数电课设-设计并仿真自动打铃系统

电子打铃定时器课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解电子打铃定时器的基本原理，掌握其组成部分及功能。

2. 使学生掌握电子打铃定时器的电路图识别及电路连接方法。

3. 帮助学生了解电子打铃定时器在生活中的应用，提高对电子技术的认识。

技能目标：1. 培养学生动手操作能力，能独立完成电子打铃定时器的组装与调试。

2. 培养学生运用电子知识解决实际问题的能力，提高创新思维和实际操作技能。

3. 培养学生团队合作精神，能在小组合作中发挥个人特长，共同完成项目任务。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣，激发学习热情，形成主动探索的学习态度。

2. 培养学生关注生活中的科技应用，提高对科技创新的认识，培养创新意识。

3. 培养学生遵守实验操作规范，养成良好的实验习惯，增强安全意识。

课程性质：本课程为实践性较强的电子技术课程，结合学生年级特点，注重理论联系实际，提高学生的动手能力。

学生特点：学生具备一定的电子基础知识，对电子技术有一定兴趣，但实际操作能力较弱。

教学要求：结合课程特点，注重启发式教学，引导学生主动参与实践，提高学生的动手操作能力和创新思维能力。

在教学过程中，将目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。

二、教学内容1. 理论知识：- 电子打铃定时器的基本原理- 电子打铃定时器的电路组成及功能- 电路图识别及分析方法- 常用电子元器件及其作用2. 实践操作：- 电子打铃定时器的组装与调试- 电路连接方法及注意事项- 故障排查与解决方法- 创新设计及功能拓展3. 教学大纲：- 第一课时：电子打铃定时器的基本原理及电路组成- 第二课时：电路图识别及分析方法，介绍常用电子元器件- 第三课时：实践操作，分组进行电子打铃定时器的组装与调试- 第四课时：故障排查与解决，总结经验，进行创新设计及功能拓展教材章节关联：- 教材第三章：电子元器件及其应用- 教材第四章：数字电路及其应用- 教材第五章：电子电路设计与实践教学内容安排和进度：- 理论知识与实践操作相结合，共安排4课时，每课时45分钟。

设计一台自动打铃系统一、设计任务用单片机器件为主体，设计一台自动打铃系统。

（1）按照设计标准，画出系统框图和系统硬件电路图。

（2）完成该课题的程序设计，提交程序设计框图及程序设计清单。

（3）提交课程设计报告二、设计要求（一）基本要求（1）基本计时和显示功能(用12小时制显示)。

包括上下午标志，时、分的数字显示，秒信号指示。

（2）能设置当前时间(含上、下午，时，分)（3）能实现基本打铃功能，规定：上午6：00起床铃：打铃5秒、停2秒、再打铃5秒。

下午10：30熄灯铃：打铃5秒、停2秒、再打铃5秒。

铃声可用小喇叭播放，凡是用到铃声功能的均按此处理（二）发挥部分（1）增加整点报时功能，整点时响铃5秒，要求有控制启动和关闭功能。

（2）增加调整起床铃、熄灯铃时间的功能。

（3）增设上午4节课的上下课打铃功能，规定如下：7．30 上课，8．20下课：8．30上课，9．20下课；9．40 上课，10．30下课；10．40上课，11．30下课；每次铃声5秒。

（4）特色和创新自选。

三、设计步骤（1）设计能正常工作的一个单片机最小硬件系统，外围电路包括设置键盘，LCD 或LED的显示屏；（2）进行软件设计，利用单片机系统时钟先设计一个高精度的内部时钟系统，最小精确时间为期1秒；（3）在秒计数器的基础上设计一个24小时时钟，并设计若干定时功能；（4）设计打铃执行机构，完成自动打铃功能。

