武汉工程大学
计算机科学与工程学院综合设计报告
设计名称：硬件基础综合设计
设计题目：数字电子钟设计
学生学号：
专业班级：
学生姓名：
学生成绩：
指导教师（职称）：
课题工作时间：2012年12月10 至2012年12月22日
说明：
1、报告中的第一、二、三项由指导教师在综合设计开始前填写并发给每个
学生；四、五两项（中英文摘要）由学生在完成综合设计后填写。
2、学生成绩由指导教师根据学生的设计情况给出各项分值及总评成绩。
3、指导教师评语一栏由指导教师就学生在整个设计期间的平时表现、设计
完成情况、报告的质量及答辩情况，给出客观、全面的评价。
4、所有学生必须参加综合设计的答辩环节，凡不参加答辩者，其成绩一律
按不及格处理。答辩小组成员应由2人及以上教师组成。
5、报告正文字数一般应不少于5000字，也可由指导教师根据本门综合设
计的情况另行规定。
6、平时表现成绩低于6分的学生，其综合设计成绩按不及格处理。
7、此表格式为武汉工程大学计算机科学与工程学院提供的基本格式（适用
于学院各类综合设计），各教研室可根据本门综合设计的特点及内容做适当的调整，并上报学院批准。
成绩评定表
学生姓名：高帅学号：1105030206 班级：智能科学与技术02班
答辩记录表
指导教师评语
目录
（以下章节名称为参考）
摘要.....................................................................................................II Abstract.................................................................................................. II 第一章课题背景（或绪论、概述） (1)
1.1 实验设计概述 (1)
1.2 实验设计目的意义 (1)
第二章设计简介及设计方案论述 (2)
2.1 设计构想 (2)
2.2 设计思想 (2)
2.3 最终设计思路 (5)
第三章详细设计 (7)
3.1 设计图纸 (7)
3.2 设计详解 (8)
第四章设计结果及分析 (10)
4.1 模拟电路设计分析 (10)
4.2 面包板电路设计分析 (10)
4.3 综合设计分析 (10)
总结 (11)
致谢 (12)
参考文献 (13)
摘要
数字时钟设计实验的设立将理论与实际相结合，体现了学以致用的思想。实验中在参考课程教材以及相关实验指导书的前提下，首先确立实验思想与方法，然后通过模拟电路设计分析，最后在实验箱上实际实现数字时钟。在实验之前对于各种方法进行各种论证，最后确立先分后总的总体设计思路，并且原理图也是在保持电路稳定性的的前提下尽量简化。实验设计过程中并不是一帆风顺，有时候也是需要相当的耐力的。实际电路连接验证过程中问题不断，最后虽然实现了电路功能，但是实验过程更为重要。实验加深了同学们对74LS160和CD4511应用的认识，并且使实验设计过程不仅仅是对知识能力的一种考察更是对同学们总和素质的一种考察与提高。实验难度并不是很大，但它却起着一种引导作用，提高对数字逻辑设计的兴趣和对软硬件结合的总和处理能力。
关键词：74LS160；CD4511；进位；级联；清零
Abstract
Digital clock design experiments will be the establishment of integrating theory with practice, which reflects the idea of studying.The actual circuit connection verification process problem constantly, and finally although realized circuit function, but the process is more important.Experimental deepened the students on 74 ls160 and CD4511 application of understanding, and make the design process for knowledge is not only the ability of a survey of students is a kind of total quality investigation and improve.
Keywords：74LS160;CD4511;carry;clear;cascade
第一章课题背景（或绪论、概述）
1.1 实验设计概述
在学习了数字逻辑，已经大致掌握了实验设计思路以及实现方法后，就可以自己设计实验了。在这里我们选择设计一个数字时钟，做为检验学习程度的一个实验。数字时钟主要实现秒、分、时的计时功能，所需元器件自选。本实验具有一定的开放性，但是就本实验室器材限制，大家所选器材还是比较集中。在设计时钟时都用的七段数码管，而且设计中同学们大多集中选定的74LS161、74LS160以及CD4511等设计组成。
在老师的指导下，同学们先做好大致构思，然后由指导老师指导点评后再在电路模拟软件上进行模拟设计（这里我们选用EWB软件）。模拟软件设计只是对于设计思路的基本检验，因为如果模拟电路无法实现时钟功能，在实际电路中就更不能实现了。设计电路确定后根据各自元器件的需求，同学们就开始各自电路的实现了。在实现电路功能，并经调试无误后，由指导老师提出问题供实验操作同学答疑。
1.2 实验设计目的意义
20世纪末，电子技术获得了飞速发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力的推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。时间对于人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记时间忘记了做一些事。但是一旦重要的事情，意识的耽误就可能酿成大祸。
此种数字钟与机械时钟相比具有更高的准确性和直观性。本时钟的理论依据只是课本上关于各种芯片的介绍，真正的线路原理理论是同学们自己设计出来的。所以说设计时钟不仅锻炼了同学们的逻辑推理及设计能力，而且还锻炼了同学们的动手操作与排除故障的能力。想出来也许并不难，但是实际做出来也许并不是那么容易。在实际设计中使同学们体会到实际电路的一些不确定性并学习故障排除方法。设计数字钟是同学们真正体会到了知识的力量，以及如何把只是真正运用到实际运用到生活中去。提高同学们学习本门课程的兴趣，增加学习动力，并且为以后学习跟深层次的东西打下基础。在硬件方面学会查找与排除问题，这不仅在试验中解决问题而且在学习其他科目以及其他试
第二章 设计简介及设计方案论述
2.1 设计构想
设计时钟基本构想就是按照脉冲计时实现计数和进位功能，并通过译码器译码在数码管上得以显示。
首先分析时钟组成，分析时钟可分为时、分、秒三部分，且分别为二十四、六十、六十进制；其次分析各部分组成，为简单起见因为分与秒都是六十进制所以可以把它们看作是简单的重复罗列，设计思想一致，时单独实现二十四进制；最后将各部分设计连接，各部分设计按各自的接口设计规则分别连接，完成总体连接设计最后进行调试测试。（如图2-1所示）
