电子系统设计与实践——
具有报时报温功能的电子钟
设计者：电气83班 08041074刘湛 08041072 李旭
内容摘要
本次设计以AT89C52芯片为核心，辅以必要的外围电路，设计了一个简易的具有报时报温功能的电子钟，它由5V直流电源供电。在硬件方面，除了CPU外，使用8个七段LED数码管来进行显示，LED采用的是动态扫描显示，利用74LS573进行数码管段驱动，利用ULN2803A进行位驱动。通过LED能够比较准确显示时、分、秒以及日期和当前室温。利用5个简单的按键分别实现对时间的调整，年月日显示的切换，温度显示切换。时钟日历来源于DS1302芯片。温度测量功能来源于DS18BU20芯片。
软件方面采用C语言编程，以完成功能实现。整个电子钟系统能完成时间的显示，调时，以及温度显示等功能。
关键词：电子系统设计AT89C52 LED数码管日历芯片DS1302 温度测量芯片DS18BU20
目录
一．实现功能、任务以及具体要求二．重要硬件简介及应用
三.功能的论证与实现
四.系统框图
五.总体设计系统电路原理图和PCB 版图
六.程序流程图
七.实验遇到的问题及改进
八.实验总结及感想
九.参考书目
十.源程序
一．实现功能、任务以及具体要求1.目的及任务：
（1）通过查阅相关资料，深入了解温度测量相关知识；
（2）学习动态显示方式的实现方法及原理；
（3）复习“MCS-51单片机原理及C语言程序设计”，掌握其接口扩展;
（4）确定具有报时报温功能的电子钟的原理图，构建硬件平台；
（5）采用汇编或C语言编写应用程序并调试通过；（6）制作出样机并测试达到功能和技术指标要求；（7）写出设计报告和答辩PPT。
.2.具体工作内容：
（1）技术要求：
1. 时钟日历来源于DS1302芯片。
2. 温度测量使用DS18BU20。
3. 定闹功能、蜂鸣器音提示。
4. 具有实时年月日显示和校时功能。
5. 六位数码管动态显示，可采用按键切换显示。（2）工作任务：
1．组建具有报时报温功能的电子钟的总体结构框图；
2．根据设计要求，通过理论分析选择电路参数；3．根据操作功能要求，确定键盘控制功能；
4．按设计要求确定显示位数、指示类型和单位；5．编写应用程序并调试通过；
6．对系统进行测试和结果分析；
7．撰写设计报告和答辩PPT。
二．重要硬件简介及应用
89C52单片机、DS1302时钟日历芯片、DS18B20温度传感器
1、DS18B20主要资料
温度传感器DS18B20是单线智能温度传感器，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯，在使用中不需要任何外围元件，测量结果以9-12位数字量方式串行传送。其测温范围－55℃～＋125℃，固有测温分辨率0.5℃。支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，最多只能并联8个，如果数量过多，会使供电电源电压过低，从而造成信号传输的不稳定，实现多点测温。DS18B20的外形图如图2所示，在本设计中２号引脚节单片机的P3.4引脚，来实现温度数据的传输。下面就其内部结构和原理做简要介绍。
（1）DS18B20的内部结构。DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存
器。该装置信号线高的时候，内部电容器储存能量通由1线通信线
路给片子供电，而且在低电平期间为片子供电直至下一个高电平的到
来重新充电。 DS18B20的电源也可以从外部3V-5 .5V的电压得到。（2）DS18B20的六条控制命令
温度转换 44H 启动DS18B20进行温度转换；
读暂存器 BEH 读暂存器9个字节内容；
写暂存器 4EH 将数据写入暂存器的TH、TL字节；
复制暂存器 48H 把暂存器的TH、TL字节写到E2RAM中；
重新调E2RAM B8H 把E2RAM中的TH、TL字节写到暂存器TH、TL字节；
读电源供电方式 B4H 启动DS18B20发送电源供电方式的信号给主CP （3）DS18B20的初始化
（1）先将数据线置高电平“1”。
（2）延时（该时间要求的不是很严格，但是尽可能的短一点）
（3）数据线拉到低电平“0”。
（4）延时750微秒（该时间的时间范围可以从480到960微秒）。
（5）数据线拉到高电平“1”。
（6）延时等待（如果初始化成功则在15到60毫秒时间之内产生一个由DS18B20所返回的低电平“0”。据该状态可以来确定它的存在，
但是应注意不能无限的进行等待，不然会使程序进入死循环，所
以要进行超时控制）。
（7）若CPU读到了数据线上的低电平“0”后，还要做延时，其延时的时间从发出的高电平算起最少要480微秒。
（8）将地址线拉高到“1”后结束。
（4）DS18B20的写操作
（1）数据线先置低电平“0”。
（2）延时确定的时间为15微秒。
（3）按从低位到高位的顺序发送字节（一次只发送一位）。
（4）延时时间为45微秒。
（5）将数据线拉到高电平。
（6）重复上（1）到（6）的操作直到所有的字节全部发送完为止。
（7）最后将数据线拉高。
（5）DS18B20的读操作
（1）将数据线拉高“1”。
（2）延时2微秒。
（3）将数据线拉低“0”。
（4）延时15微秒。
（5）将数据线拉高“1”。
（6）延时15微秒。
（7）读数据线的状态得到1个状态位，并进行数据处理。
（8）延时30微秒。
图3 DS18B20的读写时序图
根据以上原则，参考读写时序图图可编写程序对DS18B20中的温度数据信息进行采集。读写时序图如图3所示。将从温度传感器中采集到的温度数据进行处理后即可变成可由数码管显示的十进制数。其转换方式如下所述。（6）DS180B20读出数据的计算方法
从DS18B20中读出的二进制数值必须先转换为十进制数才能用于数码
管的显示。DS18B20的转换精度可选9-12位，在采用12位转换精度时，温度寄存器里的二进制数以0.0625为步进。即，温度值为温度寄存器里的值乘以0.0625，得到实际的十进制温度。十进制、二进制和十六进制转换关系如表1所示。
表1 DS18B20的温度与测得值对应表
温度/C 二进制值十六进制值
+125 0000 0111 1101 0000 07D0H
+85 0000 0101 0101 0000 0550H +25.0625 0000 0001 1001 0001 0191H
+10.125 0000 0000 1010 0010 00A2H
+0.5 0000 0000 0000 1000 0008H
0 0000 0000 0000 0000 0000H
-0.5 1111 1111 1111 1000 FFF8H
-10.125 1111 1111 0101 1110 FF5EH
-25.0625 1111 1110 0110 1111 FF6FH -55 1111 1100 1001 0000 FC90H
单片机分两次从温度传感器DS18B20中读取数据，每次读取一个字节。先读低位再读高位。读取后把二进制的高字节的低半字节与低字节的高半字节组成一个字节，并转化为十进制后就得到温度值得百位、十位、各位的值，剩下的低半字节转化为十进制后就得到小数部分，小数部分二进制和十进制的关系如表2所示。
表2 小数部分的二进制和十进制的近似对应关系
小数
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 部分
十进
0 1 1 2 3 3 4 4 5 6 6 7 8 8 9 9 制值
（2）DS1302主要资料
DS1302 是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时
时钟电路，它可以对年、月、日、周日、时、
分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作
电压为2.5V～5.5V。采用三线接口与CPU进
行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302内部有一个31×8的用于临时性存放数据的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升级产品，与DS1202兼容，但增加了主电源/后背电源双电源引脚，同时提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。
1、芯片引脚及功能
DS1302的引脚如图所示，其功能如下；
（1）Vcc1：电源输入引脚，单电源供电时接Vcc1脚，，双电源供电时用于接备份电源；
（2）Vcc2：电源引脚，双电源供电时接主电源；
（3）GND：接地引脚；
图4 DS1302引脚图
（4）RST：复位引脚；
（5）I/O：数据输入输出引脚；
（6）SCLK：串行时钟引脚
（7）X1、X2：时钟输入引脚，外接晶体振荡器。
具体工作说明时CPU只通过SCLK、RST和I/O三个口来实现数据传输。其中，RST为通信允许信号，低电平有效，即RST=0,允许通信，RST=1时，禁止通信，SCLK为串行数据的位同步脉冲信号，I/O为双向串行数据传输信号。在本设计中SCLK与单片机P2.0连接
（２）时钟芯片DS1302的命令字节
时钟芯片DS1302由单片机来控制数据传输，每次传输时由单片机向时钟芯片DS1302写入一个命令字节开始，后面是数据字节。时钟芯片DS1302的命令字节格式如表3所示。
