数字钟电子设计论文
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电子数字钟论文1 引言数字钟是采用数字电路实现对.时、分、秒.数字显示的计时装置,广泛用于个人家庭、车站、码头、办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可缺少的必需品。
由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,远远超过老式钟表, 钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便,而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。
诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等,所有这些,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,有着非常现实的意义。
2方案论证2.1控制部分方案一: 采用普通MCS-51单片机作为总的控制元件。
方案二: 采用凌阳单片机SPCE061A作为总的控制元件。
比较论证: 方法一MCS-51单片机功能较少,不含有模数转换等功能,因此需增加一些外围电路来实现一些功能,使电路复杂化,精确度不高,采样速率偏低。
而方法二简化了电路,增加了系统稳定性。
凌阳SPCE061A在设计方面提供了极大的方便,它的好处在于,功能较多,因为它不仅囊括了普通单片机的所有功能,更增加了许多新的功能,如: A/D、D/A转换,语音等,另外又提供了便利的编程环境。
更重要的是凌阳单片机接口较多,所需外部按键较少,因此可采用独立式键盘。
2.2 显示部分方案一: 采用数码管显示。
方案二: 用OCJM4*8液晶图文显示器显示。
比较论证: 就我们的需要而言数码关显示内容单一,不易产生生动具体的图文,而OCJM4*8液晶图文显示器给我们提供了更大的发挥空间,看起来舒服自然,而且能增加显示的美观性与直观性。
最重要的是提供了友好的人机界面。
2.3频率测试部分方案一: 利用比较器和分离的三级管电路来完成。
2日照职业技术学院毕业论文方案二: 利用光耦4N26测试频率比较论证:方法一用了很多分离的元件,电路相当复杂,调试起来比较困难,稳定性不好。
eda数字时钟课程设计论文一、课程目标知识目标:1. 理解数字时钟的基本原理,掌握EDA工具的使用方法。
2. 学习数字时钟设计的基本流程,包括时钟信号生成、分频、计数等模块的设计与实现。
3. 了解数字时钟的显示原理,掌握七段显示译码器的应用。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识进行数字电路设计的能力。
2. 培养学生运用EDA工具进行电路仿真、调试的能力。
3. 培养学生团队协作、沟通表达的能力。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对电子设计的兴趣,培养创新意识和动手能力。
2. 培养学生严谨的科学态度,注重实验数据的真实性。
3. 增强学生的自信心,勇于面对和解决问题。
本课程针对高年级学生,结合学科特点和教学要求,将目标分解为具体的学习成果。
课程性质为实践性较强的设计课,注重培养学生的实际操作能力和团队合作精神。
通过本课程的学习,学生能够掌握数字时钟设计的基本方法,提高电子设计能力,培养良好的情感态度价值观。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面:1. 数字时钟原理及设计流程- 了解数字时钟的基本原理,包括时钟信号、分频器、计数器等组成部分。
- 学习数字时钟设计的基本流程,结合教材相关章节,进行实例分析。
2. EDA工具的使用- 介绍EDA工具的基本功能,如原理图绘制、仿真、PCB设计等。
- 结合教材,学习使用EDA工具进行数字时钟电路的设计与仿真。
3. 数字时钟电路设计与实现- 分析并设计数字时钟的各个功能模块,如时钟信号生成、分频、计数、显示等。
- 结合教材章节,进行具体电路设计,列举所需元器件及参数。
教学进度安排如下:1. 第一周:数字时钟原理及设计流程学习。
2. 第二周:EDA工具的使用方法及操作练习。
3. 第三周:数字时钟电路设计与实现,包括各功能模块设计和整体调试。
教学内容注重科学性和系统性,结合教材章节,使学生能够循序渐进地掌握数字时钟的设计方法。
同时,通过实践操作,提高学生的动手能力和实际应用能力。
多功能电子钟摘要:电子钟是一种利用时钟电路来显示时分秒的计数装置,与传统时钟相比,利用电子计数将时钟电子化,数字化而成的电子时钟,具有体积小,时钟精确,可扩展性强,显示直观等优点,被广泛应用于各个领域。
本设计主要是实现一款可正常显示时间、日历,并具有闹钟、秒表、整点报时以及测量当前环境温度的功能的多功能电子钟。
通过对当前时钟开发手段的比较与分析,以及结合自身情况,决定用单片机技术来实现多功能电子时钟。