完成原理线路设计后，在面包板上首先按各模块分别连接线路并分别测试功能，最后实现给部分级联实现时钟功能。
2.2 元器件分析
实验用到74LS160计数器6个，CD4511译码芯片6个，74LS00与非门芯片一个，74LS08与门芯片一个，以及共阴极数码管6个,导线若干等。
74LS160
74LS160
74LS160
74LS160
74LS160
74LS160
图 2-1
CD4511
译码
显
示
CD4511
译码
显示
CD4511 译码
显示
CD4511 译码
显示
CD4511 译码
显示
CD4511
译码
显示
图 2-2
2.2.1 74LS160
74LS160[1]功能简介CLK 是脉冲输入端；RCO 是进位信号输出端；ENP 和ENT 是计数器工作状态端；CLR 是异步清零端；LOAD 是置数端；VCC 接正电源；GND 接地；A 、D 是数据输入端；QA 、QD 是计数器状态输出端。电源电压5V 输入电压5V 。
其状态表下所示
2.2.2 CD4511
BCD 七段显示器译码器。
CD4511是一组用来作为BCD 对共阴极LED 七段显示器译码的包装。其引脚图， 如图2-3所示，其各引脚功能如下：
LT ：做灯泡测试用，当LT=0，则不论其它输入状态为何，其输出0A 、0B 、OC 、OD 、OE 、OF 、OG 全部为1， 使七段显示器全亮，即显示8，以便观测七段显示器是否正常。当LT=1，则正常解码。
BI ：空白输入控制，当BI=0 (LT 为1时)，则不论DCBA 之输入为何，其输出0A 、0B 、OC 、OD 、OE 、OF 、OG 皆为0，即七段显示器完全不亮，此脚可供使用者控制仅对有效数据译码，避免在无意义的数据输入时显示出来造成字型的杂乱。
EL ：数据栓锁致能控制；在CD4511 中，不但具译码功能，更具有数据栓锁的记忆功 能。当EL=0 时(LT=1 且 BI=1)，DCBA 数据会被送入IC 的缓存器中保存，以供译
图2-3
码器码；当EL=1 时，则IC中的暂存器会关闭，仅保存原来在EL=0时的DCBA数据供译码器译码。换句话说当EL=1时，不论DCBA 的输入数据为何，皆不影响其输出，其输出0A、0B、OC、OD、OE、OF、OG仍保留原来在EL由0转为1以前的资料。
CD4511与共阴极七段数码管相连接逻辑图如图2-4所示，其中DCBA分别为由高位到低位的二进制输入信号。
图2-4
2.2.3 74LS00 74LS08 共阴极数码管
74LS00为四组二输入与非门芯片；其中A、B为输入端，Y为输出端，VCC接电源，Y （如图2-5）。
GND接地。满足AB
74LS08为四组二输入与门芯片；其中A、B为输入端，Y为输出端，VCC接电源，GND 接地。满足Y=AB（如图2-6）。
七段共阴极数码管须将共阴极引脚都接地，然后abcdef分别与输入二进制信号由低位到高位连接（如图2-7）。
2.3 最终设计思路
设计中为使设计简洁易于操作处理，所有74LS160芯片都以清零法处理。其中60进制设计如图（2-8）（模拟电路中采用四输入数码管代替七段数码管）。当需要进位时通过与门实现，当需要清零时通过与非门实现。考虑到74LS00与74LS08相对比较简单，所以为了简化电路图这里就用逻辑门符号代替芯片符号了。这样分秒就设计完成了，其中线路最后的输出为级联脉冲输出，可以方便的级联到下一级。
图2-5
图
2-6
图2-7
图2-8
向下级联脉冲输出
向上级联脉冲输入
最后设计时位。时属于24进制，也就是说当计数达到24时芯片清零，开始重新计数。时的逻辑原理图如图（2-9）所示。译码环节按照
其中时钟秒的个位就接时钟输入，分位的时钟输入接秒位的时钟输出，分的脉冲输出接时的脉冲输入。然后让所有芯片共用一个接地和正极，各个74LS160芯片的输出DCBA 分别接到CD4511的DCBA 端。这样电路完成，数字钟就实现了。
时的脉冲输入
图2-9
个位
十位
第三章详细设计3.1 设计图纸
图
3-1
图2-4
线路原理如上图（3-1）（3-2）所示，其中为便于设计分两个图显示。
3.1 设计详解
其中秒、分、时的个位当处于十进制时遵循74LS160的计数规则（表3-1）。
秒、分的十位计数方式如表3-2所示。当计数到5时信号经过74LS00产生低点位时计数器清零；同时信号经过74LS08产生一个脉冲信号，传到下一级的脉冲输入，实现进位。
时的个位十位由表3-3所示。其中个位为十进制，当两位计数总和达到24时实现个位与十位的同时清零。
CD4511实现译码转换过程只是将二进制数转换成七段共阴极数码管的信号以输出，可参照2.2.2中CD4511的详细介绍以及图2-3、2-4的脚码线路连接图。
表3-1
图3-2
表3-2
表3-3
第四章设计结果及分析
4.1 模拟电路设计分析
在EWB上进行模拟仿真设计。模拟电路设计分析相对来说比较简单，而且初期电路的与门以及与非门芯片可以先用逻辑门代替。设计过程中各部分首先分别测试然后再将各部分连接在一起综合测试，这样可有效避免各分部分的线路连接问题。因为设计测试过程中由于不受线路连接问题以及脉冲不稳定等的影响，测试结果比较理想。数字时钟运行良好。
4.2 面包板电路设计分析
面包板电路设计相对模拟设计较复杂，而且试验中还需要剪、剥导线，所以对动手能力要求较高。为避免不必要的错误，实际设计我们依然按照先部分再总体的思想进行设计。当然这一思路在实际操作中更能体现出它的高效性。
电路设计中要严格遵守数字逻辑实验设计规范以及章程，尤其注意在改变电路时要断开电源，在检查确认无误后再打开电源进行测试。因为芯片在错误电路情况下很容易烧掉，这样也是为了避免不必要的损失。设计中将各分部分分别连接好后测试无误分别可实现计数以及进位清零。然后将分秒两部分电路级联，秒位当及时达到60秒时，可实现进位，使分位记1。这样再将这部分与时的部分级联，因为分秒部分功能已实现，所以此时改用高频率脉冲快速测试电路功能。
实验中因电路中导线连接不理想导致部分数码管不能正常显示，但这并不影响电路的正常测试。而且由于实验箱脉冲输出不太稳定，所以测试过程可谓困难重重，此时就更体现了先分再总的测试方法的重要性。再完成电路测试后，检查各部分线路问题，以及脉冲输入部分。最后电路完成后等待指导老师验收，以及最后答辩环节。
4.3 综合设计分析
通过本次试验设计使我基本掌握了电路设计的一般方法，以及一些故障的排除方法。实验过程中出现一些问题是在所难免的，所以在已经确定的电路原理以及设计思想的指导下还是要演保持一颗平常心，细心面对一切。