表3 时钟芯片DS1302的命令时序
位序D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
定义 1 RAM/CLK A4 A3 A2 A1 A0 RD/W 其中命令字节各位的定义如下：
（1）命令字节的最高位D7为1；
（2）RAM/CLK位为时钟芯片DS1302片内RAM/时钟的选择位，当RAM/CLK 为1时，为RAM操作，为0时为时钟操作；
（3）A4-A0为片内日历时钟寄存器或RAM的地址选择位；
（4）RD/W为时钟芯片DS1302读写控制，当RD/W=1时，为读操作，当RD/W=0时，为写操作。
时钟芯片DS1302执行读操作时，时钟芯片DS1302接受命令字节后，按指定的选择对象及寄存器的的地址读取数据并通过I/O引脚传输给单片机；时钟芯片DS1302执行写操作时，时钟芯片DS1302接受命令字节后，接受来自单片机的数据并写入到时钟芯片DS1302相应的寄存器中。
2、时钟芯片DS1302的数据格式与控制格式
选择时钟操作时，与日期有关的DS1302的数据格式如表4所示
表4 DS1302的日历时钟寄存器及其控制字
寄存器名
命令字取值范围各位内容
写操作读操作
7 6 5 4 3 2 1 0
秒寄
存器
80H 81H 00-59 CH 10SEC SEC
分寄
存器
82H 83H 00-59 0 10MIN MIN
时寄存器84H 85H 0-12或00-23 12/24 0 10
AP
HR HR
日寄存器86H 87H 01-28，29，
30，31
0 0 10DATA DATE
月寄
存器
88H 89H 01-12 0 0 0 10M MONTH
周寄
存器
8AH 8BH 01-07 0 0 0 0 0 DAY
年寄
存器
8CH 8DH 00-99 10years Year
（1）秒寄存器，地址为00H，其中以BCD码形式存放秒信息。秒寄存器的最高位为1时钟暂停控制位，该位为0时时钟振荡器暂停，DS1302进入低耗状态，该位为1时启动时钟；
（2）分寄存器, 地址为01H，其中以BCD码形式存放分信息；
（3）小时寄存器，地址为02H，其中以BCD码形式存放小时信息。
（4）日寄存器，地址为03H，其中以BCD码形式存放日信息。
（5）月寄存器，地址为04H，其中以BCD码形式存放月信息。
（6）周寄存器，地址为05H，其中以BCD码形式存放星期信息。
（7）年寄存器，地址为06H，其中以BCD码形式存放年信息。
与DS1302有关的控制数据格式如表5和表6所示
表5 寄存器地址
控制 1 0 0 0 1 1 1 RD/W 涓流充电 1 0 0 1 0 0 0 RD/W 多字节突发 1 0 1 1 1 1 1 RD/W
表6 寄存器的定义
WP 0 0 0 0 0 0 0 TSC TSC TSC TSC DS DS RS RS 具体说明如下：
（1）控制寄存器的的地址为07H，用于写保护控制，只有到该寄存器的最高位WP=0时，才可以对日历时钟的内容进行写操作。
（2）涓流充电控制寄存器，地址为08H，控制内部充电过程及充电电流的连接方式。
（3）多字节突发方式控制寄存器，地址为1FH，通过对该寄存器寻址可使用多字节方式对时钟日历进行读写操作。
3、DS1302的数据传输方式
DS1302的数据传输方式分为单字节传输和多字节传输方式。单字节传输时，RST=1时，CPU先向DS1302发送一个命令字节，紧接着发送一个字节的数据，DS1302在接到命令字节后，自动将数据写入片内指定地址或从地址读取数据。在一多字节传输时，RST=1，CPU向DS1302发送的命令字节中A0-A4全为1，则DS1302在接到命令字节后可以一次完成8个字节时钟日历寄存器数据。时序图如图5所示。
图5 DS1302数据传输时序
（3）其他芯片简述
1、74LS573简述
74LS573为三态总线驱动输出，具有置数全并行存取，缓冲控制输入使能，输入有改善抗扰度的滞后作用。其基本原理为：74LS573的八个锁存器都是透明的D 型锁存器，当使能（G）为高时，Q 输出将随数据（D）输入而变。当使能为低时，输出将锁存在已建立的数据电平上。输出控制不影响锁存器的内部工作，即老数据可以保持，甚至当输出被关闭时，新的数据也可以置入。
这种电路可以驱动大电容或低阻抗负载，可以直接与系图7 74LS573 统总线接口并驱动总线，而不需要外接口。特别适用于缓冲寄存器，I/O 通道，双向总线驱动器和工作寄存器。其引脚图如图所示。其引脚功能如表所示。
表7 74LS573引脚功能表
管脚号功能
D0–D7 数据输入
LE 锁存使能输入（高电平有效）
OE 3态输出使能输入（低电平有效）O0–O7 3态锁存输出
2、ULN2803A
ULN2803A是8位反向器，最大驱动电流为
500mA，完全有能力接受8位数码管的灌电流。
ULN2803A 的8个NPN达林顿晶体管，连接在阵列
非常适合逻辑接口电平数字电路（例如TTL，CMOS
或PMOS上/ NMOS）和较高的电流/电压，如电灯，
电磁阀，继电器，打印锤或其他类似的负载，广泛
的使用范围：计算机，工业和消费应用。所有设备
功能由集电极输出和钳位二极管瞬态抑制。该
ULN2803是专为符合标准TTL，而制造ULN2804适
合6至15V的高级别CMOS或PMOS上。该电路为反
向输出型，即输入低电平电压，输出端才能导通工图8 UNL8203A引脚图
作其结构原理图如图所示。各引脚功能如下：
1-8引脚：输入端；11-18引脚：输出端；9引脚：
地端；10引脚：电源+。
3、数码管
本设计采用八段共阴极数码管显示。
三、功能的论证与实现
1、温度模块的实现
由于DS180B20温度传感器采用的是单线数据传输，因此工作时序（时序图如前所示）显得很重要，延时环节比较多，从温度的采集到数据的输出大约需要750ms。因此在采集温度数据时要严格控制时序。在采集温度寄存器中温度数据时分两次采集，每次采集8位。由上述介绍可知温度寄存器中对正负温度的存储是不一样的，所以在采集到温度传感器寄存器中的数据后首先需要做判断温度是否为负，如为负则取其补码，然后提取低字节的低四位乘以0.625得到小数部分，再将低字节的高四位和高字节的第四位合并得到整数部分的值，最后对整数部分的二进制数进行转换，变成可输出显示的十进制数。如为正则可直接按上述规则转化为可显示的十进制。由于DS18B20的测温范围为-85度到127度，因此数据部分采用四位显示，如果为负温度则首位显示负号，正温度在首位显示百位数字，第二位、第三位和第四位分别显示十位、各位和小数部分。为了体现人性化的设计，并充分利用已有的数码管，在数据显示完后显示了单位o C。
2、时钟模块的实现
根据DS1302的特点，编写初始化函数、读字节、写字节的函数、读写保护函数及读取时间日期并显示的函数，这样在数码管上就从初始化的时间开始走时，在时间显示上一小数点将时分秒隔开，在日期显示上显示年月日和星期，并隔开。在此基础上编写调时函数，具体实现为设置相关按钮，将存放时间数组中的数据进行加减调整，然后将数据从新写如DS1302相应的寄存器中并读出显示，这样就实现了调时功能。显示亮暗变化的设置时基于数码管显示的特点和方式，由于数码管显示采用的是动态扫描并利用了视觉
暂留效应，因此亮暗的显示就取决与于动态扫描过程中延时的长短，于是可将6:00-18：00显示较亮些，其余时间显示较暗些。
3、电子钟的整体实现与相关功能
将调试好的各个模块的子函数全部整理在一起，在主函数中分别调用即可。具体如下：首先，主函数是一个死循环，这是为了保证时钟不停止，然后再在该死循环中加入三个死循环分别为：（1）显示时间、调整时间；（2）显示日期、调整日期；（3）显示温度。这三个模块可由一号按键来切换，当按键按下时跳出该死循环进入下一死循环，这样就实现了三者的来回切换。这里设置了4个功能按键，分别定义为K1、K2、K3、K4，其中K1为切换键，K2为加一键，K3为减一键，K4为设置键。K1键可实现上述四个模块的切换，当按下K4键后，数码管上显示当前状态下需要调试的某位，其他显示位均熄灭，再按下K4键后，需要调试的下一位显示，其他位熄灭，按下K2或K3键后可实现加一或减一的操作。
四、系统框图
五、总体设计系统电路原理图和PCB 图
六、程序流程图：
开始
显示温度
显示日期
显示时间
K1是否按下
K1是否按下
K1是否按下
K4是否按下
K2+/k3-调节时间
K4是否按下
K2+/k3-调节日期
七、实验遇到的问题及改进
1、抖动去除延时多长时间最为合理。开始因为没经验，在按键切换块没有
去除抖动，导致更换不正常，后来从网上了解到需要延时，但究竟延时多长合理，开始时只延时了几个毫秒，效果和不延时基本一样，。后来经过尝试，最后延时50-60毫秒价位合理。
2、调时程序是一个难点,因为书上并没有现成的程序,所以我们参考了上届
学长的程序,发现调试程序就是需要对原来存放时间的数组进行修改并显示。可如何显示调好的时间呢？这样就从本来显示时间的模块入手，仔细阅读了初始化的时间是怎么写入的。原来，在将时间调整后应重新写入DS1302，这样就可以从调好的时间走时。
3.温度程序本来书上是有的,也很简单,但看了学长的程序之后,我们发现仅
仅是书上的那一段显得太过简单了,零下的温度怎么测,温度只是读取整数部分够不够精确等等,带着这些问题我们又将温度测试的子程序做了一定的改动,使它能够显示小数点后的温度并能够显示负温度.