本设计应用STC89C52芯片作为核心,简单的应用定时器功能实现基础的时钟及日历功能,LCD1602液晶显示屏构成现实模块,同时用DS18B20温度传感器实现当前环境温度测量的功能,最后用Keil软件进行编程,实现整体功能。
应用此种方法,电路简单明了,编程容易,操作简单,并且便于扩展其他功能。
应用前景:该电子时钟在日常生活和工作中,还可通过改装以提高性能或增加新的功能,从而给生产生活带来方便。
关键词:电子时钟;多功能;STC89C52;LCD1602液晶;DS18B20温度传感器;1 作品功能及总体方案1.1 功能描述电子钟是利用电子计数将时钟电子化,数字化而成的电子时钟,具有体积小,时钟精确,可扩展性强,显示直观,无机械传动装置等优点,被广泛应用于各种领域。
电子钟,最根本上是数字化了的时钟显示,在此基础上,人们根据各种需要,扩展了所需要的其它模块,实现相应功能,比如闹钟、秒表、计时器、整点报时、温湿度等,以此,更符合及适应生产与生活需要。
本设计利用1602液晶进行功能显示,主要实现了以下具体功能:1)、基本的时间显示,显示时、分、秒,并进行实时更新。
2)、日历功能的显示及手动校对功能。
可现实年、月、日、星期的显示,24小时制,并区分闰年与平年。
3)、当前环境温度显示的功能。
利用DS18B20温度传感器进行实时检测当前环境温度。
4)、闹钟定时功能。
5)、秒表计时功能。
6)、简单的整点报时功能。
1.2 系统组成及工作过程本设计的系统主要以单片机作为核心,向外扩展各个功能模块。
XX学院课程设计论文论文题目:数字电子钟的设计姓名:所在院系:电信学院班级:学号:指导教师:XX学院二〇一三年一月六日摘要单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。
概括的讲,一块芯片就成了一台计算机。
单片机具有体积小、功能强、应用面广等优点,为学习、应用和开发提供了便利条件。
现在,这种单片机的使用领域已十分广泛。
彩电、冰箱、空调、录像机、VCD、遥控器、游戏机、电饭煲等无处不见单片机的影子,单片机早已深深地融入我们每个人的生活之中。
单片机能大大地提高这些产品的智能性,易用性及节能性等主要性能指标,给我们的生活带来舒适和方便的同时,在工农业生产上也极大地提高了生产效率和产品质量。
此外,单片机在工商、金融、科研、教育、国防航空等领域都有着十分广泛的用途。
数字钟是采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置。
该课程设计为数字电子钟的设计。
以AT89C51为核心,配合LED 数码管显示器和按键为用户提供长期、连续、可靠、稳定的工作环境。
该数字电子钟有时分秒显示和日期显示以及时间和日期调整的功能。
系统软件设计包括单片机计算机两部分的编程。
计算机软件编程主要实现参数设置、串行口数据接收、指令发送以及数据的显示和存储。
单片机软件编程主要实现键盘、LED显示等各模块的功能,采用汇编语言编程。
数字钟是其小巧,价格低廉,走时精度高,使用方便,功能多,便于集成化而受广大消费的喜爱,因此得到了广泛的使用。
关键词数字电子钟;单片机;LED显示第一章设计目的和方案 (4)1.1设计任务 (4)1.1.1 设计题目:数字电子钟 (4)1.1.2 设计目的与任务 (4)1.2功能要求说明 (4)1.3设计总体方案及工作原理 (5)第二章数字电子钟的硬件系统的设计 (6)2.1 硬件系统各模块功能设计 (6)2.1.1 单片机最小系统 (6)2.1.2 键盘模块 (6)2.1.3 LED显示电路 (6)2.1.4 接口电路 (7)2.2 电路原理图、PCB图和元器件布局 (7)2.3 元器件清单 (8)第三章数字电子钟的软件系统的设计 (8)3.1 使用的单片机资源的情况 (8)3.2 各模块功能简要介绍 (8)3.3 程序的流程图 (9)3.4 程序清单 (12)第四章设计仿真和结果分析 (13)4.1 设计结论和功能使用说明 (13)4.1.1 设计结论 (13)4.1.2 功能及使用说明 (13)4.2 仿真结果 (14)4.3 设计系统误差分析 (16)第五章设计小结 (16)致谢 (17)参考文献 (18)附录 (20)第一章设计目的和方案1.1设计任务1.1.1 设计题目:数字电子钟1.1.2 设计目的与任务通过理论设计和实物制作解决相应的实际问题,巩固和运用在《单片机原理及接口技术》中所学的理论知识和实验技能,掌握单片机应用系统的一般设计方法,提高设计能力和实践动手能力,为以后从事电子电路设计、研发电子产品打下良好的基础。
数字钟毕业论文数字钟毕业论文一、引言在现代社会中,数字钟已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。
无论是手机、电脑还是家居装饰,数字钟都无处不在。
然而,数字钟的发展背后隐藏着许多有趣的技术和设计原理。
本篇论文将探讨数字钟的历史、工作原理以及未来发展方向。
二、历史回顾数字钟的历史可以追溯到20世纪70年代。