多功能数字时钟的功能和特点： 1. 上电1s复位功能，手动复位功能，复位会给出1s振铃信号； 2. 基本时钟计时功能； 3. 闹钟功能； 4. 计数器倒计时功能； 5. 整点报时功能； 6. 闹钟具有懒人模式功能，如果启动懒人模式，闹钟振铃每隔一分钟就响一次，如果不启动懒人模式，闹钟振铃响一分钟就停止； 7. 任意键关闭闹钟振铃功能（与懒人模式有关）； 8. 计数器自动装载功能，可实现00h:00m:15s---99h:59m:59s的循环定时振铃； 9. 计数器手动启动功能； 10. 一键启动或关闭闹钟或者计数器功能； 11. 自动检验时钟、闹钟、和计数器设置数字的正确性，不正确的数字不能被输入系统； 12. 液晶LCD1602显示，可同时查看时间和闹钟设置时间或者计数器时间； 13. 菜单设置功能，人机界面友好； 14. 30秒不操作，自动退出菜单功能； 15. 8个基本按键：“↑”、“↓”、“←”、“→”、“确定”、“取消”、“闹钟开关alarm_sw”和“计数器开关cntalm_sw”完成全部操作； 16. 可以插上4×4小键盘进行快速操作； 17. 键盘自动消抖； 18. 4×4小键盘快捷键； 19. 用4×4小键盘设置时间或闹钟或计数器数字时，正确设置一位数字后，自动移到下一位数字进行设置； 20. “↑”、“↓”键连击功能实现快速数字设定； 21. 时钟后台计时功能，查看菜单不会影响时钟计时。 22. 各种振铃声音不同，容易分辨，声音洪亮（要换成脉冲型的蜂鸣器）。 ************************************************************************ 多功能数字时钟的使用方法： 一、时钟的设定和显示： 1. 正常显示时间的界面下，液晶上第一行显示当前时钟的时间，格式为：“Time : h1h0:m1m0:s1s0”，其中“:”会0.5s亮0.5s灭。 第二行可以显示设定的闹钟时间、或当前的计数器计数值、或计数器的设定时间，可以通过接口板或者4×4小键盘上的“↑”、“↓”、“←”、“→”键来选择某一个来显示。 例如：选择显示设定的闹钟时间，格式为：“Alarm : h1h0:m1m0:s1s0”，其中“:”一直亮。例如：选择显示当前的计数器计数值，格式为：“CntTim: h1h0:m1m0:s1s0”，其中“:”一直亮。 例如：选择显示计数器的设定时间，格式为：“CntBuf: h1h0:m1m0:s1s0”，其中“:”一直亮。 2. 首先，在正常显示时间的界面下按“确定”键（接口板s6键或者4×4小键盘上的“确定”
2003数字逻辑考题 一 填空题 （每空1分，共15分） 1 [19]10=[ 11010 ]Gray （假设字长为5bit ） 2 若X=+1010，则[X]原=（ 00001010 ），[-X]补=（ 11110110 ），（假设字长为8bit ） 3 [26.125]10=[ 1A.2 ]16=[ 00100110.000100100101 ]8421BCD 4 65进制的同步计数器至少有( 7 )个计数输出端。 5 用移位寄存器产生11101000序列，至少需要( 3 )个触发器。 6 要使JK 触发器按'*Q Q =工作，则JK 触发器的激励方程应写为(1,1 )；如果用D 触发器实现这一转换关系，则D 触发器的激励方程应写为( Q ’ )。 7 在最简状态分配中，若状态数为n ，则所需的最小状态变量数应为（[log 2n] ）。 8 有n 个逻辑变量A ，B ，C ….W ，若这n 个变量中含1的个数为奇数个，则这n 个变量相异或的结果应为（ 1 ）。 9 一个256x4bit 的ROM 最多能实现（ 4 ）个（ 8 ）输入的组合逻辑函数。 10 一个EPROM 有18条地址输入线，其内部存储单元有（ 218 ）个。 11 所示CMOS 电路如图Fig.1，其实现的逻辑函数为F=（ A NAND B (AB)' ） （正逻辑）。 二 判断题 （每问2分，共10分） 1 （ T ）计数模为2n 的扭环计数器所需的触发器为n 个。 2 （ F ）若逻辑方程AB=AC 成立，则B=C 成立。 3 （ F ）一个逻辑函数的全部最小项之积恒等于1。 4 （ T ）CMOS 与非门的未用输入端应连在高电平上。 5 （ F ）Mealy 型时序电路的输出只与当前的外部输入有关。 Fig.1 三 （16分） 1 化简下列函数（共6分，每题3分） 1） ()()∑=15,13,11,10,9,8,7,3,2,0,,,m D C B A F 2） ()()()∑∑+=14,5,3,013,12,10,8,6,1,,,d m D C B A F F +E D
《数字逻辑》课程设计报告 题目数字时钟 学院（部）信息工程学院 专业计算机科学与技术 班级计算机一班 学生姓名 学号20132402 6 月29 日至 7 月 3 日共1 周 指导教师（签字）
题目 一．摘要： 钟表的数字化给人们的生产生活带来了极大的方便，并且极大的扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常警、学校的按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、定时启闭路灯，甚至各种定时电气的自启用等。所现实的意义。本次数电课设我组设计的数字时钟是由石英晶体振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器、校时电路、报时电路和计时电路组成，石英晶体振荡器产生的信号经过分频器作为秒脉冲，秒脉冲送入计数器计数，计数结果通过“时”、“分”、“秒”译码器在七段显示器上显示时间。 二．关键词： 校时计时报时分频石英晶体振荡器 三．技术要求： 1、有“时”、“分”、“秒”（23小时59分59秒）显示且有校时功能； 2、有计时功能，时钟不会在计时的时候停下。计时范围是0~99秒； 3、有闹铃功能，闹铃响的时间由使用者自己设置，闹铃时间至少一分钟； 4、要在七段显示器（共阴极6片）显示时间； 5、电子钟要准确正常地工作。 四、方案论证与选择： 钟表的是长期使用的器件，误差容易积累由此增大。所以要求分频器产生的秒脉冲要极其准确。而石英晶体产生的信号是非常稳定的，所以我们使用石英晶体产生的信号经过分频电路作为秒脉冲。秒脉冲信号经过6级计数器，分别得到“秒”、“分”、“时”的个位、十位的计时。由实际的要求，“秒”、“分”计数器为60进制的计数器，小时为24进制。由于74LS160十进制加法计数器易于理解使用，我们在设计各个计数器时都是由采用74LS160芯片级联构成。在计时部分，最小单位是0.01s，我们采用555多谐振荡器产生100HZ的信号作为秒脉冲进入一个4级计数器，计时范围是0~99秒。石英晶体
课程设计报告 学生姓名:刘佳 学 号：2017307010102 学院:电气工程学院 班级:通信171 题目:多功能数字时钟设计 指导教师：刘晓峰职称: 高级实验师指导教师：杨修宇职称: 实验师 2018 年 12 月 28 日
目录 1. 设计要求 (3) 2. 设计原理及框图 (3) 2.1 模块组成 (3) 3. 器件说明 (4) 4. 设计过程 (8) 4.1显示电路模块设计 (8) 4.2时钟脉冲电路模块设计 (9) 4.3计时模块电路设计 (10) 4.4计时校时控制模块电路设计 (11) 4.5整点报时与定点报时模块电路设计 (12) 5. 仿真调试过程 (13) 6. 收音机原理及焊接调试 (14) 6.1收音机原理 (14) 6.2收音机焊接工艺要求 (16) 6.3收音机调试过程 (16) 7. 设计体会及收获 (17)