八、实验总结及感想：
通过本设计可以充分地了解到单片机的强大的功能，设计的整个过程中就是不断遇到问题并不断解决问题的过程。在每一次解决问题的过程中既有遇到问题久久不能解决的烦恼与苦闷，亦有问题得到解决时的兴奋与快乐。在为了自己的设计不停地查找资料、认真学习的整个过程是一个苦与甜的交融过程，从中可以体会到科学学习与探索的无穷乐趣。
九、参考书目
《51系列单片机及C51程序设计》科学出版社王建校著《电子系统设计与实践》（修订本）西安交通大学王建校张虹金印彬著
十、源程序
#include
#include
#include
#include
/*各个引脚的声明*/
sbit SCL_ds1302=P2^0;
sbit IO_ds1302=P2^1;
sbit RST_ds1302=P2^2;
sbit DQ=P3^4;
sbit OVF=P3^3;
sbit CE= P1^7; //片选
sbit PD= P1^6 ;//功耗选择
sbit EOM= P1^5;
sbit PR= P1^4;
sbit k1=P1^0; //k1为切换键
sbit k2=P1^1;
sbit k3=P1^2;//k4为设定键
sbit k4=P1^3; //k2在调时为加一键，在显示状态为报时键，k3在调时状态为减一键，在显示状态为报日期键
sbit k5=P3^2;
unsigned char data display_buffer[13];//存放时间和日期的数组signed char display_nao[3]={07,30,0};
#define SEGMENT XBYTE[0x0c000] //段选地址
#define BIT_LED XBYTE[0x0a000] // 位选地址
#define PRADD XBYTE[0x6000]
unsigned char tab[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x40,0x00,0 x63,0x39};//数码管显示表格，用于显示0/1/2/3/4/5/6/7/8/9及负号、C；unsigned char tab1[]={0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6,0xed,0xfd,0x87,0xff,0xef};//数码管显示列表，用于显示0./1./2./3./4./5./6./7./8./9./
unsigned char tab2[]={0x00,0x08,0x10,0x18,0x20,0x28,0x30,0x38,0x40,0x48,0x50,0x5 8,0x60,0x68,0x70,0x78,0x80,0x88,0x90, 0x98, 0xa8, 0xb8, 0xc8, 0xd8, 0xe8};
unsigned char bdata data_ds1302;
unsigned char disbuf[]={0,0,0,0};//用于存放温度数值
/*各种函数的声明*/
void open_write_bit(); //写保护函数
void initial_ds1302(); //初始化函数
unsigned char read_ds1302(char command); //读取DS1302函数void close_write_bit(); //写关闭函数
void read_time(); //读取时间函数
void set_time(); //设置时间函数
void delay(unsigned int i); //延时函数
void displaytimee(); //报时函数
void delayms(unsigned int i); //延时1ms函数
void tmreset (void); //温度设置
void tmstart (void); //温度转换
void tmrtemp(void);
void Disbuf(unsigned int temper);
void reset_time(unsigned char reset);
void displaytime();
void displaydate();
void displaywen();//显示温度函数
void timereset();//调整时间函数
void datereset();//调整日期函数
void up_time();//调整时间子函数
void up_date();//调整日期子函数
void nao();
void alarm();
void displaytimeflag(unsigned char reset); //调时显示时间光标函数void displaydateflag(unsigned char reset); //调日期的光标显示函数void displaynaoflag(unsigned int reset);
void displaysound(unsigned char add);
void displaytemp();
void displaytim();
void displaydat();
void playzheng();
//以下为主函数
main()
{
initial_ds1302();
read_time();
display_buffer[0]=0x01;
display_buffer[1]=0x07;
display_buffer[2]=0x05;
display_buffer[3]=0x09;
display_buffer[4]=0x05;
display_buffer[5]=0x00;//09:10:50
display_buffer[6]=0x01;
display_buffer[7]=0x00;
display_buffer[8]=0x00;
display_buffer[9]=0x05;
display_buffer[10]=0x00;
display_buffer[11]=0x01; //10年05月01日周6
display_buffer[12]=0x06;
set_time(); //设置时间
while(1)
{
while(1)
{
read_time();//显示时间
displaytime();
timereset();
alarm();
playzheng();
displaytemp();
displaytim();
displaydat();
if(k1==0){delayms(50);if(k1==0)break;}//切换到下一显示模块
}
while(1)
{
read_time();//显示日期
displaydate();
datereset();
alarm();
displaytemp();
displaytim();
displaydat();
if(k1==0){delayms(50);if(k1==0)break;}//切换到下一显示模块
}
while(1)
{
tmstart ();//显示温度
tmrtemp();
displaywen();
alarm();
displaytemp();
displaytim();
displaydat();
if(k1==0){delayms(30);if(k1==0)break;}//切换到下一显示模块（返回）}
}
}
//以上为主函数
//********************************************************* ********
//设置预置时间到DS1302当中
//********************************************************* ********
void close_write_bit()
{
unsigned int i;
SCL_ds1302=0;
_nop_();
RST_ds1302=1;
_nop_();
_nop_();
data_ds1302=0x8e;
for(i=1;i<=8;i++)
{
SCL_ds1302=0;
IO_ds1302=(data_ds1302&0x01);
_nop_();
SCL_ds1302=1;
data_ds1302=data_ds1302>>1;
}
data_ds1302=0x80;
IO_ds1302=0;