当时,电子技术的快速发展使得人们开始尝试用数字显示时间。
最早的数字钟采用了七段显示器,通过控制灯泡的亮灭来表示数字。
然而,这种显示方式存在一些问题,例如能耗较高、显示效果不够清晰等。
随着技术的不断进步,液晶显示器逐渐取代了七段显示器,成为数字钟的主流显示技术。
液晶显示器具有低能耗、高对比度和可定制性等优点,使得数字钟的显示效果得到了极大的提升。
三、工作原理数字钟的工作原理可以简单地分为三个部分:时钟芯片、显示器和控制电路。
时钟芯片是数字钟的核心部件,它负责计时和时间的精确控制。
时钟芯片通常由晶体振荡器和计数器组成。
晶体振荡器产生稳定的振荡信号,计数器将振荡信号转换为可读的时间格式。
显示器是数字钟的输出部分,它用来显示时间。
除了液晶显示器,数字钟还可以采用LED显示器等其他技术。
不同的显示器技术有不同的特点,例如LED显示器亮度高、反应速度快,而液晶显示器则更加省电。
控制电路负责接收用户的输入,并将其转化为对时钟芯片和显示器的控制信号。
用户可以通过控制电路来调整时间、设置闹钟等功能。
四、数字钟的应用领域数字钟在日常生活中有着广泛的应用。
首先,数字钟作为时间的显示工具,被广泛应用于办公室、学校、医院等场所。
其次,数字钟还可以作为家居装饰品,为室内空间增添一份现代感。
此外,数字钟还可以用于计时器、闹钟等功能,方便人们的生活。
除了日常应用,数字钟在科学研究、航空航天等领域也有着重要的作用。
例如,在航空航天领域,数字钟的精确计时能力对于飞行任务的安全和准确性至关重要。
五、数字钟的未来发展随着科技的不断进步,数字钟的未来发展前景广阔。
中国矿业大学徐海学院电子技术综合设计姓名:李昕学号:22060669 专业:理工提高06-2(信息工程)题目:简易数字钟专题:电子技术综合设计指导教师:毕文艳设计地点:电工电子实验室时间:年月电子技术综合设计任务书学生姓名李昕专业年级理工提高06-2学号22060669设计日期:2008年月日至2008年月日设计题目:电子技术综合设计设计专题题目:简易数字钟设计主要内容和要求:1. 主要内容:①用CC4518双四位BCD同步加计数器设计60秒、60分、24小时归0的计数电路;②用CC4511 七段译码驱动/锁存器及LG5011AH共阴数码管设计译码及显示电路(数码管需加限流电阻);③用脉冲开关设计校准功能;④用32768Hz晶振构成秒脉冲信号发生器,(32768Hz脉冲需经过CD4060的14级分频得到2Hz脉冲,再经过CD4040的2分频得到秒脉冲。
2. 整体电路原理图60秒(60分)及24小时------计数、译码、显示(4路)用8K复印纸手工画3. EWB仿真图60秒、60分、24小时------计数、译码、显示(6路)计算机打印4. 设计原理图用PROTEL99设计原理图并打印。
5. 设计PCB版图用PROTEL99设计PCB板并打印。
6. 功能扩展要求设计:①整点报时功能②12小时归1计数电路指导教师签字:摘要在当代繁忙的工作与生活中,时间与我们每一个人都有非常密切的关系,每个人都受到时间的影响。
为了更好的利用我们自己的时间,我们必须对时间有一个度量,因此产生了钟表。
数字钟以其显示时间的直观性、走时准确性已成为人们日常生活中必不可少的必需品,广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧院、办公室等公共场所,给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。
由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术,使数字钟具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点,它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域。
钟表的发展是非常迅速的,从刚开始的机械式钟表到现在普遍用到的数字式钟表,即使现在钟表千奇百怪,但是它们都有一种基本功能——计时功能,只是工作原理不同而已。
数字电子时钟的设计摘要随着科学技术的飞速发展,数字钟在我们的生活中变得越来越重要。
自从时钟被发明的一刻起,就已经成为人类的好朋友,科学技术的法展和不断提高,使人们对时间的精确要求越来越高,应用也越来越广,怎样让时钟更好、更精确、更清晰的显示时间,这就要求人们要不断的研制更适合更方便的时钟,来满足我们的生活需求。
数字钟实际上是对一个标准频率(1Hz)进行计数的计数电路。
振荡器的产生的时钟信号经过分频器形成脉冲信号,秒脉冲信号输入计数器进行计数。
并把累计结果用“时”、“分”、“秒”表示出来。
一个数字时钟振荡器、计数器、显示器和译码器电路精确时间以“时”、“分”、“秒”与数字显示,并需要校正电路,使其准确工作,并具有定时和及时功能。
与此同时,数字还能准确定时,并能准确在你所规定的时间内发出响声来提醒你在此时所需要去做的事情。
与旧式钟表相比更适合现代生活。