1. 设计要求 (1)以24小时为一个计时周期，稳定的显示时、分、秒。 (2)当电路发生走时误差时，可以对所设计的时钟进行校时。 (3)电路有整点报时功能。报时声响为四低一高，最后一响高音正好为整点。 (4)电路具有闹钟功能，当闹钟所设定时间与时钟计时相同时，发出提示音， 时长为一分钟。 2. 设计原理及框图 2.1 模块组成 多功能数字时钟由时钟脉冲电路模块、秒计时模块、分计时模块、时计时模块、显示模块、计时校时控制模块、定点报时模块与整点报时模块组。如图1所示。 图1 多功能数字时钟原理框图 多功能数字时钟由时钟脉冲电路模块、秒计时模块、分计时模块、时计时模块、显示模块、计时校时控制模块、定点报时模块与整点报时模块组成。时钟脉冲电路模块由振荡电路与分频电路组成，为数字时钟提供秒脉冲信号、定点整点报时信号以及调试信号。计时电路包括“秒”计时、“分”计时与“时”计时电
多功能时钟（万年历） 设 计 报 告 专业电子信息科学与技术 班级13级电子专升本 姓名韩科峰 学号130522012 考勤成绩设计成绩 调试成绩报告成绩 总成绩
一、课题名称 多功能时钟（万年历）设计 二、内容摘要 美国DALLAS公司推出的具有涓细电流充电能的低功耗实时时钟电路DS1302。它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，还具有闰年补偿等多种功能，而且DS1302的使用寿命长，误差小。对于数字电子万年历采用直观的数字显示，可以同时显示年、月、日、周日、时、分、秒和温度等信息，还具有时间校准等功能。该电路采用AT89S52单片机作为核心，功耗小，能在3V的低压工作，电压可选用3~5V电压供电。 综上所述此万年历具有读取方便、显示直观、功能多样、电路简洁、成本低廉等诸多优点，符合电子仪器仪表的发展趋势，具有广阔的市场前景。 本设计是基于单片机进行的电子万年历设计，可以显示年月日时分秒及周信息，具有可调整日期和时间功能。在设计的同时对单片机的理论基础和外围扩展知识进行了比较全面准备。 关键词： 三、设计指标(要求)； 1、显示时间、日期由按键选择显示（日期时间可调整）。 2、可设置闹钟功能； 3、制作PC机设置界面软件，由PC机可完成对时钟的各项设置 四、系统框图；
STC12C5A08S2 单片机 DS1302时钟模块 五、各单元电路设计、参数计算和元器件选择 4位共阴极数码管 按键
六、工作原理 DS1302在每次进行读、写程序前都必须初始化，先把SCLK端置“0”，接着把RST端置“1”，最后才给予SCLK脉冲；DS1302的控制字的位7必须置1，若为0则不能把对DS1302进行读写数据。对于位6，若对程序进行读/写时RAM=1，对时间进行读/写时，CK=0，位1至位5指操作单元的地址。位0是读/写操作位，进行读操作时，该位为1；该位为0则表示进行的是写操作。控制字节总是从最低位开始输入/输出的。 “CH”是时钟暂停标志位，当该位为1时，时钟振荡器停止，DS1302处于低功耗状态；当该位为0时，时钟开始运行。“WP”是写保护位，在任何的对时钟和RAM的写操作之前，WP必须为0。当“WP”
第4章 组合逻辑电路 4—1 分析下图所示电路的逻辑功能，写出输出的逻辑表达式，列出真值表，说明其逻辑功能。 4—2 逻辑电路如下图所示： 1、写出S 、C 、P 、L 的函数表达式； 2、当取S 和C 作为电路的输出时，此电路的逻辑功能是什么？ 4—3 下图是由三个全加器构成的电路，试写出其输出1F ，2F ，3F ，4F 的表达式。 123 B C Z
P和4—4 下图是由3线/8线译码器74LS138和与非门构成的电路，试写出 1 P的表达式，列出真值表，说明其逻辑功能。 2 Array 4—5使用74LS138 译码器及少量门电路对三台设备状态进行监控，由不同指示灯进行指示。当设备正常工作时，指示灯绿灯亮；当有一台设备出故障时，指示灯红灯亮；当有两台设备出故障时，指示灯黄灯亮；当有三台设备 出故障时，指示灯红灯和黄灯都亮。
4—6 下图4.6是由八选一数据选择器构成的电路，试写出当1G 0G 为各种不同的取值时的输出Y 的表达式。 4—7仿照全加器设计一个全减器，被减数为A ，减数为B ，低位来的借位为C ，差为D ，向上借一位为J 。 要求：1.写出真值表，写出D 与J 的表达式；2.用译码器74LS138和必要的基本门电路实现此电路；3.用双四选一数据选择器实现。 G A
4—8 设计一组合逻辑电路，输入为四位二进制码3B 2B 1B 0B ，当 3B 2B 1B 0B 是BCD8421码时输出1=Y ；否则0=Y 。列出真值表，写出 与或非表达式，用集电极开路门实现。 4—9 设计一个多功能组合数字电路，实现下表所示逻辑功能。表中1C 0C 为功能选择输入信号；A ，B 为输入变量；F 为输出。 1．列出真值表，写出F 的表达式； 2．用八选一数据选择器和门电路实现。
多 功 能 数 字 钟 设 计 报 告 中国计量学院 2018年5月3日 目录 摘要
1．设计任务 1）基本要求 2）发挥部分 2．方案论证与比较 1）显示部分 2）数字时钟 3）温度采集 4）闹铃部分 5）电源模块 3．总体方案 1）工作原理 2）总体设计 4．系统硬件设计 1）STC89C52RC单片机最小系统 2）测温模块 3）时钟模块 4）存储器模块 5） LCD显示模块 6）电源模块 5．单片机程序部分 1）程序编写 6．测试与结果分析 1）基本部分测试与分析 2）发挥部分测试与分析 3）创新部分测试与分析 7．设计总结 摘要本设计采用LCD液晶屏幕显示系统，以STC89C52RC单片机为核心，由键盘、温度采集、定时闹铃、日期提醒等功能模块组成。基于题目基本要求，本系统对时间显示、闹铃方式进和温度采集系统行了重点设计。此外，扩展了整点报时、非易失闹铃信息存储、国内外重要节日提醒等功能。本系统大部分功能由软件来实现，吸收了硬件软件化的思想，大部分功能通过软件来实现，使电路简单明了，系统稳定性大大提高。本系统不仅成功的实现了要求的基本功能，多数发挥部分也得到了实现，而且还具有一定的创新功能。
关键字：STC89C52RC单片机、LCD液晶显示、双电源供电、温度采集、非易失定时闹铃、生日提醒、重要节日提醒、整点报时 1、任务设计 1）基本要求 <1）具有时间设置<小时和分钟）、闹钟时间设置、闹钟开、闹钟关功能。 <2）数字显示小时、分钟，有AM、PM指示器，闹钟就绪灯，蜂鸣器。 <3）利用键盘或其它方式切换，数字显示年、月、日、周次。 <4）利用键盘或其它方式切换，数字显示当前环境温度<0～60℃0.2℃）。 <5）利用手势或其它任意方式非接触停止闹钟。 2）发挥部分 <1）220VAC供电，具有测量、显示电网频率、电压有效值功能。 <2）产生0-100k方波，频率10Hz步进可调，峰峰值〉20V<100欧姆负载），频率可以键盘控制。 <3）断电后，可保存电压、频率测量值，断电时间，闹钟设置值等参数，可自动保存20次，系统来电后，无需手动设置，即可恢复正常工作。 <4）遥控设置闹钟、时间等参数。 2、方案论证 1）显示部分: 显示部分是本次设计的重要部分，一般有以下两种方案： 方案一：采用LED显示，分静态显示和动态显示。对于静态显示方式，所需的译码驱动装置很多，引线多而复杂，且可靠性也较低。而对于动态显示方式，虽可以避免静态显示的问题，但设计上如果处理不当，易造成亮度低，有闪烁等问题。 方案二：采用LCD显示。LCD液晶显示具有丰富多样性、灵活性、电路简单、易于控制而且功耗小等优点，对于信息量多的系统，是比较适合的。 鉴于上述原因，我们采用方案二。 2）数字时钟 数字时钟是本设计的核心的部分。根据需要可采用以下两种方案实现： 方案一：方案完全用软件实现数字时钟。