for(i=1;i<=8;i++)
{
SCL_ds1302=0;
IO_ds1302=(data_ds1302&0x01);
_nop_();
SCL_ds1302=1;
data_ds1302=data_ds1302>>1;
}
}
void open_write_bit()
{
unsigned int i;
SCL_ds1302=0;
_nop_();
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void initial_ds1302()
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目录 1 前言（绪论） (2) 2 总体方案设计 (3) 2.1方案比较4 2.1.1方案一：长期寿命测试 (4) 2.1.2方案二：加速（短期）寿命测试 (4) 2.2方案论证4 3 单元模块设计 (5) 3.1各单元模块功能介绍及电路设计5 3.1.1热阻( Rθ ) 的测量 (5) 3.1.2结温测量 (6) 3.1.3光通量的测量 (7) 3.1.4串口电路的设计 (8) 3.1.5温度控制和报警电路设计 (9) 3.1.6 过零触发电路设计 (9) 3.2电路参数的计算及元器件10 3.2.1 LED灯常用电路参数 (10) 3.2.2电学特性 (10) 3.3特殊器件的介绍13 3.3.1 ADM3251E (13) 3.3.2 ADUC848 (14) 3.3.3 555芯片 (15) 3.4各单元模块的联接17 4 软件设计 (18) 4.1 PROTEL99 SE简介18 4.2软件设计结构及功能18 5 系统调试 (19) 6 系统功能及指标参数 (20) 6.1说明系统能实现的功能20 6.2系统指标参数测试及测试方法说明20 6.2.1失效时间和失效数的确定 (20) 6.2.2 数据处理方法 (22) 6.3系统功能及指标参数分析22 7 结论 (23) 8 总结与体会 (24) 9 参考文献 (25) 附录1：相关设计图 (26) 附录2：元器件清单表 (27) 附录3：相关设计软件 (28)
1 前言（绪论） 1986 年，在蓝宝石基底上沉积高品质GaN 晶体获得成功，并且在1993 年开发出了高亮度蓝光发光二极管( LEDs) 。至今，人们仍在对高亮度蓝光 LED 进行不断地完善。在 1996 年，开发出了采用蓝光 LED 与黄色荧光粉相结合发出白光的 LED 产品并将其商业化[1]。21 世纪照明 METI 国家(Akari) 项目是一项基于高效率白光 LED 照明技术的工程，它利用的是近紫外线 LED 与荧光粉系统相结合的方法，该项目于1998 年启动，其第一阶段的项目已于 2004 年完成。 作为电子元器件，发光二极管（Light Emitting Diode-LED）已出现40多年，但长久以来，受到发光效率和亮度的限制，仅为指示灯所采用，直到上世纪末突破了技术瓶颈，生产出高亮度高效率的LED和兰光LED，使其应用围扩展到信号灯、城市夜景工程、全彩屏等，提供了作为照明光源的可能性。随着LED应用围的加大，提高LED可靠性具有更加重要的意义。LED具有高可靠性和长寿命的优点，在实际生产研发过程中，需要通过寿命试验对LED芯片的可靠性水平进行评价，并通过质量反馈来提高LED芯片的可靠性水平，以保证LED芯片质量，为此我司在实现全色系LED产业化的同时，开发了LED芯片寿命试验的条件、方法、手段和装置等，以提高寿命试验的科学性和结果的准确性。 近些年来，LED 照明因具有许多优点，例如长寿命、低能耗、体积小等而非常有吸引力。最早 LED 只是被用来替换小型白炽灯充当指示器。在其光效有所提高后，LED 被应用于显示器中。随着其光效和总光通量的进一步改善，LED 开始被应用于日常照明领域。对于普通照明设备而言, LED 有限的光通量是一个难以解决的问题。要想获得高光通量就需要有高密度基底和大的工作电流。这将导致LED 产生热量、温度升高, 损坏LED 模块。 随着LED生产技术水平的提高，产品的寿命和可靠性大为改观，LED的理论寿命为10万小时，如果仍采用常规的正常额定应力下的寿命试验，很难对产品的寿命和可靠性做出较为客观的评价，而我们试验的主要目的是，通过寿命试验掌握LED芯片光输出衰减状况，进而推断其寿命。 本设计介绍了LED芯片寿命试验过程，提出了寿命试验条件，完善的试验方案，消除可能影响寿命试验结果准确性的因素，保证了寿命试验结果的客观性和准确性。采用科学的试验线路和连接方式，使寿命试验台不但操作简便、安全，而且试验容量大。
本科生实验报告 实验课程电子系统设计 学院名称 专业名称测控技术与仪器 学生姓名 学生学号 指导教师 实验地点 实验成绩 二〇年月——二〇年月
实验一、运放应用电路设计 一、实验目的 （1）了解并运用NE555定时器或者其他电路，学会脉冲发生器的设计，认识了解各元器件的作用和用法。 （2）掌握运算放大器基本应用电路设计 二、实验要求 （1）使用555或其他电路设计一个脉冲发生器，并能满足以下要求：产生三角波V2，其峰峰值为4V，周期为0.5ms，允许T有±5%的误差。 V2/V +2 图1-1 三角波脉冲信号 （2）使用一片四运放芯片LM324设计所示电路，实现如下功能：设计加法器电路，实现V3=10V1+V2,V1是正弦波信号，峰峰值0.01v，频率10kHz。 V3 图1-2 加法电路原理
三、实验内容 1、555定时器的说明： NE555是属于555系列的计时IC的其中的一种型号，555系列IC的接脚功能及运用都是相容的，只是型号不同的因其价格不同其稳定度、省电、可产生的振荡频率也不大相同；而555是一个用途很广且相当普遍的计时IC，只需少数的电阻和电容，便可产生数位电路所需的各种不同频率的脉波讯号。 a. NE555的特点有： 1.只需简单的电阻器、电容器，即可完成特定的振荡延时作用。其延时范围极广，可由几微秒至几小时之久。 2.它的操作电源范围极大，可与TTL，CMOS等逻辑闸配合，也就是它的输出准位及输入触发准位，均能与这些逻辑系列的高、低态组合。 3.其输出端的供给电流大，可直接推动多种自动控制的负载。 4.它的计时精确度高、温度稳定度佳，且价格便宜。 b. NE555引脚位配置说明下： NE555接脚图： 图1-3 555定时器引脚图 Pin 1 (接地) -地线(或共同接地) ，通常被连接到电路共同接地。 Pin 2 (触发点) -这个脚位是触发NE555使其启动它的时间周期。触发信号上缘电压须大于2/3 VCC，下缘须低于1/3 VCC 。
课程设计实践报告 一、课程设计的性质、目的与作用 本次电子系统设计实践课程参照全国大学生电子设计模式，要求学生综合利用所学的有关知识，在教师的指导下，分析和熟悉已给题目，然后设计系统方案、画原理图及PCB、软件编程，并做出课程设计报告。因此，在设计中，要求学生应该全面考虑各个设计环节以及它们之间的相互联系，在设计思路上不框定和约束同学们的思维，同学们可以发挥自己的创造性，有所发挥，并力求设计方案凝练可行、思路独特、效果良好。 本课程设计的目的是为了让学生能够全面了解电子电路应用系统的整个设计过程，逐步掌握系统开发的以下相关技术： (1)熟悉系统设计概念； (2)利用所学数电、模拟电路知识，设计电路图； (3)利用PROTEL软件画原理图及PCB； (4)熟悉系统项目设计报告填写知识； （5）培养团队合作意识。 通过本课程设计，有助于学生更好地了解整个课程的知识体系，锻炼学生实际设计能力、分析和思考能力，使其理论与实践相结合，从而为后续课程的学习、毕业设计环节以及将来的实际工作打好坚实的基础。 二、课程设计的具体内容 电子系统设计实践课程就是锻炼学生系统设计、分析和思考能力，全面运用课程所学知识，发挥自己的创造性，全面提高系统及电路设计、原理图及PCB 绘画等硬件水平和实际应用能力，从而体现出电子系统设计的真谛。下面是各个设计阶段的具体内容。 1．系统方案认识 根据所设定的题目，能够给出系统设计方案与思路
