇叭 1 实现闹铃 六、设计体会 在整个课程设计完后,总的感觉是:有收获。
以前上课都是上一些最基本的东西,而现在却可以将以前学的东西作出有实际价值的东西。
在这个过程中,我的确学得到很多在书本上学不到的东西,如:如何利用现有的元件组装得到设计要求,如何找到错误的原因,如何利用计算机来画图等等。
但也遇到了不少的挫折,有时遇到了一个错误怎么找也找不到原因所在,找了老半天结果却是芯片的管脚接错了,有时更是忘接电源了。
在学习中的小问题在课堂上不可能犯,在动手的过程中却很有可能犯。
特别是在接电路时,一不小心就会犯错,而且很不容易检查出来。
但现在回过头来看,还是挺有成就感的。
关于数电的课程设《数字钟》
电子学课程设计报告 ——带有整点报时的数字钟设计与制作指导教师____戴伏生___________ 学号____________ 姓名_____________一、 设计的性质、目的和任务二、 设计课题要求(1)构造一个24小时制的数字钟。
要求能显示时、分、秒。
(2)要求时、分、秒能各自独立的进行调整。
(3)能利用喇叭作整点报时。
从59分50秒时开始报时,每隔一秒报时一秒,到达00分00秒时,整点报时。
整点报时声的频率应与其它的报时声频有明显区别。
三、 设计的内容、电路原理和详细的设计过程(1)总设计图(2)分频器 设计过程:由于给出的是4M=10^6HZ,没经过一个74160可以将输出频率 变为输入频率的1\\\/10,而每经过一个TFF可以将输出频率变为输入频率的1\\\/2,按上图连接电路,即可获得1HZ、20HZ、1KHZ、2KHZ的频率。
(3)校时模块秒校时分校时设计过程:由于分和小时的校时系统是一样的,所以只截取了分的校时系统,上图的second和minute为校时开关按钮,或门的输出端连接的是74160计时器的CLK,当开关为闭合时,1HZ和jinwei所输入的脉冲信号不工作,此时按键信号给CLK信号一个上升沿,74160则进1。
在DFF的CLK上我选用了20HZ的频率,之所以选用20HZ是为了保证在按下校时开关时有一个上升沿脉冲时Q端输出信号1,试过16HZ和32HZ,前者不是很灵敏,不能保证按下后会跳数,后者过于灵敏,易连续跳数,折中选取20HZ,个人在使用中基本可以保证稳定。
若想获得连续的上升脉冲沿,只需在DFF前与一个一定频率即可,如下图,个人建议频率不易过大,那样不易控制松手时间。
(4)计时模块小时计时分计时秒计时设计过程:上图中所有CLK连接的都是校时模块的输出端,图上的计数器均为置零接法,分和秒的进位输出用与门连接一次再输入小时模块的进位输入端,这样才能保证时钟的正常显示。
(5)译码器SUBDESIGN yima(k,j,i,h:input;a,b,c,d,e,f,g,o:output;)BEGIN TABLE k,j,i,h=>a,b,c,d,e,f,g,o;0,0,0,0=>0,0,0,0,0,0,1,1;0,0,0,1=>1,0,0,1,1,1,1,1;0,0,1,0=>0,0,1,0,0,1,0,1;0,0,1,1=>0,0,0,0,1,1,0,1;0,1,0,0=>1,0,0,1,1,0,0,1;0,1,0,1=>0,1,0,0,1,0,0,1;0,1,1,0=>0,1,0,0,0,0,0,1;0,1,1,1=>0,0,0,1,1,1,1,1;1,0,0,0=>0,0,0,0,0,0,0,1;1,0,0,1=>0,0,0,0,1,0,0,1; END TABLE;END;设计过程:本段为本次设计中唯一的一个用语言编写的模块,由于试验箱上的数码管属于共阳极接法,所以为了去掉数字后面跟着的点,所以设计了8位输出,第八位,既O位全部显示为1,这样可以保证点始终保持暗的状态,实际上还可以在分与秒之间,小时与分之间的点亮着,以便区分,此时程序应稍作变动,如下SUBDESIGN ss(k,j,i,h,z:input;a,b,c,d,e,f,g,o:output;)BEGIN TABLE