甚至在我们的日常生活中让数字化取缔,相比模拟钟给人一目了然的感觉。
关键词:数字钟,振荡器,计时器目录第一章绪论 (3)1.1数字时钟的背景意义 (3)1.2数字时钟的设计方案 (3)第二章整体方案设计 (4)2.1单片机的选择 (4)2.2单片机的基本结构 (5)第三章硬件模块设计 (7)3.1最小系统设计 (8)3.2.显示电路设计 (10)3.3按键开关控制设计 (12)第四章软件模块设计 (13)4.1程序流程图 (15)..4.2时钟设置电路 (16)4.3定时中断电路 (17)4.4LED显示电路 (19)4.5按键控制电路 (21)第五章调试 (21)5.1主体电路部分 (22)5.2扩展电路部分 (23)第六章总结 (24)致谢 (25)参考文献 (26)第一章绪论1.1数字时钟的背景和意义1.1.1数字时钟的背景和意义20世纪末,电子技术获得飞速发展。
在其推动下,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提高和信息文化程度的提高。
本科毕业论文基于89C51单片机电子数字时钟的设计目录第一章第一章 电子时钟的总体设计电子时钟的总体设计 ....................................................................................................... ...................................................................................................... 44 1.1 设计目的设计目的.......................................................................................................................... 4 1.1.1 课程设计课程设计 ............................................................................................................... 4 1.1.2 AT89C51芯片的串口功能芯片的串口功能.................................................................................... 4 1.1.3用keil 软件进行编程与调试 .................................................................................. 4 1.2 设计任务设计任务 .......................................................................................................................... 4 1.3 设计思路设计思路.......................................................................................................................... 4 第二章第二章 硬件系统的设计硬件系统的设计............................................................................................................... .............................................................................................................. 66 2.1 电路原理图设计电路原理图设计 .............................................................................................................. 6 2.1.1 电子钟的硬件电路框图电子钟的硬件电路框图...................................................................................... 6 2.2 AT89C51引脚及其功能 (6)2.2.1 AT89C51的原理及说明的原理及说明 ........................................................................................ 