题目：信号发生器产生电路，请设计一个能产生正弦波、方波及三角波电路，并制作原理图，然后阐述其原理。 基本原理： 系统框图如图1所示。 图1 低频信号发生器系统框图 低频信号发生器系统主要由CPU、D/A转换电路、基准电压电路、电流/电 压转换电路、按键和波形指示电路、电源等电路组成。 其工作原理为当分别按下四个按键中的任一个按键就会分别出现方波、锯齿 波、三角波、正弦波，并且有四个发光二极管分别作为不同的波形指示灯。2、各部分电路原理 (1)DAC0832芯片原理 ①管脚功能介绍（如图5所示） 图5 DAC0832管脚图 1) DI7～DI0：8位的数据输入端，DI7为最高位。
基于FPGA的现代电子实验设计报告 ——数字式秒表设计（VHDL）学院：物理电子学院 专业： 学号： 学生姓名： 指导教师：刘曦 实验地点：科研楼303 实验时间：
摘要： 通过使用VHDL语言开发FPGA的一般流程，重点介绍了秒表的基本原理和相应的设计方案，最终采用了一种基于FPGA 的数字频率的实现方法。该设计采用硬件描述语言VHDL，在软件开发平台ISE上完成。该设计的秒表能准确地完成启动,停止,分段,复位功能。使用ModelSim 仿真软件对VHDL 程序做了仿真，并完成了综合布局布线，最终下载到EEC-FPGA实验板上取得良好测试效果。 关键词：FPGA，VHDL，ISE，ModelSim
目录 绪论 (4) 第一章实验任务 (5) 第二章系统需求和解决方案计划 (5) 第三章设计思路 (6) 第四章系统组成和解决方案 (6) 第五章各分模块原理 (8) 第六章仿真结果与分析 (11) 第七章分配引脚和下载实现 (13) 第八章实验结论 (14)
绪论： 1.1课程介绍： 《现代电子技术综合实验》课程通过引入模拟电子技术和数字逻辑设计的综合应用、基于MCU/FPGA/EDA技术的系统设计等综合型设计型实验，对学生进行电子系统综合设计与实践能力的训练与培养。 通过《现代电子技术综合实验》课程的学习，使学生对系统设计原理、主要性能参数的选择原则、单元电路和系统电路设计方法及仿真技术、测试方案拟定及调测技术有所了解；使学生初步掌握电子技术中应用开发的一般流程，初步建立起有关系统设计的基本概念，掌握其基本设计方法，为将来从事电子技术应用和研究工作打下基础。 本文介绍了基于FPGA的数字式秒表的设计方法，设计采用硬件描述语言VHDL ，在软件开发平台ISE上完成，可以在较高速时钟频率（48MHz）下正常工作。该数字频率计采用测频的方法，能准确的测量频率在10Hz到100MHz之间的信号。使用ModelSim仿真软件对VHDL程序做了仿真，并完成了综合布局布线，最终下载到芯片Spartan3A上取得良好测试效果。 1.2VHDL语言简介:
单片机电子时钟课程设 计实验报告 Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】
《单片机原理与应用》课程设计 总结报告 题目：单片机电子时钟（带秒表）的设计 设计人员：张保江江润洲 学号： 班级：自动化1211 指导老师：阮海容 目录 1.题目与主要功能要求 (2) 2.整体设计框图及整机概述 (3) 3.各硬件单元电路的设计、参数分析及原理说明 (3) 4.软件流程图和流程说明 (4) 5.总结设计及调试的体会 (10) 附录 1.图一：系统电路原理图 (11) 2.图二：系统电路 PCB (12) 3.表一：元器件清单 (13) 4.时钟程序源码 (14)
题目：单片机电子时钟的设计与实现 课程设计的目的和意义 课程设计的目的与意义在于让我们将理论与实践相结合。培养我们综合运用电子课程中的理论知识解决实际性问题的能力。让我们对电子电路、电子元器件、印制电路板等方面的知识进一步加深认识，同时在软件编程、排错调试、焊接技术、相关仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高，为今后能够独立完成某些单片机应用系统的开发和设计打下一个坚实的基础。 课程设计的基本任务 利用89C51单片机最小系统，综合应用单片机定时器、中断、数码显示、键盘输入等知识，设计一款单片机和简单外设控制的电子时钟。 主要功能要求 最基本要求 1)使用MCS-51单片机设计一个时钟。要求具有6位LED显示、3个按键输入。 2)完成硬件实物制作或使用Pruteus仿真（注意位驱动应能提供足够的电流）。 3)6位LED数码管从左到右分别显示时、分、秒(各占用2位)，采用24小时标准计时制。开始计时时为000000，到235959后又变成000000。 4)使用3个键分别作为小时、分、秒的调校键。每按一次键，对应的显示值便加1。分、秒加到59后再按键即变为00；小时加到23后再按键即变为00。在调校时均不向上一单位进位 (例如分加到59后变为00，但小时不发生改变)。 5) 软件设计必须使用MCS-51片内定时器，采用定时中断结构，不得使用软件延时法，也不得使用其他时钟芯片。 6）设计八段数码管显示电路并编写驱动程序，输入并调试拆字程序和数码显示程序。7）掌握硬件和软件联合调试的方法。 8）完成系统硬件电路的设计和制作。 9）完成系统程序的设计。 10）完成整个系统的设计、调试和制作。
一、选择题 1、蓝色发光二极管正常工作时，其二端电压大约等于（） A、1V B、2V C、3V D、4V 2、二极管由于省电，长寿，鲜艳而常被用来作指示，以下哪个工作电流是合适的？（） A、0.5mA B、5mA C、50mA D、500mA 3、三极管在放大状态工作在什么区？（） A、截止区 B、放大区 C、非线性区 D、饱和区 4、整流电源中的滤波电容的取值与负载有关，R*C取值？（） A、>（2~5）T/2 B、>（2~5）T/2 C、C=1000uF D、随意 5、单晶体管由于其震荡的特有特性常可用于（） A、放大特性 B、负阻特性 C、同步控制 D、震荡特性 6、我们经常可以看到，在电子产品中，有黑色的铝材，都是为了（C） A、美观 B、增加重量 C、便于散热 D、便于器件固定 7、运放工作正常的时候，其同相端和反相端的电压是（） A、6V B、1/2Vcc C、1/3Vcc D、1/4Vcc 8、差分电路中的射极电阻可以提高放大器的（） A、工模抑制比 B、差模电压增益 C、共模电压增益 D、输入信号的线性范围 9、反相器作放大器时，其上的反相电阻可以取（） A、100欧 B、1千欧 C、100千欧 D、1兆欧 10、共发射极放大电路中，Uce取多少才合适（） A、6V B、1/2 Vcc C、1/3Vcc D、1/4Vcc 11、为了改善组合逻辑电路由于竞争而出现冒险而影响后续电路的正常工作，下面哪项措施是不妥的（） A、增加选通门 B、换滤波器 C、选高速器件 D、消除卡诺图中的相切相
12、用CMOS非门制作的晶体振荡器中，没有信号输出，最易疏忽的是（） A、忘了换电容 B、震荡电容用了电解电容 C、忘了接反馈电阻 D、忘了接电容 13、设计多输出组合逻辑，既方便又经济的是采用（） A、门电路 B、译码器 C、数据选择器 D、CPLD 14、普通的单电压比较器，左转换点，可能出现来回振荡现象，解决的办法是（） A、提高比较电压 B、加负反馈 C、加正反馈 D、降低比较电压 15稳压二极管是利用它的（）特性 A、稳压特性 B、非线性 C、发光原理 D、单向导电特性 16、高频放大器通常工作在（） A、甲类 B、乙类 C、丙类 D、丁类 17、检波二极管是利用它的（）特性 A、稳压特性 B、非线性 C、发光原理 D、单向导电特性 18、做实验时常常不小心把电源短路了，但也没发现电源坏了，那是因为（） A、电源质量不好 B、有过压保护 C、有输出过载保护 D、运气好 19、OTL放大器通常工作在（） A、甲类 B、乙类 C、丙类 D、丁类 20、检波电路的后缀如果输入阻抗不够大，可能会出现（） A、惰性失真 B、滤波效果变差 C、限幅失真 D、负锋切割 21、在正交鉴频电路中，为了便于制作正交线圈，和降低成本，实际的正交线圈是一个（） A、纯电感 B、晶体 C、并有合适的电容 D、并了个电阻 22、差分电路中的恒流源可以提高放大器的（） A、工模抑制比 B、差模电压增益 C、共模电压增益 D、输入信号的线性范围 23、对于MCS-51系列单片机，内部RAM中堆栈指针SP的指针指向（）