原理为：在单片机内部存储器设三个字节分别存放时钟的时、分、秒信息。利用定时器与软件结合实现1秒定时中断，每产生一次中断，存储器内相应的秒值加1；若秒值达到60，则将其清零，并将相应的分字节值加1；若分值达到60，则清零分字节，并将时字节值加1；若时值达到24，则将时字节清零。该方案具有硬件电路简单的特点，但当单片机不上电，程序将不执行。而且由于每次执行程序时，定时器都要重新赋初值，所以该时钟精度不高。 方案二：方案采用Dallas公司的专用时钟芯片DS1302。该芯片内部采用石英晶体振荡器，其芯片精度不大于10ms/年，且具有完备的时钟闹钟功能，因此，可直接对其以用于显示或设置，使得软件编程相对简单。为保证时钟在电网电压不足或突然掉电等突发情况下仍能正常工作，芯片内部包含锂电池。当电网电压不足或突然掉电时，可使系统自动转换到内部锂电池供电系统。而且即使系统不上电，程序不执行时，锂电池也能保证芯片的正常运行，以备随时提供正确的时间。 基于时钟芯片的上述优点，本设计采用方案二完成数字时钟的功能。 3）温度采集 由于现在用品追求多样化，多功能化，给系统加上温度测量显示模块，能够方便人们的生活，使该设计具有人性化。 方案一：采用热敏电阻，可满足40摄氏度至90摄氏度测量范围，但热敏电阻精度、重复
数字逻辑设计大作业题目 说明：以下题目任选一个，以小组形式合作完成，组内人数是2～3人，不能超过3人。 题目1：电子密码锁的设计 [设计要求] （1）设计一个开锁密码至少为4位数字（或更多）的密码锁。 （2）当开锁按扭开关（可设置8位或更多，其中只有4位有效，其余位为虚设）的输入代码等于所设密码时启动开锁控制电路，并且用绿 灯亮、红灯灭表示开锁状态。 （3）从第一个按扭触动后的5秒内若未能将锁打开，则电路自动复位并发出报警信号，同时用绿灯灭、红灯亮表示关锁状态。 （4）密码锁上带有数字时钟，当操作者开始按动按钮能进行倒计时显示。 注：附加功能根据本人能力自行添加（如：密码锁中的4位密码可以修改，等等） 题目2：乒乓球比赛模拟机的设计 乒乓球比赛模拟机用发光二极管（LED）模拟乒乓球运动轨迹，是由甲乙双方参赛，加上裁判的三人游戏（也可以不用裁判）。 [设计要求] （1）至少用8个LED排成直线，以中点为界，两边各代表参赛双方的位置，其中一个点亮的LED（乒乓球）依次从左到右，或从右到左移动，“球” 的移动速度可以调节。 （2）当球（被点亮的那只LED）移动到某方的最后一位时，参赛者应该果断按下自己的按扭使“球”转向，即表示启动球拍击中，若行动迟缓或超前，
表示未击中或违规，则对方得一分。 （3）设计甲乙双方自动记分电路，用数码管显示得分，每记满11分为一局。（4）甲乙双方各设一个发光二极管表示拥有发球权，每得5分自动交换发球权，拥有发球权的一方发球才能有效。 （5）能显示发球次数。 注：附加功能根据本人能力自行添加（如：一方得分，电路自动提示3秒，此期间发球无效，等铃声停止后方可比赛等等） 题目3：象棋快棋赛电子裁判计时器的设计 说明：象棋快棋赛规则是，红、黑双方对奕时间累计均为三分钟，超时判负。[设计要求] （1）甲乙双方的计时器为一个秒时钟，双方均用3位数码管显示，预定的初值均为三分钟，采用倒计时方式。通过按扭启动，由本方控制对方，比如甲方走完一步棋后必须按一次甲方的按键，该按键启动乙方倒计时。同理，乙方走完一步棋后必须按一次乙方的按键，该按键启动甲方倒计时。 （2）超时能发出报警判负。 （3）累计时间设置可以改变。 注：附加功能根据本人能力自行添加 题目4：出租车计费器的设计 汽车在行驶时，里程传感器将里程数转换成与之成正比的脉冲个数，然后由计数译码电路变成收费金额。每行驶1公里，里程传感器输出一个脉冲信号，即10个脉冲/公里。 [设计要求] （1）设计制作自动计费器，金额总数包括行车里程计费、等车时间计费和起步价三部分，金额用数码管显示。 （2）里程单价设2.1元/公里，等车单价为0.6元/10分钟，起步价设为5元（参考）
数字逻辑课程设计实验报告 题目数字钟 姓名桂大有 班级网络工程103班 学号109074360 指导教师陆勤 完成日期2012年5月21日
数字钟的设计 1.数字钟的功能描述 (1)计时和显示功能 采用24小时计时并以十进制数字显示时、分、秒（时从00-23，分、秒从00-59）。 (2)校对动能 当数字时钟走的有偏差时，应能够手动校时。 2.数字钟的设计思路 根据功能要求，整个数字时钟分为计时和校时两大部分。 计时部分秒计时电路接收1Hz时基信号，进行60进制计数，计满后秒值归0，并产生1/60Hz时钟信号；分钟计时电路接受1/60Hz时钟信号，进行60进制计数，计满后分钟值归0，并产生1/3600Hz时钟信号，小时计时电路接收1/3600Hz时钟信号，进行24小时计数，计满后小时、分、秒皆归0，如此循环往复。 校时部分，采用两个瞬态按键配合实现，1号键产生单脉冲，控制数字钟在计时/校时/校分/校秒四种状态间切换，2号键通过控制计数使能端让时/分/秒计数器发生状态翻转以达到指定的数值。 3.系统功能模块介绍 Ⅰ.模块一：数字钟总体原理电路。 其中包含：（1）分钟、秒计时电路（２）小时计时电路（３）计时／校时的切换
Ⅱ.采用原理图和HDL混合设计方式实现数字钟 ①分钟、秒计时电路 分钟、秒计时需要60进制计数，其电路图如下所示： 该电路图用两片７４１６０采用同步连接构成６０进制计数器，通过译码电路识别稳态“５９”，输出低电平使计数器置数为０。整个技术循环为００—>０１—>０２—>…—>５８—>５９—>００—>…，共有６０个稳定状态。计数值采用ＢＣＤ码形式，Ｑ７～Ｑ４表示分钟或秒的十位，Ｑ３～Ｑ０表示分钟或秒的各位。ＥＮ输入端当正常计数状态时接收分钟计时电路的进位输出，，而在校时状态时接收校时脉冲用于控制小时值的翻转。计满进位输出端ＣＯ用于触发高一级计数器的技术动作。 ②小时计时电路(采用24时制,电路图如下所示)
可编程逻辑器件及其应用 设计报告 姓名：王克勤 院系：******* 学号：******* 日期：2012-04-09
多功能数字钟设计 一、设计内容及要求 用Verilog HDL设计一个多功能数字钟 基本功能描述： 1.时钟功能：包括时、分、秒的显示； 2.定时与闹钟功能：能在设定的时间发出闹铃音； 3.校时功能：能非常方便地对小时、分钟和秒进行手动调整以校准时间； 4.整点报时功能：每逢整点，产生“嘀嘀嘀嘀--嘟”，四短一长的报时音。 二、仿真环境说明 用Verilog在Altera公司的Quartus2软件环境下编写RTL代码，并进行综合，行为仿真。时序仿真采用Mentor公司旗下的ModelsimSE-6.1f软件。Modelsim 软件是业界最著名的波形仿真软件，仿真效果比Quartus2下编写波形文件仿真效果要好很多，而且仿真相当简单，只不过要编写测试向量（testbench），有点麻烦。 三、系统框图与说明 Figure1系统框图 1.数字钟电路系统由主体电路和扩展电路两大部分所组成。 2. 秒计数器计到59后，下一秒到来时，秒计时器满60，接着清零后向分计数器进位；同样分计数器计满60后向小时计数器进位；小时计数器按照“24进制”