6 2.2.2 引脚功能引脚功能 ............................................................................................................... 7 2.3 驱动部件驱动部件 .......................................................................................................................... 8 2.4 显示部分显示部分.......................................................................................................................... 9 第三章第三章 软件系统的设计软件系统的设计............................................................................................................. ............................................................................................................ 110 3.1 电子钟的主程序电子钟的主程序............................................................................................................ 11 3.2 电子钟的显示子序电子钟的显示子序 ........................................................................................................ 12 3.3 定时器中断服务程序定时器中断服务程序 .................................................................................................... 13 3.4 电子时钟设计程序清单电子时钟设计程序清单 ................................................................................................ 15 3.5 程序进行编译仿真程序进行编译仿真........................................................................................................ 18 3.5.1 89C51程序 ......................................................................................................... 18 3.5.2 用PROTEUS ISIS 进行电子万年历的仿真测试 . (20)第四章第四章对89C51设计的电子时钟的总结................................................................................. 22 参考文献 ........................................................................................................................................ . (2)23摘要本次实训是基于AT89C51单片机电子钟的设计,对时、分、秒的显示的控制,时、分、秒用六位数码管显示LED 数码管时钟电路采用24小时计时方式。
单片机课程设计课题:电子钟系别:电气与电子工程系专业:姓名:学号:河南城建学院年月日成绩评定·一、指导教师评语(根据学生设计报告质量、答辩情况及其平时表现综合评定)。
二、评分课程设计成绩评定一、设计目的系统地运用已学的理论知识解决实际问题的能力和查阅资料的能力。
培养一定的自学能力和独立分析问题、解决问题的能力,能通过独立思考、查阅工具书、参考文献,寻找解决方案。
二、设计要求1、可以实现23h59m59s的显示,用八位LED七段显示器显示;2、可以校对时分秒各位,并具有按键复位功能;3、附加功能:可以通过按键来切换显示年月日,并能校对年月日各位;整点时可以触发蜂鸣器发出鸣叫实现报时。