电子系统设计与实践—— 具有报时报温功能的电子钟 设计者：电气83班 08041074刘湛 08041072 李旭 内容摘要 本次设计以AT89C52芯片为核心，辅以必要的外围电路，设计了一个简易的具有报时报温功能的电子钟，它由5V直流电源供电。在硬件方面，除了CPU外，使用8个七段LED数码管来进行显示，LED采用的是动态扫描显示，利用74LS573进行数码管段驱动，利用ULN2803A进行位驱动。通过LED能够比较准确显示时、分、秒以及日期和当前室温。利用5个简单的按键分别实现对时间的调整，年月日显示的切换，温度显示切换。时钟日历来源于DS1302芯片。温度测量功能来源于DS18BU20芯片。 软件方面采用C语言编程，以完成功能实现。整个电子钟系统能完成时间的显示，调时，以及温度显示等功能。 关键词：电子系统设计AT89C52 LED数码管日历芯片DS1302 温度测量芯片DS18BU20
目录 一．实现功能、任务以及具体要求二．重要硬件简介及应用 三.功能的论证与实现 四.系统框图 五.总体设计系统电路原理图和PCB 版图 六.程序流程图 七.实验遇到的问题及改进 八.实验总结及感想 九.参考书目 十.源程序
一．实现功能、任务以及具体要求1.目的及任务： （1）通过查阅相关资料，深入了解温度测量相关知识； （2）学习动态显示方式的实现方法及原理； （3）复习“MCS-51单片机原理及C语言程序设计”，掌握其接口扩展; （4）确定具有报时报温功能的电子钟的原理图，构建硬件平台； （5）采用汇编或C语言编写应用程序并调试通过；（6）制作出样机并测试达到功能和技术指标要求；（7）写出设计报告和答辩PPT。 .2.具体工作内容： （1）技术要求： 1. 时钟日历来源于DS1302芯片。 2. 温度测量使用DS18BU20。 3. 定闹功能、蜂鸣器音提示。 4. 具有实时年月日显示和校时功能。 5. 六位数码管动态显示，可采用按键切换显示。（2）工作任务： 1．组建具有报时报温功能的电子钟的总体结构框图；
电子系统综合设计实验报告 所选课题:±15V直流双路可调电源 学院:信息科学与工程学院 专业班级: 学号: 学生姓名: 指导教师: 2016年06月
摘要本次设计本来是要做±15V直流双路可调电源的，但由于买不到规格为±18V的变压器，只有±15V大小的变压器，所以最后输出结果会较原本预期要小。本设计主要采用三端稳压电路设计直流稳压电源来达到双路可调的要求。最后实物模型的输出电压在±13左右波动。 1、任务需求 ⑴有+15V和-15V两路输出，误差不超过上下1.5V。（但在本次设计中，没有所需变压器，所以只能到±12.5V） ⑵在保证正常稳压的前提下，尽量减小功效。 ⑶做出实物并且可调满足需求 2、提出方案 直流可变稳压电源一般由整流变压器，整流电路，滤波器和稳压环节组成如下图a所示。 ⑴单相桥式整流 作用之后的输出波形图如下：
⑵电容滤波 作用之后的输出波形图如下： ⑶可调式三端集成稳压器是指输出电压可以连续调节的稳压器，有输出正电压的LM317三端稳压器；有输出负电压的LM337三端稳压器。在可调式三端集成稳压器中，稳压器的三个端是指输入端、输出端和调节端。 LM317的引脚图如下图所示：（LM337的2和3引脚作用与317相反）
3、详细电路图： 因为大容量电解电容C1,C2有一定的绕制电感分布电感，易引起自激振荡，形成高频干扰，所以稳压器的输入、输出端常并入瓷介质小容量电容C5,C6,C7,C8用来抵消电感效应，抑制高频干扰。 参数计算： 滤波电容计算： 变压器的次级线圈电压为15V ，当输出电流为0.5A 时，我们可以求得电路的负载为I =U /R=34Ω时，我们可以根据滤波电容的计算公式: C=т/R,来求滤波电容的取值范围，其中在电路频率为50HZ 的情况下，T 为20ms 则电容的取值范围大于600uF ，保险起见我们可以取标准值为2200uF 额定电压为50V 的点解电容。另外，由于实际电阻或电路
《电子系统设计与实践》 课程设计报告 课程设计题目：多点温度测量系统设计专业班级：2012级电子信息科学与技术 学生姓名：罗滨志（120802010051） 张倩（120802010020） 冯礼哲（120802010001） 吴道林（120802010006） 朱栖安（120802010039）指导老师：刘万松老师 成绩： 2015 年6 月27日 目录
摘要 (4) 1 总体设计 (4) 1.1 功能要求 (5) 1.2 总体方案及工作原理 (5) 2 系统硬件设计 (6) 2．1 器件选择 (6) 2.1.1主要器件的型号 (6) 2.1.2 AT89C51 (7) 2.1.3智能温度传感器DS18B20 (9) 2.1.4晶振电路方案 (9) 2.1.5 LED液晶显示器 (10) 2.1.6复位电路方案 (10) 2.2 硬件原理图 (11) 3 系统软件设计 (11) 3.1基本原理 (11)
3.1.1主程序 (11) 3.1.2读ROM地址程序 (12) 3.1.3显示ROM地址程序 (13) 3.1.4读选中DS18B20温度的程序 (13) 3.1.5显示温度程序 (14) 3.2软件清单 (15) 3.2.1汇编语言程序 (15) 3.2.2 C语言程序 (24) 4实验步骤 (29) 4.1汇编语言程序调试 (29) 4.2 C语言程序调试 (30) 4.3实验仿真 (31) 5设计总结 (32) 6参考文献： (33)
摘要 温度是我们生活中非常重要的物理量。随着科学技术的不断进步与发展，温度测量在工业控制、电子测温计、医疗仪器，家用电器等各种控制系统中广泛应用。温度测量通常可以使用两种方式来实现：一种是用热敏电阻之类的器件，由于感温效应，热敏电阻的阻值能够随温度发生变化，当热敏电阻接入电路时，则流过它的电流或其两端的电压就会随温度发生相应的变化，再将随温度变化的电压或者电流采集过来，进行A/D转换后，发送到单片机进行数据处理，通过显示电路，就可以将被测温度显示出来。这种设计需要用到A/D转换电路，其测温电路比较麻烦。第二种方法是用温度传感器芯片，温度传感器芯片能把温度信号转换成数字信号，直接发送给单片机，转换后通过显示电路显示即可。这种方法电路比较简单，设计方便，现在使用非常广泛。 关键词：多点温度测量单片机温度传感器 1 总体设计 多路温度测量系统的总体结构如图1所示，根据要求，整个系统包含以下几个部分：51单片机、时钟电路、复位电路组成的51单片机小系统；多块测温模块；显示温度值的显示模块和按键模块。测温模块由温度传感器组成，温度传感器采用美国Dallas半导体公司推出的智能温度传感器DS18B20，温度测量范围为-55 -- +125，可编程为9到12位的A/D转换精度，测温分辨率可达0.0625C，完全能够满足系统要求。DS18B20采用单总线结构，只需要一根数据线DQ即可与单片机通信，多个DS18B20可同时连接在一根数据线上与单片机通信。显示器可采用LCD液晶显示器，显示信息量大、效果好、使用方便。
电子系统设计报告 设计题目：基于单片机的简易电压表设计 指导老师：///////// 专业班级：///////// 报告人姓名：/////////// (签名) 学号：////////// 信息工程学院通信工程教研室
摘要 数字电压表简称DVM，它是采用了数字化测量技术，把连续模拟量（直流输入电压）转换成不连续，离散的数字形式加以现实的仪表。传统的指针是电压表功能单一，精度低，不能满足数字化时代的需求，采用单片机的数字电压表，由精度高，抗干扰能力强，可扩展性强，集成方便，不可与PC进行实时通信。目前由各种单片机A/D转换器构成的数字电压表，已被广泛的应用为电子及其电工的测量，工业自动化仪表，自动测试系统等智能化测量领域，显示出强大的生命力。数字电压表是诸多数字化仪表的核心与基础，电压表的数字化是将连续的模拟量如直流电压转换成不连续的离散的数字形式，并加以显示，这有别于传统的指针加刻度盘进行读数的方法，避免了读数的视差和视觉的疲劳，目前数字电压表的核心部件是A/D转换器，转换器的精度很大程度上影响着数字电压表的准确度。本设计主要分为两部分：软件仿真原理图及软件程序。而软件仿真又大体可分为单片机小系统电路、A/D转换电路、LCD显示电路，各部分电路的设计及原理将会在软件仿真设计部分详细介绍；程序的设计使用C语言编程，利用keil软件对其编译，详细的设计算法将会在程序设计部分详细介绍。 关键字：数字电压表转换A/D转换器