规律计数，每当小时计到23小时时，当分计数和秒计数分别59，59时，即到23小时59分，59秒时候，时分秒全部清零，从新开始计数。 3. 计数器的输出经译码器送显示器，显示器用6个数码管表示，每两个数码管分别表示小时，分钟，秒钟。每个数码管用BCD码表示。 四、设计步骤 (一)列写多功能数字钟设计结构图 (二)在QuartusП软件下编写Verilog代码 (三)在QuartusП环境下进行综合 Figure2综合结果 从Fig.2可以看出，该设计采用Altera公司CycloneП系列下的EP2C35F672C8芯片。从图中可以看出，采用了162个逻辑单元，其中组合逻辑147个，总共的寄存器数为102个。
课程设计(综合实验)报告 题目：第四个实验数字电子钟院系：计算机科学系 班级：计算计科学与技术1班学号： 学生姓名： 队员姓名： 指导教师：
《数字逻辑》综合实验 任务书 一、目的与要求 1 目的 1.1综合实验是教学中必不可少的重要环节，通过综合实验巩固、深化和扩展学生的理论知识与初步的专业技能，提高综合运用知识的能力，逐步增强实际工程训练。 1.2注重培养学生正确的设计思想，掌握综合实验的主要内容、步骤和方法。 1.3培养学生获取信息和综合处理信息的能力、文字和语言表达能力以及协作工作能力。 1.4提高学生运用所学的理论知识和技能解决实际问题的能 及其基本工程素质。 2.要求 2.1 能够根据设计任务和指标要求，综合运用电子技术课程中所学到的理论知识与实践技能独立完成一个设计课题。 2.2根据课题需要选择参考书籍，查阅手册、图表等有关文献资料。要求通过独立思考、深入钻研综合实验中所遇到的问题，培养自己分析、解决问题的能力。 2.3进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，掌握合理选用的原则。 2.4学会电子电路的安装与调试技能，掌握常用仪器设备的正确
使用方法。利用“观察、判断、实验、再判断”的基本方法，解决实验中出现的问题。 2.5学会撰写综合实验总结报告。 2.6通过综合实验，逐步形成严肃认真、一丝不苟、实事求是的工作作风和科学态度，培养学生树立一定的生产观点、经济观点和全局观点。要求学生在设计过程中，坚持勤俭节约的原则，从现有条件出发，力争少损坏元件。 2.7在综合实验过程中，要做到爱护公物、遵守纪律、团结协作、注意安全。 二、主要内容 数字电子钟 设计一台能显示时﹑分、秒的数字电子钟，要求如下： 1）秒﹑分为00—59六十进制计数器，时为00—23二十四进制计数器； 2）可手动校正：可分别对秒﹑分﹑时进行手动脉冲输入调整或连续脉冲输入校正，（校正时不能输出进位）。 元器件选择 74LS162：4块与非门74LS00：2块共阳数码管LED 74LS161：2块GAL16V8：2块晶体振荡器：1MHZ GAL20V8：1块TDS-4实验箱 导线若干 所需要器件的图片如下
单片机课程设计报告——电子时钟作业名: 指导老师: 戴胜华 学生姓名: lycaner 班级: 北京交通大学电子信息工程学院自动化 学号: XXXXXXXX 电子时钟实验报告
一，实验目的 1. 学习8051定时器时间计时处理、按键扫描及LED数码管显示的设计方法。 2. 设计任务及要求利用实验平台上4个LED数码管，设计带有闹铃功能的数字时钟 二，实验要求 A.基本要求： 1. 在4位数码管上显示当前时间。显示格式“时时分分” 2. 由LED闪动做秒显示。 3. 利用按键可对时间及闹玲进行设置，并可显示闹玲时间。当闹玲时间到蜂鸣器发出声响，按停止键使可使闹玲声停止。 4.实现秒表功能（百分之一秒显示） B.扩展部分： 1.日历功能（能对年，月，日，星期进行显示，分辨平年，闰年以及各月天数，并调整） 2.音乐闹铃（铃音可选择，闹铃被停止后，闪烁显示当前时刻8秒后，或按键跳入正常时间显示状态） 3.定时功能（设定一段时间长度，定时到后，闪烁提示） 4.倒计时功能（设定一段时间长度，能实现倒计时显示，时间长减到0时，闪烁提示） 5.闹铃重响功能（闹铃被停止后，以停止时刻开始，一段时间后闹铃重响，且重响时间的间隔可调） 三，实验基本原理 利用单片机定时器完成计时功能，定时器0计时中断程序每隔0.01s中断一次并当作一个计数，设定定时1秒的中断计数初值为100，每中断一次中断计数初值减1，当减到0时，则表示1s 到了，秒变量加1，同理再判断是否1min钟到了，再判断是否1h到了。 为了将时间在LED数码管上显示，可采用静态显示法和动态显示法，由于静态显示法需要译码器，数据锁存器等较多硬件，可采用动态显示法实现LED显示，通过对每位数码管的依次扫描，使对应数码管亮，同时向该数码管送对应的字码，使其显示数字。由于数码管扫描周期很短，由于人眼的视觉暂留效应，使数码管看起来总是亮的，从而实现了各种显示。 四，实验设计分析 针对要实现的功能，采用AT89S51单片机进行设计，AT89S51 单片机是一款低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含4KB在线可编程（ISP）的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS- 51指令系统及80C51引脚结构。这样，既能做到经济合理又能实现预期的功能。． 在程序方面，采用分块设计的方法，这样既减小了编程难度、使程序易于理解，又能便于添加各
课题：基于51单片机的多功能数字时钟系统设计 一、概述、设计思路 该设计方案是以MC51单片机为核心，采用LCD液晶屏幕显示系统，辅以闹钟模块，温度采集模块、日期提醒、键盘时间调整预设置等模块，所构建的数字时钟系统，能动态显示实时时钟的时、分、秒，数据显示(误差限制在30每天)，对闹铃方式与温度调节模块进行了重点设计实现SB0、SB1、SB2、SB3四个键实现时钟正常显示，调时，及闹钟时间设置。本系统设计大部分功能有软件来实现，使电路简单明了，系统稳定性也得大大提高。 二、系统组成与工作原理 1、工作原理： 本设计采用STC89C51单片机作为本次课程设计的控制模块。单片机可把由DS18B20、DS1302、AT24C02中的数据利用软件来进行处理，从而把数据传输到显示模块，实现温度、日历和闹铃的显示。以LCD液晶显示器为显示模块，把单片机传来的的数据显示出来，并且显示多样化，在显示电路中，主要靠按键来实现各种显示要求的选择与切换。 2、总是设计框架图：
图二：系统总体电路图 三、单元电路的设计与分析 整个电子时钟系统电路可分为六大部分：中央处理单元（CPU）、复位电路部分、显示部分、键盘输入部分、温度采集部分。 1、MCS-51单片机 VCC： 89S51 电源正端输入，接+5V。 VSS： 电源地端。 XTAL1： 单芯片系统时钟的反相放大器输入端。 XTAL2： 系统时钟的反相放大器输出端，一般在设计上只 要在XTAL1 和XTAL2 上接上一只石英振荡晶体系 统就可以动作了，此外可以在两引脚与地之间加入一 20PF 的小电容，可以使系统更稳定，避免噪声干扰而 死机。
数字逻辑第一次大作业