四、课程设计说明书要求后面略......公开我的主要设计资料：主程序流程图：汇编程序清单：/*************************************************************** 程序名称：51单片机自动打铃系统简要说明：实现24小时制电子钟，8位数码管显示，显示时分秒显示格式：23-59-59（小时十位如果为0则不显示）到预定时间启动蜂鸣器模拟打铃，蜂鸣器BEEP：P3.7打铃方式分起床、熄灯铃和上、下课铃两种系统使用4只按键，3只按键用来调整时间，另一只为强制打铃按钮调整选择键SET_KEY：P1.0；通过选择键选择调整位，选中位闪烁增加键ADD_KEY：P1.1；按一次使选中位加1减少键DEC_KEY；P1.2；按一次使选中位减1如果长按ADD_KEY或DEC_KEY，识别后则进行调时快进，此时停止闪烁如果选中位是秒，则按增加键或减少键都是将秒清零强制打铃键DALING_KEY：P1.3；用来强制打铃或强制关闭铃声P0口输出数码管段选信号，P2口输出数码管位选信号。

数字电路课程设计电子数字钟+闹铃数字电路课程设计院系：专业：电子信息工程姓名：学号：完成日期：2021 数字钟的设计一、系统功能概述、系统实现的功能：1、具有“时”、“分”、“秒”的十进制数字显示。

2、具有手动校时、校分、校秒的功能。

3、有定时和闹钟功能，能够在设定的时间发出闹铃声。

4、能进行整点报时。

从59分50秒起，每隔2秒发一次低音“嘟”的信号，连续5次，最后一次为高音“嘀”的信号。

、各项设计指标：1、显示部分采用的6个LED显示器，从高位至低位分别显示时、分、秒。

2、有一个设置调闹钟定时时间、正常时间的按钮，选择调的对象。

3、有三个按钮分别调时、分、秒的时间。

4、有一个按钮用作开启/关闭闹铃。

5、另外需要两个时钟信号来给系统提供脉冲信号，使时钟和闹钟正常工作，分别为1Hz、1kHz的脉冲。

二、系统组成以及系统各部分的设计 1、系统结构描述 //要求：系统结构描述，各个模块的功能描述；系统的顶层文件：1、顶层文件图：2、各模块的解释：、7个输入量clk_1khz、clk_1hz、key_slt、key_alarm、sec_set、min_set、hour_set：其中clk_1khz为闹铃模块提供时钟，处理后能产生“嘟”、“嘀”和变化的闹铃声音；clk_1hz为计时模块提供时钟信号，每秒计数一次；key_slt选择设置对象：定时或正常时间；key_alarm能够开启和关闭闹铃；sec_set、min_set、hour_set用于设置时间或定时，与key_slt 相关联。

各按键输出为脉冲信号。

、CNT60_A_SEC模块：这个模块式将clk_1hz这个时钟信号进行60进制计数，并产生一个分钟的触发信号。

该模块能将当前计数值实时按BCD码的格式输出。

将该输出接到两位LED数码后能时时显示秒的状态。

通过alarm_clk可以选择设置对象为时间还是定时值。

在设置时间模式上，key上的一个输入脉冲可以将clk的输入信号加一。

<<综合课程设计>>自动打铃系统设计报告题目: 自动打铃系统专业: 电子信息工程年级:学号:学生姓名:联系电话:指引教师:完毕日期: 12月30日自动打铃系统摘要在现如今快节奏生活中, 人们对于时间规定越来越苛刻, 诸多时候需要对时间规划, 然后届时间点就要有时间提示, 这就必要用届时中提示装置, 亦可称为打铃装置。

打铃装置有诸各种, 例如手机打铃系统, 闹钟机械打铃系统, 广播打铃系统等等, 但是寻常生活中见得最多还是校园自动打铃系统。

在学校生活中, 每天上课都离不开打铃系统使用。

打铃器可觉得上下课学生和教师们提供时间提示, 有助于师生对上课和学习合理安排。

同事也可以作为一种提示学生作息时间时间表, 让教师和学生均有一种规律科学时间安排。

因而, 打铃系统核心某些也是时钟某些, 为系统提供时间基准。

本设计重要是针对合用于校园打铃系统规定, 其简介了一种基于单片机自动打铃系统设计办法, 系统以STC89C52单片机为控制器, 以DS1302时钟芯片为系统提供时间, 并在1602液晶显示屏上显示, 通过按键可以设定定期打铃时间和打铃间隔。