三、总体设计本电子钟设计采用AT89C52单片机,利用内部定时器0的工作方式一进行定时,设置初值为15536,转换为十六进制为3CB0,这样定时器一次计时为T=(216-计数初值)*晶振周期*12=50ms,计满一秒后将秒单元加一,而后依次对分时和年月日进行计时,采用两片八态非凡转透明锁存器74HC573作为两片四位一体共阳数码管的驱动芯片,通过按键开关KSN来切换时分秒和年月日二者之间的显示,驱动两片四位一体共阳数码管显示出时时—分分—妙妙和年年月月日日,通过按键KSN切换控制,使按键K2、K3、K4完成校对时分秒和年月日,在整点到来时,由单片机P3.0口发出低电平信号,控制三极管导通,驱动蜂鸣器发出响声进行报时。
四、各部分电路设计1、硬件电路设计(1)复位电路单片机复位的条件是:必须使RST/VPD 或RST引脚加上持续两个机器周期(即24个振荡周期)的高电平。
例如,若时钟频率为12 MHz,每机器周期为1μs,则只需2μs以上时间的高电平,在RST引脚出现高电平后的第二个机器周期执行复位。
单片机常见的复位如图所示:电路为人工上电复位电路,它是利用电容充电来实现的。
在接电瞬间,RESET端的电位与VCC相同,随着充电电流的减少,RESET的电位逐渐下降。
目录摘要: (1)1.概述 (2)1.1电子闹钟发展趋势 (2)1.2电子闹钟的重要意义 (2)1.3本课题研究的主要内容 (2)2.电子闹钟的系统设计 (3)2.1 AT89S51单片机的特性 (3)2.2电子闹钟的硬件设计 (4)2.2.1硬件选择 (4)2.2.2系统组成 (4)2.2.3系统设计 (4)2.3电子闹钟的软件设计 (6)2.3.1子程序及其功能简介 (7)2.3.2程序设计 (7)3.系统的调试和性能分析 (8)3.1系统的调试方法 (8)3.2系统的性能分析 (8)4.结论 (9)致谢词 .......................... 错误!未定义书签。
参考文献 . (10)附录:电子闹钟设计原理图 (11)摘要:电子闹钟是一种应用非常广泛的日常计时工具,数字显示的日历钟已经越来越流行,特别是适合在家庭居室、办公室、大厅、会议室、车站和广场等使用,壁挂式LED数码管显示的日历钟逐渐受到人们的欢迎。
首先介绍设计电子闹钟所涉及的主要硬件和特性,然后说明软件设计的思路,程序结构及流程,并在测试软件上进行调试和修改,以完成电子闹钟的基本要求,即可以随意设定起始时间,有秒显示功能,可以设定闹钟,停止时由电池供电等功能。
关键词:单片机集成电路电子闹钟硬件电子闹钟软件Design of electronic clockAbstact:Electronic alarm clock is a very wide application of daily timing tool, digital display clock and calendar has become increasingly popular, especially for the family room, office, meeting room, hall, station and square, wall mounted LED digital tube display calendar clock gradually popular.First introduced the design of electronic clock to major hardware and characteristics, and then shows the idea of software design, program structure and process, and the test software to test and modify, in order to complete the basic requirements of electronic clock, which can set the start time, a second display function, can be set the alarm, stop when powered by batteries and other functionsKeywords:single-chip Integrated circuits Electronic alarm clock hardware Electronic alarm clock software1.概述电子闹钟在科学技术高度发展的今天,千家万户都少不了它,所以很多家庭个人都需要有一个电子闹钟,为人们提供报时方便。
电子技术综合设计姓名:学号:专业:电气工程及自动化题目:简易数字钟专题:电子技术综合设计指导教师:设计地点:电工电子实验室时间:年 12 月电子技术综合设计任务书学生姓名专业年级电气学号设计日期:20 年11月16 日至20 年12 月日设计题目:电子技术综合设计设计专题题目:简易数字钟设计主要内容和要求:1. 主要内容:①用CC4518双四位BCD同步加计数器设计60秒、60分、24小时归0的计数电路;②用CC4511 七段译码驱动/锁存器及LG5011AH共阴数码管设计译码及显示电路(数码管需加限流电阻);③用脉冲开关设计校准功能;④用32768Hz晶振构成秒脉冲信号发生器(32768Hz脉冲需经过CD4060的14级分频得到2Hz脉冲,再经过CD4040的2分频得到秒脉冲)2. 整体电路原理图60秒(60分)及24小时------计数、译码、显示(4路)用8K复印纸手工画(如同实数字验指导书P22图6-5 )3. EWB仿真图60秒、60分、24小时------计数、译码、显示(6路)计算机打印4. 设计原理图用PROTEL99设计原理图并打印。