一．“七段数码管字形发生器”真值表（支持共阴极，1亮0灭） 输入变量输出变量数码管显 示 A B C D a b c d e f g 0000 1111110 0 000 1 0110000 1 0010 110110 1 2 001 1 111100 1 3 0100 011001 1 4 010 1 101101 1 5 0110 101111 1 6 011 1 1110000 7 1000 111111 1 8 100 1 111101 1 9 1010 111011 1 A 101 1 001111 1 B 1100 1001110 C 110 1 011110 1 D 1110 100111 1 E 111 1 100011 1 F 二．卡诺图化简： A B C D a 0000 1 000 1 0 0010 1 001 1 1 0100 0 010 1 1 0110 1 011 1 1 1000 1 100 1 1 1010 1 101 1 0 1100 1 110 1 0 1110 1 AB CD 00 01 11 10 00 1 0 1 1 01 0 1 0 1 11 1 1 1 0 10 1 1 1 1 Fa=B?D?+A?BD+A B?C?+A?C+BC+A D?
111 1 1 A B C D b 0000 1 000 1 1 0010 1 001 1 1 0100 1 010 1 0 0110 0 011 1 1 1000 1 100 1 1 1010 1 101 1 0 1100 0 110 1 1 1110 0 111 1 0 A B C D c 0000 1 000 1 1 0010 0 001 1 1 0100 1 010 1 1 0110 1 011 1 1 1000 1 100 1 1 1010 1 101 1 1 1100 0 110 1 1 1110 0 111 1 0 AB CD 00 01 11 10 00 1 1 0 1 01 1 0 1 1 11 1 1 0 0 10 1 0 0 1 Fb=B?D?+B?C?+A?C?D?+A?CD+A C?D AB CD 00 01 11 10 00 1 1 0 1 01 1 1 1 1 11 1 1 0 1 10 0 1 0 1 Fc=A?C?+A?D+A?B+A B?+C?D
课程设计(综合实验)报告题目：第四个实验数字电子钟院系：计算机科学系 班级：计算计科学与技术1班 学号： 学生姓名： 队员姓名： 指导教师：
《数字逻辑》综合实验 任务书 一、目的与要求 1 目的 综合实验是教学中必不可少的重要环节，通过综合实验巩固、深化和扩展学生的理论知识与初步的专业技能，提高综合运用知识的能力，逐步增强实际工程训练。 注重培养学生正确的设计思想，掌握综合实验的主要内容、步骤和方法。 培养学生获取信息和综合处理信息的能力、文字和语言表达能力以及协作工作能力。 提高学生运用所学的理论知识和技能解决实际问题的能 及其基本工程素质。 2.要求 能够根据设计任务和指标要求，综合运用电子技术课程中所学到的理论知识与实践技能独立完成一个设计课题。 根据课题需要选择参考书籍，查阅手册、图表等有关文献资料。要求通过独立思考、深入钻研综合实验中所遇到的问题，培养自己分析、解决问题的能力。 进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，掌握合理选用的原则。 学会电子电路的安装与调试技能，掌握常用仪器设备的正确使用方法。利用“观察、判断、实验、再判断”的基本方法，解决实验中出现的问题。
学会撰写综合实验总结报告。 通过综合实验，逐步形成严肃认真、一丝不苟、实事求是的工作作风和科学态度，培养学生树立一定的生产观点、经济观点和全局观点。要求学生在设计过程中，坚持勤俭节约的原则，从现有条件出发，力争少损坏元件。 在综合实验过程中，要做到爱护公物、遵守纪律、团结协作、注意安全。 二、主要内容 数字电子钟 设计一台能显示时﹑分、秒的数字电子钟，要求如下： 1）秒﹑分为00—59六十进制计数器，时为00—23二十四进制计数器； 2）可手动校正：可分别对秒﹑分﹑时进行手动脉冲输入调整或连续脉冲输入校正，（校正时不能输出进位）。 元器件选择 74LS162：4块与非门74LS00：2块共阳数码管LED 74LS161：2块GAL16V8：2块晶体振荡器：1MHZ GAL20V8：1块TDS-4实验箱 导线若干 所需要器件的图片如下 1同步十进制计数器74LS162 3输入正与非门74LS00
指导教师评定成绩： 审定成绩： 重庆邮电学院 自动化学院 计算机控制技术课程设计报告 设计题目：多功能数字时钟设计 单位（二级学院）：自动化学院 学生姓名：**** 专业：自动化 班级：08***** 学号：2009******** 指导教师：***** 设计时间：2012 年 6 月 重庆邮电学院自动化学院制
摘要 数字时钟在日常生活中最常见，应用也最广泛。本次数字时钟电路根据设计要求采用AT89C51单片机作为控制核心，采用单片机内部计时器来实现时、分、24小时计时，采用DS18B20来实现温度的测量，采用LED实现时间、温度显示，采用蜂鸣器实现闹铃功能。 文章的核心主要是硬件设计和软件编程两个大的方面。硬件电路设计主要包括中央处理单元电路、时钟电路、温度测量电路、键盘扫描电路、闹铃电路。软件用C语言来实现，主要包括主程序、时间设置子程序、温度测量子程序、键盘扫描子程序、闹铃电路子程序等软件模块。 最终电路实现了显示时间、调整时间、测量并显示温度、闹钟定时及响动等功能，达到了设计的要求和目的。在Protuse软件上进行了仿真和调试通过，并最后焊接出实物实现其所有功能。 关键词：数字时钟；AT89C51；DS18B20；LED；蜂鸣器
目录 摘要............................................... 错误！未定义书签。目录. (3) 一设计题目 (4) 1.1 多功能数字时钟设计 (4) 1.2 设计目的 (4) 1.3 设计要求 (4) 二设计报告正文 (5) 2.1 设计方案总体方向的选择 (5) 2.2 温测芯片及显示部分的选择 (5) 2.2.1 温测芯片的选择 (5) 2.2.2 显示部分的选择 (5) 2.3 核心芯片选择 (5) 2.3.1 AT89C51简介 (5) 2.3.2 DB18B20简介 (6) 2.3.3 DB18B20特性 (6) 2.4 系统硬件设计 (8) 2.4.1 硬件主要设计电路 (8) 2.4.2 温度测量电路设计 (9) 2.4.3 键盘扫描.............................. 错误！未定义书签。 2.4.4 LED显示.............................. 错误！未定义书签。 2.4.5 闹铃电路设计 (11) 2.4.6 复位电路、时钟电路设计 (12) 2.5 系统软件设计 (13) 三系统模拟仿真及实现 (14) 3.1 Proteus仿真............................... 错误！未定义书签。 3.2 实物实现.................................. 错误！未定义书签。四设计总结. (15) 五参考文献 (16) 六附录 (17)