k,j,i,h=>a,b,c,d,e,f,g;0,0,0,0=>0,0,0,0,0,0,1;0,0,0,1=>1,0,0,1,1,1,1;0,0,1,0=>0,0,1,0,0,1,0;0,0,1,1=>0,0,0,0,1,1,0;0,1,0,0=>1,0,0,1,1,0,0;0,1,0,1=>0,1,0,0,1,0,0;0,1,1,0=>0,1,0,0,0,0,0;0,1,1,1=>0,0,0,1,1,1,1;1,0,0,0=>0,0,0,0,0,0,0;1,0,0,1=>0,0,0,0,1,0,0; END TABLE;o=z;END;此时只需在第二个和第四个译码器的输入Z端接地,其余Z端接高电压即可(6)报时模块设计过程:本模块全部由门电路来实现,最下面的与门连接的是分的59和秒的50,两个或非门非别连接分的8根线和秒的8根线,由图上的逻辑可以看出在59分5X秒时,是1KHZ与1HZ与后输出,声音频率较低,在00分00秒的状态下,2KHZ与1HZ与后输出,声音频率较高,1HZ的作用是为了让声音在每秒响一下。
四、 调试与仿真结果(1) 计数仿真(秒向分进位)(2) 按键仿真五、 调试中遇到的问题及解决的方法(1) 计数器的接法一开始,把秒(分)向分(小时)的进位信号直接赋给了EP和ET,校时信号赋给CLK在上试验箱上演练的过程中发现,时钟在其自主走动时,一切正常,但在按校时键调节是个位数会在按到7后回0,到9后会向前进一位到8,在模块单独仿真时不会出现这种状况,秒和分连起来仿真时也不会出现问题,只有在秒,分,小时联合起来仿真时才会发现这个问题,猜测可能是74160的构造问题才导致这一结果,后来,在不断地尝试修改中,才使校时系统正常运转。
(2) 关于进位一开始,在分和秒的计数器选择了一样的接法,但是在试验箱上演练时,发现分进位总是比秒快一秒,也就是说在秒刚到59时分就已经进了一位,而分和小时却能保证一致进位,为了在现实上正常,所以只能把秒的进位输出信号的59改成了00。
六、 详谈自己的体会、感想、建议
数字电子技术实习心得体会
心得体会 这一课程设我们将课堂上的理论知识有了进步的了解,并增强数字电子技术课程的兴趣。
了解了更多电子元件的工作原理,如:74LS138、74LS148、7448等。
同时也发现自对数电知识和电子设计软件掌握得不够。
其次在此次设计过程中由于我们频繁的使用一电子设计软件如:Proteus、protel等,因此使我进一步熟悉了软件的使用,同时在电脑的电子设计和绘图操作上进一步提高。
我认识到:数电设计每一步都要细心认真,因为任何一步出错的话,都会导致后面的环节发生错误。
比如在protel中画SCH电路时,就一定要细心确保全部无误,否则任何一个错误都会导致生成PCB板时发生错误,做成实物后就无可挽救了。
在PCB板的设计中,焊盘的大小,线路的大小,以及线间的距离等参数都要设置好,因为这关系到下一步的实物焊接。
在设计过程中遇到了一些问题,使得我查找各种相关资料,在增长知识的同时增强解决问题和动手的能力,锻炼我做事细心、用心、耐心的能力。
这一课程设计,使我向更高的精神和知识层次迈向一大步。
在以后的学习生活中,我会努力学习,培养自己独立思考的能力,积极参加多种设计活动,培养自己的综合能力,从而使得自己成为一个有综合能力的人才而更加适应社会。
数字电子课程设计 数字显示电子钟 1、任务要求 1) 时钟的“时”要求用两位显示;上、下午用发光管作为标志
目录1 设计目的 32 设计要求指标 32.1 基本功能 32.2 扩展功能 43.方案论证与比较 44 总体框图设计 45 电路原理分析 45.1数字钟的构成 45.1.1 分频器电路 55.1.2 时间计数器电路 55.1.3分频器电路 65.1.4振荡器电路 65.1.5数字时钟的计数显示电路 65.2 校时电路 75.3 整点报时电路 86系统仿真与调试 87.结论 8参考文献 9实验作品附图 10数字钟摘要: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。