5. 设计PCB版图用PROTEL99设计PCB板并打印。
6. 功能扩展要求设计:①整点报时功能②12小时归1计数电路指导教师签字:摘要21世纪,电子技术获得了飞速的发展,在其推动下,现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域,有力地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,数字钟已成为人们日常生活中:必不可少的必需品,广泛用于个人家庭以及车站等公共场所,给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。
本次设计以数字电子为主,分别对秒计时显示、分计时显示、小时计时显示、校时电路、自带秒脉冲信号源进行设计,然后将它们组合,来完成时、分、秒的显示并且有自带秒脉冲信号源、走时校准的功能。
并通过本次设计加深对数字电子技术的理解以及更熟练使用计数器、触发器和各种逻辑门电路的能力。
电路主要使用集成计数器,例如CD4060、CD4518,译码集成电路,例如CD4511,LED数码管及各种门电路和基本的触发器等。
关键字:计数器;显示器;晶体振荡器;分频器;校时电路;目录1.绪论-----------------------------12.硬件系统设计3.附录4.系统调试5.结束语第1章绪论数字钟被广泛用于个人家庭、车站、码头、办公室等公共场所,成为人们日常生活中的必需品。
由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,运用超过老式钟表,钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便,而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。
诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等,所有这些,都是以钟表数字化为基础的。
因此,研究数字钟及其扩大应用,有着非常现实的意义。
因而本系统采用555定时器、分频器、计数器、显示器和校时电路组成。
由LED数码管来显示译码器所输出的信号。
采用了74LS系列中小规模集成芯片。
其主体电路完成数字钟的基本功能。
,从而从底层了解其基本原理。
由于自身知识能力有限,设计过程有不尽人意之处,希望得到老师的大力指点和教导。
下面是对其功能进行简单的论述电路的基本功能如下图本设计通过两种秒脉冲发生电路进行EWB及硬件的设计,在晶振脉冲电路中加入分频电路从而达到要求频率,秒、分、时计数、译码、显示电路中对60和24进制进行了详细的论述,校时电路时有逻辑电路组成的。
还可进行一定的扩展,达到定时,整点报时,伪电台电路等。
此次电子设计对主体电路进行了详细的论述并通过电子焊接实现了其功能如下图所示:第2章秒脉冲发生器第2.1节 555构成多谐振荡器555定时器是将模拟电路和数字电路集成于一体的电子器件。
它使用方便,带负载能力较强, 目前得到了非常广泛的应用。
2.1.1 555定时器芯片介绍555芯片是一种中规模集成电路.只要在外部配上适当阻容元件.就可以方便地构成脉冲产生和整形电路.管脚图及其管脚符号说明如下:图2.1 555管脚图图2.2 555管脚符号说明2.1.2 555构成多谐振荡器555时基电路是一种使用极为广泛的集成电路.根据外接电路的不同,可作波形发生器,产生方波,锯齿波等,可作单稳双稳电路,可作定时器比较器等.多谐振荡器是一种无稳态电路。
接通电源以后,不需外加触发信号,就能自动地不断反转,产生矩形波。
1.电路组成图2.3是用555定时器构成的多谐振荡器,其工作波形如图2.4所示。
图中复位端(4)接高电平,阈值输入端(6)与触发输入端(2)端接,R1、R2和C 事外接定时元件,0.01uF 电容是滤波电容。
图2.3 有定时器构成的多谐振荡器图2.4 多谐振荡器工作波形R R 2 vt t v o V CC 2V CC2.工作原理① Vcc通过R1、R2向C充电,在VC没有充电到 2VCC/3 之前,Vo保持 1 不变。
②当VC=2VCC/3时,Vo由1翻转为 0 。
此时T 导通,然后电容C 经R2、T放电。
③当Vc降至VCC /3时,使得Vo回到 1 从而T截止,电容C 再充电,进入循环 ...第一个暂稳态的脉冲宽度Tw1,vcc从VCC/3充电上升到2VCC/3所需的时间Tw1=0.7(R1+R2)C第二个暂稳态的脉冲宽度Tw2,vcc从2VCC/3放电下降到VCC/3所需的时间Tw2=0.7R2C振荡周期:T= Tw1+Tw2=0.7(R1+2R2)C频率:f=1/T=1.43/(R1+2R2)C选取参数:f=1HZ R1=500K R2=250K C=1.43uFTw1=0.751s Tw2=0.250s T=1.001sEWB仿真电路如图2.5图2.5 555构成多谐振荡器电路图第2.2节石英晶体振荡器1.石英晶体谐振器, 简称石英晶体, 具有非常稳定的固有频率。