目录 第一章绪论 (3) 第二章设计准备知识 (3) 2.1设计目的 (3) 2.2设计要求或内容 (3) 2.3设计软件及材料 (3) 2.3.1单片机软件开发工具keil介绍 (3) 2.3.2仿真软件protues介绍 (4) 2.3.3ADC0804 介绍 (4) 2.3.4液晶显示器 (4) 第三章整体设计过程 (4) 3.1设计思路 (4) 3.2模块分析 (5) 3.2.1AT89C51单片机 (5) 3.2.2A/D转换 (6) 3.2.3显示电路 (6) 3.3程序设计 (7) 3.3.1程序设计总方案 (7) 3.3.2系统子程序设计 (7) 3.4软件调试 (8) 第四章显示结果及误差分析 (8) 4.1 显示结果 (8) 4.2误差分析 (10) 第五章出现的问题及解决 (10) 5.1问题 (10) 5.2改进 (11) 第六章设计总结 (11) 第七章附件：（程序） (12) 7.1主程序 (12) 7.2SMC1602 (13) 7.3AD转换程序 (16)
实习报告 ——电子系统设计 学号：0706110408 班级：电信07-4 姓名：李华君
一.设计内容 基本任务： 1、用一位数码管（DS1）显示自己的学号，大约1秒钟显示1位数字 2、流水灯（循环点亮8个LED）\ 3、通过串口将自己的班级，学号，姓名发送至电脑，用串口调试助手显示。 扩展任务（做完基本任务后，有余力的同学选作，评定成绩加分）： 任务一 在ds1302中写入当前时间，然后每个2秒钟通过max232送入计算机显示（年月日时分秒），送出20个时间信息后，蜂鸣器响一声。 任务二 在AT24C02中写入自己的姓名（拼音），学号，并通过串口在电脑显示输出。 任务三 通过ds18b20读入当前温度值，送入数码管显示，显示用三位（DS1，DS2，DS3显示，DS4不焊接），显示温度范围0-99摄氏度，精度0.5摄氏度。 任务四 通过ds18b20读入当前温度值，送入串口显示 二.系统程序代码 1、流水灯： #include
2、数码管： #include
电子系统设计总结报告 题目：医院呼叫系统 班级： 组别：第四组 指导教师：张廷荣 设计时间
医院呼叫系统 一、引言 1. 选题意义 1.1 性价比 在此次课程设计中，选用的原件蜂鸣器、74LS147译码器、555定时器等，都是较常见和比较常用的，比较经济实惠，节约成本。因此，该方案设计的医院呼叫系统经济适用，成本合适，性价比较高。 1.2 EWB模拟仿真 EWB模拟仿真图如图1所示(见附录1)。 综上所述，呼叫器应用广泛，所需器件价格低，成本低，性价比高。经过EWB模拟仿真结果可得出，它具有可实行性。所以我们选则这个题目进行设计与制作。2. 设计目标 对于此课题，主要分为三个模块，一是采用74LS147为核心进行优先编码，设计优先编码模块，多人同时呼救时，危重病人优先被医治；二是采用555定时器与74LS192组成呼叫系统控制模块，三是呼叫提示系统，由二极管和蜂鸣器组成，病房病人呼叫即开关闭合时，二极管发光提示，蜂鸣器报警，持续5秒钟 3.小组成员及分工 二、作品说明 1.功能 此设计是用于医院病人的紧急呼叫，它的功能如下： 1.当病人按下呼救信号按钮，呼救灯亮，同时显示病人编号，蜂鸣器发出5秒呼救声，等待医护人员来护理。 2.按照病人的病情划分出优先级别，有多个病人同时呼救时，系统优先显示最高级别的呼救编号。 3.当医护人员处理完最高级别呼救后，按下清零键，系统按优先等级先后显示其它病人编号。 2. 操作说明
此设计使用的的是四节1.5V干电池，放入电池槽中即可。病人在需要帮助时，只需按下与自己床位相对应的开关，医生便可获知病人相应的床位信息 三、基本原理 1. 原理图 (1) 方案呼叫系统电路原理框图如图2所示。 图2医院呼叫系统电路的原理框图 对于此课题，主要分为三个模块，一是采用74LS147为核心进行优先编码，设计优先编码模块，多人同时呼救时，数码管按优先级显示病人病房编号，危重病人优先被医治；二是采用555定时器与74LS192组成呼叫系统控制模块，控制呼叫提示系统；三是呼叫提示系统，由二极管和蜂鸣器组成，病房病人呼叫即开关闭合时，二极管发光提示，蜂鸣器报警，持续5秒钟。 (2) 电路原理图如图3所示(见附录2) 2.工作原理 (1) 直流电源 将四节电压为1.5V的干电池串联起来，为整个电路提供电压。 (2)呼叫控制模块 利用由555定时器和外接元件R 1、R 2 、C构成多谐振荡器，长时间的振震荡 信号驱动蜂鸣器呼叫。配以相应参数的阻容器件以及计数器74LS192，可将振荡时间准确的控制在要求的8秒钟 每次呼叫时长：T=(R1+2R2)×C1×Ln2×8 =（15+2×68）×0.00001×Ln2×8= 8s 呼叫控制电路原理图如图3所示：
北京电子科技学院 课程设计报告 ( 2010 – 2011年度第一学期) 名称：模拟电子技术课程设计 题目：温度测量控制系统的设计与制作 学号： 学生姓名： 指导教师： 成绩： 日期：2010年11月17日
目录 一、电子技术课程设计的目的与要求 (3) 二、课程设计名称及设计要求 (3) 三、总体设计思想 (3) 四、系统框图及简要说明 (4) 五、单元电路设计（原理、芯片、参数计算等） (4) 六、总体电路 (5) 七、仿真结果 (8) 八、实测结果分析 (9) 九、心得体会 (9) 附录I：元器件清单 (11) 附录II：multisim仿真图 (11) 附录III：参考文献 (11)
一、电子技术课程设计的目的与要求 （一）电子技术课程设计的目的 课程设计作为模拟电子技术课程的重要组成部分，目的是使学生进一步理解课程内容，基本掌握电子系统设计和调试的方法，增加集成电路应用知识，培养学生实际动手能力以及分析、解决问题的能力。 按照本专业培养方案要求，在学完专业基础课模拟电子技术课程后，应进行课程设计，其目的是使学生更好地巩固和加深对基础知识的理解，学会设计小型电子系统的方法，独立完成系统设计及调试，增强学生理论联系实际的能力，提高学生电路分析和设计能力。通过实践教学引导学生在理论指导下有所创新，为专业课的学习和日后工程实践奠定基础。 （二）电子技术课程设计的要求 1．教学基本要求 要求学生独立完成选题设计，掌握数字系统设计方法；完成系统的组装及调试工作；在课程设计中要注重培养工程质量意识，按要求写出课程设计报告。 教师应事先准备好课程设计任务书、指导学生查阅有关资料，安排适当的时间进行答疑，帮助学生解决课程设计过程中的问题。 2．能力培养要求 （1）通过查阅手册和有关文献资料培养学生独立分析和解决实际问题的能力。 （2）通过实际电路方案的分析比较、设计计算、元件选取、安装调试等环节，掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。 （3）掌握常用仪器设备的使用方法，学会简单的实验调试，提高动手能力。 （4）综合应用课程中学到的理论知识去独立完成一个设计任务。 （5）培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。 二、课程设计名称及设计要求 （一）课程设计名称 设计题目：温度测量控制系统的设计与制作 （二）课程设计要求 1、设计任务 要求设计制作一个可以测量温度的测量控制系统，测量温度范围：室温0～50℃，测量精度±1℃。 2、技术指标及要求： （1）当温度在室温0℃～50℃之间变化时，系统输出端1相应在0～5V之间变化。 （2）当输出端1电压大于3V时，输出端2为低电平；当输出端1小于2V时，输出端2为高电平。 输出端1电压小于3V并大于2V时，输出端2保持不变。 三、总体设计思想 使用温度传感器完成系统设计中将实现温度信号转化为电压信号这一要求，该器件具有良好的线性和互换性,测量精度高,并具有消除电源波动的特性。因此，我们可以利用它的这些特性，实现从温度到电流的转化；但是，又考虑到温度传感器应用在电路中后，相当于电流源的作用，产生的是电流信号，所以，应用一个接地电阻使电流信号在传输过程中转化为电压信号。接下来应该是对产生电压信号的传输与调整，这里要用到电压跟随器、加减运算电路，这些电路的实现都离不开集成运放对信号进行运算以及电位器对电压调节，所以选用了集成运放LM324和电位器；最后为实现技术指标（当输出端1电压大于3V时，输出端2为低电平；当输出端1小于2V时，输出端2为高电平。输出端1电压小于3V并大于2V时，输出端2保持不变。）中的要求，选用了555定时器LM555CM。 通过以上分析，电路的总体设计思想就明确了，即我们使用温度传感器AD590将温度转化成电压信号，然后通过一系列的集成运放电路，使表示温度的电压放大，从而线性地落在0～5V这个区间里。最后通过一个555设计的电路实现当输出电压在2与3V这两点上实现输出高低电平的变化。