从有利于学习的角度考虑,这里主要介绍以中小规模集成电路设计数字钟的方法。
经过了数字电路设计这门课程的系统学习,特别经过了关于组合逻辑电路与时序逻辑电路部分的学习,我们已经具备了设计小规模集成电路的能力,借由本次设计的机会,充分将所学的知识运用到实际中去。
本次课程设计要求设计一个数字钟,基本要求为数字钟的时间周期为24小时,数字钟显示时、分、秒,数字钟的时间基准一秒对应现实生活中的时钟的一秒。
供扩展的方面涉及到定时自动报警、按时自动打铃、定时广播、定时启闭路灯等。
因此,研究数字钟及扩大其应用,有着非常现实的意义。
1 设计目的1.掌握数字钟的设计、组装与调试方法。
2.熟悉集成元器件的选择和集成电路芯片的逻辑功能及使用方法。
3.掌握面包板结构及其接线方法4.熟悉仿真软件的使用。
2 设计要求及指标2.1基本功能1)时钟显示功能,能够正确显示“时”、“分”、“秒”。
2)具有快速校准时、分、秒的功能。
3)用555定时器与RC组成的多谐振荡器产生一个标准频率(1Hz)的方波脉冲信号。
2.2扩展功能1)用晶体振荡器产生一个标准频率(1Hz)的脉冲信号。
2)具有整点报时的功能。
3)具有闹钟的功能。
4)……3、方案论证与比较本设计方案使用555多谐振荡器来产生1HZ的信号。
通过改变相应的电阻电容值可使频率微调,不必使用分频器来对高频信号进行分频使电路繁复。
虽然此振荡器没有石英晶体稳定度和精确性高,由于设计方便,操作简单,成为了设计时的首选,但是由于与实验中使用的555芯片产生的脉冲相比较,利用晶振产生的脉冲信号更加的稳定,同过电压表的测量能很好的观察到这一点,同时在显示上能够更加接进预定的值,受外界环境的干扰较少,一定程度上优于使用555芯片产生信号方式。
我们组依然同时设计了555和晶振两个信号产生电路。
(本实验报告中着重按照原方案设计的555电路进行说明)4、 系统设计框图数字式计时器一般由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器等几部分组成。
在本设计中555振荡器及其相应外部电路组成标准秒信号发生器,由不同进制的计数器、译码器和显示器组成计时系统。
秒信号送入计数器进行计数,把累计的结果以‘时’、‘分’、‘秒’的数字显示出来。
‘时’显示由二十四进制计数器、译码器、显示器构成,‘分’、‘秒’显示分别由六十进制计数器、译码器、显示器构成。
其原理框图如图1.1所示。
5、电路原理分析5.1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一致,故需要在电路上加一个校时电路,同时标准的1HZ时间信号必须做到准确稳定.在此使用555振荡器组成1Hz的信号。
数字钟原理框图(1.1)5.1.1振荡器电路 555定时器组成的振荡器电路给数字钟提供一个频率为1Hz的方波信号。
其中OUT为输出。
5.1.2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. 5.1.3分频器电路通常,数字钟的晶体振荡器输出频率较高,为了得到1Hz的秒信号输入,需要对振荡器的输出信号进行分频。
通常实现分频器的电路是计数器电路,一般采用多级2进制计数器来实现。
例如,将32768Hz的振荡信号分频为1HZ的分频倍数为32768( ),即实现该分频功能的计数器相当于15级2进制计数器。
5.1.4振荡器电路 利用555定时器组成的多谐振荡器接通电源后,电容C1被充电,当电压上升到一定数值时里面集成的三极管导通,然后通过电阻和三极管放电,不断的充放电从而产生一定周期的脉冲,通过改变电路上器件的值可以微调脉冲周期。
5.1.5数字时钟的计数显示控制在设计中,我们使用的是74**160十进制计数器,来实现计数的功能,实验中主要用到了160的置数清零功能(特点:消耗一个时钟脉冲),清零功能(特点:不耗时钟脉冲),在上级160控制下级160时候通过组合电路(主要利用与非门)实现,在连接电路的时候要注意并且强调使能端的连接,其将影响到整一个电路的是否工作。