大连外国语大学软件学院 1数字逻辑电路概述 数字逻辑是数字电路逻辑设计的简称，其内容是应用数字电路进行数字系统逻辑设计。电子数字计算机是由具有各种逻辑功能的逻辑部件组成的，这些逻辑部件按其结构可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路。组合逻辑电路是由与门、或门和非门等门电路组合形成的逻辑电路;时序逻辑电路是由触发器和门电路组成的具有记忆能力的逻辑电路。有了组合逻辑电路和时序逻辑电路，再进行合理的设计和安排，就可以表示和实现布尔代数的基本运算。 数字逻辑电路有易于集成、传输质量高、有运算和逻辑推理能力等优点，因此被广泛用于计算机、自动控制、通信、测量等领域。一般家电产品中，如定时器、告警器、控制器、电子钟表、电子玩具等都要用数字逻辑电路。 （阐述数字逻辑的现状、目的、意义、功能、方法及作用）2第一种数字逻辑电路 方法原理及功能 数据选择器又称为多路开关，是一种重要的组合逻辑器件，它可以实现从多路数据中选择任何一路数据输出，选择的控制由专门的端口编码决定，称为地址码，数据选择器可以完成很多的逻辑功能，例如函数发生器、桶形移位器、并串转换器、波形产生器等。 1、与非门实现二选一数据选择器： 用一种74SL153及门电路设计实现一位全加器，输入用三个单刀双掷开关分别代表A、B、C，输出用两个指示灯分别代表L1、L1。 设计过程与结果（描述方法的操作过程和结果，配截图详细介绍） 在元件库中单击TTL，再单击74LS系列，选中74LS153D。
仿真结果实际结果 L 1 亮单独打开开关A，B，C时； L1灯泡亮 L 2 亮任意打开两个开关； 灯泡L2亮
L 1 和 L 2 都 亮 同时打开开关A,B,C时； 灯泡L1，L2同时亮。 心得体会 经过许多次的失败，在不断尝试中选择一个适合的方式去解决问题，加强对电路的 理解。通过该实验可以培养我们的动手能力和对数字电路的理解。经检验，符合真值表， 达到数据选择的作用。74ls153为双四选一数据选择器，几多一个非门和或门可以组成 数据比较器。能更好的掌握相关芯片的知识，了解其用途。 失败电路一： 失败电路二：
数字逻辑实验报告
实验三、综合实验电路 一、实验目的： 通过一个综合性实验项目的设计与实现，进一步加深理论教学与实验软硬件平台的实践训练，为设计性实验做好充分准备。 二、实验原理： 根据要求的简单设计性的电路设计实验，应用基本器件与MSI按照电路设计步骤搭建出初级电路；设计型、综合型的较复杂实验电路 三、实验设备与器件： 主机与实验箱 四、实验内容： （1）实验任务：根据所学习的器件，按照电路开发步骤搭建一个时钟， 要求实现的基本功能有计时功能、校对时间功能、整点报时、秒表等功能。 （2）实验任务分析：完成该数字时钟，采用同步时序电路，对于计时 的的功能，由于时间的秒分时的进位分别是60、60、24，所以可以应用74LS163计数器分别设计2个模60计数器以及一个模24计数器，那么需要有7个秒输出，7个分输出，6个小时的输出；对于校对时间的功能，由74LS163的特性可知，当该器件处于工作状态时，每来一个CLK脉冲，计数值加1，所以可以手动控制给CLK脉冲，来进行时间的校对；对于整点报时功能，可以采用一个比较电路，当时间的分秒数值全部为零时，那么此时可以接通报时装置，可以在电路中设置报时的的时间；对于秒表功能，有两种方案，可以单独重新设计一个秒表装置，采用模100计数器以及两个模60计数器，可以进行优化，使用原先的两个模60计数器，这样可以简化电路，是电路简洁。 （3）实验设计流程：
（4）输入输出表： （5）各个功能模块的实现： A、计时功能模块的实现（电路图及说明）秒表部分及说明
说明：该部分是实现功能正常计时中的秒部分的计时工作。如图所示，图中采用两个74LS163来做一个模60计时器，计数的起止范围是0~59，（第一个74LS163采用模10计数，起止为0~9，第二个74LS163的计数起止范围是0~5），两个器件采用级联方式，用预置位方法实现跳转；该部分有7个秒输出，接到BCD译码显示器。 注解：第一个163器件： LDN端统一接到清零端ABCD端接地 ENP端接到VCC高电平ENT接高电平VCC 第二个163器件： LDN端统一接到清零端ABCD端接地 ENP端接到VCC高电平ENT接高电平第一个163的预置位段 分钟部分以及说明：
题目班级学号 多功能数字电子时钟************** ************ ****** 指导时间 ********** 2010 年12月18日瓷学院
电工电子技术课程设计任务书
目录 1、总体方案与原理说明................................... .. (1) 2、单元电路1 ——单片机最小系统 (3) 3、单元电路 2 ——指示灯与数码管显示电 路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 4、单元电路 3 ——键盘检测电 路 (7) 5、单元电路4 ——A T 2 4 C 0 2 存储电 路 (9) 6、总体电路原理相关说 明 (11) 7、总体电路原理
图 (13) 8、PCB印制电路板图 (14) 9、元件清 单............................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 5 10 、参考文 献 (16) 11、设计心得体 会.............................................................. . . . . . . . . . . . . . . . 1 7 12 、附件： C 源程 序.............................................................. 18
1、总体方案与原理说明 图1:作品总体框图 这是一个具有时间、日期、秒表、闹铃以及断电储存数据功能的多功能数字电子时钟。它主要由以下几部分组成：单片机最小系统；指示灯及数码管显示电路；按键电路；以及AT24C02存储电路。整机的逻辑框图如右图所示： 本时钟的主控芯片是一台AT89S51单片机，AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS 啦单片机，片含4k Bytes ISP（In-system programmable）的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATME公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片集成了通用8 位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。 AT89S51具有如下特点：40个引脚，4k Bytes Flash片程序存储器，128 bytes 的随机存取数据存储器（RAM，32个外部双向输入/输出（I/O ）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT电路，片时钟振荡器。此外，AT89S51设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM勺数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有PDIP、TQFP 和PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。 整个电路由一台单片机和一些外围电路组成。它的计时采用单片机部的定时器，其晶振频率为11.0592MHz其主要功能都是通过C语言编程来实现的。其显示部分用四位