电子技术课程设计总 结报告
摘要 (3) 第一章设计指标 (4) 1.1设计题目 (4) 1.2设计任务和要求 (4) 1.3设计原理 (4) 第二章系统方案 (5) 2.1 系统模块及框图 (5) 2.2 单元电路设计 (6) 2.2.1 秒基准信号发生器 (6) 2.2.2 计数器 (7) 2.2.3 数码显示 (8) 2.2.3 校时切换电路 (8) 2.2.3 校时切换电路 (9) 2.2.4 整体电路图 (9) 2.2.5 部分芯片实际引脚图及功能 (11) 2.3 multisim 仿真 (12) 第三章方案总结 (12) 3.1 元件清单 (12) 3.2电路及方案的特点 (12) 3.3 心得体会 (13) 参考文献： (13)
摘要 时钟是生活中必不可少的工具，实际生活中，时钟小巧精致甚至很多是作为另一个工具的附加物（如手机、收音机等）。但实际上时钟的原型——脉冲源是时序逻辑电路完成其逻辑功能的基础。如果电源是数字电路的发动机的话，那么时钟源就是它的轮胎使它能向前运行，所以几乎所有电子产品都离不开时钟源。本设计目的不在制作生活用的电子时钟，而是希望通过对电子钟的分模块设计，加深对震荡电路、波形转换、分频器、计数器、数据选择器、译码器、数码管等的理解，加强对实际集成器件的应用，锻炼电路焊接技术和检查排错能力。 本设计通过32768Hz晶体和14位二进制分频器4060产生2Hz的脉冲信号，再通过JK 触发器4027组成的二分频器产生1Hz秒脉冲，比基于555定时器的时钟源精确和稳定。显示部分采用CD4511驱动共阴极7段数码管。校时部分采用四二选一数据选择器74157芯片选择正常走时或手动校时。 设计过程中先使用multisim11.0进行仿真设计，后又进行实际焊接。
电子系统设计实验报告温度控制系统的设计 姓名：杨婷 班级：信息21 学校：西安交通大学
一、问题重述 本次试验采用电桥电路、仪表放大器、AD转化器、单片机、控制通断继电器和烧水杯，实现了温度控制系统的控制，达到的设计要求。 设计制作要求如下： 1、要求能够测量的温度范围是环境温度到100o C。 2、以数字温度表为准，要求测量的温度偏差最大为±1o C。 3、能够对水杯中水温进行控制，控制的温度偏差最大为±2o C，即温度波 动不得超过2o C，测量的精度要高于控制的精度。 4、控制对象为400W的电热杯。 5、执行器件为继电器，通过继电器的通断来进行温度的控制。 6、测温元件为铂热电阻Pt100传感器。 7、设计电路以及使用单片机学习板编程实现这些要求，并能通过键盘置入预期温度，通过LCD显示出当前温度。 二、方案论证 1、关于R/V转化的方案选择 方案一是采用单恒流源或镜像恒流源方式，但是由于恒流源的电路较复杂，且受电路电阻影响较大，使输出电压不稳定。 方案二是采用电桥方式，由电阻变化引起电桥电压差的变化，电路结构简单，且易实现。 2、关于放大器的方案选择 方案一是采用减法器电路，但是会导致放大器的输入电阻对电桥有影响，不利于电路的调节。 方案二是采用仪表放大器电路，由于仪表放大器内部的对称，使电路影响较小，调整放大倍数使温度从0到100度，对应的电压为0-5V。 三、电路的设计 1、电桥电路 通过调节电位器R3使其放大器输出端在0度的时候输出为0实现调零，然后合理选择R1、R2的阻值配合后面放大器的放大倍数实现热电阻阻值向电压值的转化。 通过调节电位器R3使其放大器输出端在0度的时候输出为0实现调零，然后合理选择R1、R2的阻值配合后面放大器的放大倍数实现热电阻阻值向电压值的转化。本次实验中：R1=R2=10KΩ，R3为500Ω的变阻器。
电子电路综合设计实验报告 实验5自动增益控制电路的设计与实现 学号: 班序号:
一. 实验名称： 自动增益控制电路的设计与实现 二.实验摘要： 在处理输入的模拟信号时，经常会遇到通信信道或传感器衰减强度大幅变化的情况; 另外，在其他应用中，也经常有多个信号频谱结构和动态围大体相似，而最大波幅却相差甚多的现象。很多时候系统会遇到不可预知的信号，导致因为非重复性事件而丢失数据。此时，可以使用带AGC（自动增益控制）的自适应前置放大器，使增益能随信号强弱而自动调整，以保持输出相对稳定。 自动增益控制电路的功能是在输入信号幅度变化较大时，能使输出信号幅度稳定不变或限制在一个很小围变化的特殊功能电路，简称为AGC 电路。本实验采用短路双极晶体管直接进行小信号控制的方法，简单有效地实现AGC功能。 关键词：自动增益控制，直流耦合互补级，可变衰减，反馈电路。 三.设计任务要求 1. 基本要求： 1）设计实现一个AGC电路，设计指标以及给定条件为： 输入信号0.5?50mVrm§ 输出信号：0.5?1.5Vrms; 信号带宽：100?5KHz； 2）设计该电路的电源电路（不要际搭建）,用PROTE软件绘制完整的电路原理图（SCH及印制电路板图（PCB 2. 提高要求： 1）设计一种采用其他方式的AGC电路； 2）采用麦克风作为输入，8 Q喇叭作为输出的完整音频系统。 3. 探究要求： 1）如何设计具有更宽输入电压围的AGC电路； 2）测试AGC电路中的总谐波失真（THD及如何有效的降低THD 四.设计思路和总体结构框图 AGC电路的实现有反馈控制、前馈控制和混合控制等三种，典型的反馈控制AGC由可变增益放大器（VGA以及检波整流控制组成（如图1），该实验电路中使用了一个短路双极晶体管直接进行小信号控制的方法，从而相对简单而有效实现预通道AGC的功能。如图2,可变分压器由一个固定电阻R和一个可变电阻构成，控制信号的交流振幅。可变电阻采用基极-集电极短路方式的双极性晶体管微分电阻实现为改变Q1电阻，可从一个由电压源V REG和大阻值电阻F2组成的直流源直接向短路晶体管注入电流。为防止Rb影响电路的交流电压传输特性。R2的阻值必须远大于R1。
电子系统设计总结报告 题目：对讲机 班级：电气 组别：第二组 指导教师： 设计时间：
对讲机 一、引言 1、选题意义 有线对讲机在日常生活中应用广泛。有线对讲机原理简单，设计方便，制作简易，成本低，对于初次进行实验设计的我们来说实验成功率高。而且，有线对讲机广泛应用于医院病员呼叫机、门铃、室内电话等，具有应用范围广，实用性强的特点，所以有线对讲机日益成为生活中不可缺少的部分。为了本次实验的顺利成功，我们首先去了解它的原理过程以及如何正确的去操作它，这样既可以在很大程度上提高我们对知识的掌握与应用，又可以提高我们的动手能力，增强我们对动手实验的兴趣。本次试验，目的既在于提高动手能力，结合理论知识与实际操作于一体，最终设计并制作出具有实用性的产品，又在于磨练个人意志，增强个人耐心，培养团队意识。在产品制作过程中，组内相互分工，互帮互助，协调一致，共同完成此次实验。通过本次实验，大家对于模拟电子技术和数字电子技术会有更好的理解与掌握，也教会大家在遇到问题时如何思考，如何发现问题、解决问题，这些对于今后的学习与研究都是有相当大的帮助的。 2、设计目标 这次实验，我们小组由产品功能出发，设计实验电路图，计算各电子元器件的值，再进行元器件调研来对不同元器件进行比较，最终选择出价格合理，性能完善并且适用于所设计的电路图的元件，再依据所设计的电路图，进行正确焊接与调试，最终得到在50米内，能进行清晰对讲的“半双工对讲机”，即在同一时刻，一方讲话，另一方在距离其50米处可以清晰听到其所讲内容，通过调节转换开关，来进行听与说的角色的相互转换。
3、小组成员分工 二、作品说明 1、功能 对讲机可用于室内电话、医院病员呼叫机、门铃等，可用YUHIHHIH米内进行对讲。本次实验制作成的对讲机为“半双工式对讲机”，即在相同时刻，主机与从机之间只有一个可以讲，而在此时刻，另一个只能听，通过一个双刀双掷开关控制讲话与听话的相互转换。 2、操作说明 操作时，按下电源开关，将控制转换的双刀双掷开关打到一侧，可以完成主机讲话，从机收听主机发送的声音信号；将控制开关打到另一侧，则可以完成从机讲话，主机接收由从机发送的声音信号。通过双刀双掷开关的转换完成主机与从机之间的交流与信息转换。当长时间不使用时，可将控制电源的开关关闭，这样可以节约电能，避免不必要的浪费。