电路的控制原理如下:秒钟由个位向十位进位:0000—0001—0010—0011—0100—0101—0110—0111—1000—1001实现个位的计数,采用的是置数的方式(利用RCO端口),当电路计数到1001的时候采用一个二输入与非门接上级输入的高位和低位输出作为下级的信号,实现了秒区的个位和十位的显示与控制。
设计中注意到接的是一个与非门而不是与门,目标在产生一个时钟脉冲。
实现正确的显示。
由秒区向分区的显示控制:基本原理同上,在秒区十位向时区个位显示的时:0000—0001—0010—0011—0100—0101产生了六个脉冲的时候向下级输出一个时钟脉冲,利用的还是与非门,目标仍是实现正确的计时显示。
分区的显示及整体电路反馈清零:当数值显示达到:23:59的时候要实现清零的工作,采用CLR清零的方式反馈清零。
具体设计接出控制端的9,5,3,2用十六进制表示后高电平对应引脚接与非,将非门输出信号的值反馈给各个160芯片的清零端(CLR)既可以实现清零了。
5.2 校时功能的实现当重新接通电源或走时出现误差时都需要对时间进行校正.通常,校正时间的方法是:首先截断正常的计数通路,然后再进行人工出触发计数或将频率较高的方波信号加到需要校正的计数单元的输入端,校正好后,再转入正常计时状态即可. 根据要求,数字钟应具有分校正功能,因此,应截断分个位的直接计数通路,并采用正常计时信号与校正信号可以随时切换的电路接入其中.在实验实现过程中使用的是通过开关(普通开关)来实现高低电平的切换,手动赋予需要的高低电平来实现脉冲的供给,将脉冲提供到所需要的输入(CLK)端口,实现校时,仿真过程中能够正常校时并且在校时的时候达到了预定的效果;而在我们进入实际电路连接的时候,利用开关(手控导线点触实现)来实现校时再不像仿真那样的精确了,原因分析是由于使用的是普通的开关同时利用的是手动的对CLK端口赋予脉冲信号,在实现手动生成脉冲信号的过程中产生了扰动,即相当于产生了多个的脉冲信号对需要的数码管进行校时,如此,并没有达到仿真的精确效果,但是在实验中通过改进电路的校时方式,不是用手触开关产生脉冲信号(如若需用手触则需要使用一个锁存器实现去抖动,才能够在脉冲生成时候不产生干扰的脉冲,实现正常的校时),而是使用信号发生器实现信号的提供,对需要校时的数码管在相对应的CLK端口提供脉冲信号实现校时,利用此方式实现校时则比手触开关方式效果要好。
5.3 报时的实现报时功能的实现原理较为简单,即对所需要报时的输出量进行控制,并对控制产生的信号作为LED显示的信号源,电路连接中要注意到的是在实现LED显示的时候最好连接上一个保护电阻对LED灯器到保护的作用。
例如我们的校时时间是 23:59,0010—0011—0101—1001;利用相应的门电路实现满足端口输出是上述条件的时候进行报时即可。
6、系统仿真与调试7、结论学贵以致用,通过几天的数字钟设计过程,将从书本上学到的知识应用于实践,学会了初步的电子电路仿真设计,虽然过程中遇到了一些困难,但是在解决这些问题的过程无疑也是对自己自身专业素质的一种提高。
当最终调试成功的时候也是对自己的一种肯定。
在当前金融危机大的社会背景下,能够增加自身砝码的不仅仅是一纸文凭证书,更为重要的是毕业生是否能够适应社会大潮流的需要,契合企业的要求即又较硬的动手操作及设计能力。
此次的设计作业不仅增强了自己在专业设计方面的信心,鼓舞了自己,更是一次兴趣的培养,为自己以后的学习方向的明确了重点。
另外在这次实验中我们遇到了不少的问题针对不同的问题我们采取不同的解决方法,最终一一解决设计中遇到的问题。
还有在实验设计中我们曾遇到多块芯片以及数码管损坏的情况造成了数字钟的显示没有达到预期的效果,或是根本不显示,通过错误排除最终确认是元件问题,并向老师咨询跟换元件最终的到解决。
在我们曾经遇到不懂的问题时,利用网上的资源,搜索查找得到需要的信息。
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