32768Hz晶振如图2.6图2.6 晶体振荡2.分频器由于石英晶体振荡器产生较高的32768HZ的频率,而电子钟需要秒脉冲,所以经过CD4060的14级分频分出2Hz,再经过CD4040的2分频分出秒脉冲.具体电路如图2.7图2.7 晶振和分频构成的秒脉冲信号电路第3章秒、分、小时计数电路电子钟是由秒、分、时组成。
现用CC4518构成60进制和24进制计数器,然后进行级联组成秒、分、小时计数。
第3.1节CC4518芯片介绍如图3.1图3.1 CC4518的管脚图及功能表CC4518为双BCD加计数器,该器件由两个相同的同步4级计数器组成。
计数器级为D 型触发器。
具有内部可交换CP和EN线,用于在时钟上升沿或下降沿加计数。
在单个单元运算中,EN输入保持高电平,且在CP上升沿进位。
CR线为高电平时,计时器清零。
3.2 60、24进制60进制CC4518为十进制,个位由1001变为0000时对十位有一下降沿,此时十位开始计数。
十位构成六进制到达0110时,通过“与门”输出高电平,分别接个位和十位的清零端。
从而构成六十进制(如图3.2)。
图3.2 六十进制24进制24进制同60进制类似,当十位和个位计数到达0010 0100时通过“与门”输出高电平,接至个位和十位的清零端。
级联将秒位上清零端的电平接至分位的EN端,从而产生下降脉冲对分位进位开始计数,同理分接时。
级联如图3.3分时图3.3 CC4518 60分24小时第4章译码、显示电路CC4511译码CC451是一个用于驱动共阴极 LED (数码管)显示器的 BCD 码—七段码译码器,特点如下:具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的拉电流。
可直接驱动LED显示器。
CD451是一片 CMOS BCD—锁存/7 段译码/驱动器,引脚排列及功能表如图4.1所示。
其中A B C D为 BCD 码输入,A为最低位。
LT为灯测试端,加高电平时,显示器正常显示,加低电平时,显示器一直显示数码“8”,各笔段都被点亮,以检查显示器是否有故障。
BI为消隐功能端,低电平时使所有笔段均消隐,正常显示时, B1端应加高电平。
另外 CD4511有拒绝伪码的特点,当输入数据越过十进制数9(1001)时,显示字形也自行消隐。
LE是锁存控制端,高电平时锁存,低电平时传输数据。
a~g是 7 段输出,可驱动共阴LED数码管。
图4.1 CC4511管脚图及功能表LC5011(共阴极)数码管如图4.2是七段数码显示器字形,它由七个字段组成。
每个字段是用半导体材料做成的发光二极管(LED )。
显示器有一个公共接地端(共阴显示器),七个字段输入控制端和一个小数点控制端。
发光字段的不同组合便可得到0~9的不同数字显示。
图4.2译码/显示电路如图 4.3:图4.31. 数码管内部已将3端、8端连接在一起,所以使用时,3端接地,8端悬空。
2.限流电阻计算:数码管的工作电压为U D(手册数据),工作电流为I (手册数据),译码器输出的高电平Ua ~g ,则限流电阻上的电压应该为U -U D,限流电阻阻值:R =(Ua ~g -U D)/IQ0Q1 Q2 Q3 (3、8)第5章校时电路当电子钟接通电源或者计时发现误差时,均需要校正时间。
校时电路分别实现对时、分的校准。
单刀双掷开关,闸刀断开时正常计数。
电路如图5.1至时个位计数器至分个位计数器分十位进位脉冲秒十位进位脉冲S1 S2校时脉冲图5.1 校时电路S1、S2处于断开(1 1)时时钟电路正常计数,当S2闭合,开始对分进行校准;当S1闭合,开始对时开始进行校准。
脉冲可以由555构成的多谐振荡电路提供1HZ的脉冲,也可以由单刀开关进行单次脉冲校时。
第6章电子钟EWB仿真图第7章、数字钟电路Protei设计图第8章、印刷电路板的元件分布图第9章扩展功能1.数字钟闹时功能:例如:上午7点59分发出闹时信号,持续一分钟;7点59分对应数字钟的计时状态为0111(时个位) 0101(分十位) 1001(分个位)闹时控制信号K=(Q2Q1Q0)(Q2Q0) (Q3Q0)2仿电台报时电路3定点报时电路定点报时电路是由74LS21、74LS266、74LS273、三极管9013和蜂鸣器构成。
输入时间为59分40秒,产生脉冲,当数字钟计时到59分40秒时通过74LS266“同或”输出高电平给74LS21“与门”最后通过三极管9013放大,蜂鸣器开始工作(报时)。
10 附录①.基本电路元件清单○2扩展电路元件清单EWB软件设计当中出现两处问题1.问题:在通过EWB显示时,按照原始思想设计则显示器的最初值总是“1”,始终达不到理想的“0”。
随后通过逻辑分析仪分析,4518的输出波形总是从“0001”开始。