系统软件设计采用C语言来完毕, C语言语法简洁, 使用以便, 用于完毕软件设计非常以便。

核心词: 打铃器、STC89C52单片机、DS1302、LCD1602ABSTRACT. I.today'.fast-pace.life, peopl.ar.mor.an.mor.requirements, i.man.case.nee.tim.t.plan, an.the.t.poin.i.tim.wil.hav.tim.t.remind, e.t.remin.device, als.know.a.Bel.equipment.Bel.device.ther.ar.many, suc.a.phon.ringin.system, th.mechanica.Bel.alar.cloc.system, broadcas.th.Bel.System, an.s.on, bu.i.everyda.lif.u.t.th.schoo.bel.syste.automatically.I.schoo.life,e.i.clas.ever.day.Bel.ca.provid.reminde.o.student.an.teacher.t.an.fro.sc hool,e.a.a.aler.s tuden.hour.schedule, w.o.science...Accordingly, Bel.cloc.i.th.cor.par.o.th.system,provid..tim.referenc.fo.th.system.Designe.primaril.fo.th.Bel.Syste.requirement.appl.t.th.campus, an.introduce.a.automati.Bel.syste.base.o.single-chi.desig.methods,system.wit.STC89C5.single-chi.controller, DS130.provide.th.syste.tim.cloc.chip, i.160.an.displaye.o.th.LC.b.pressin.th.se.ringin.an.ringin.i.interval.o.tim.o..regula.basis.Syste.softwar plete, .languag.synta.i.simple, e, pletin..softwar.design.Key Words: t Bell, DS1302, collector, STC89C52 single-chip LCD1602目录摘要 ................................................................................................... 错误!未定义书签。

目录一、设计任务和性能指标 (2)1.1设计任务 (2)1.2性能指标 (2)二、设计方案 (2)三、系统硬件设置 (3)3.1、单片机最小系统 (3)3.2时钟电路DS1302 (4)3.3、显示电路的设计 (5)3.4、键盘接口的设计 (5)3.5打铃电路的设计 (6)四、系统软件设计 (7)4.1程序流程图 (7)4.2主程序设计 (10)4.3显示子程序的设计 (11)五、调试及性能分析 (12)5.1调试步骤 (12)5.2性能分析 (12)六、心得体会 (12)参考文献 (13)附录1 系统硬件电路图 (14)附录2 程序清单 (15)一、设计任务和性能指标1.1设计任务用单片机器件为主体，设计一台自动打铃系统。

（一）基本要求1、基本计时和显示功能(用12小时制显示)。

包括上下午标志，时、分的数字显示，秒信号指示。

2、能设置当前时间(含上、下午，时，分)。

3、能实现基本打铃功能，规定：上午6：00起床铃：打铃5秒、停2秒、再打铃5秒。

下午10：30熄灯铃：打铃5秒、停2秒、再打铃5秒。

铃声可用小喇叭播放，凡是用到铃声功能的均按此处理。

（二）发挥部分1、增加整点报时功能，整点时响铃5秒，要求有控制启动和关闭功能。

2、增加调整起床铃、熄灯铃时间的功能。

3、增设上午4节课的上下课打铃功能，规定如下：7．30 上课，8．20下课：8．30上课，9．20下课；9．40 上课，10．30下课；10．40上课，11．30下课；每次铃声5秒。

4、特色和创新自选。

1.2性能指标1.时钟：上下午（1位）、时(2位) 、分(2位)2.校对键：确认键/设置键、右移键/灭铃键、加键、减键3.响铃：蜂鸣器二.设计方案二、设计方案按照系统设计的功能的要求，初步确定设计系统由主控模块、时钟模块、显示模块、键扫描接口电路共四个模块组成，电路系统构成框图如图1.1所示通过内部定时产生中断，从而驱动电铃打铃。

电路系统构成框图如图1.1所示。

数子电子课程实验报告设计并仿真自动打铃系统目录一、设计任务和基本要求 (3)二、设计方案 (3)三、单元设计 (7)四、组装、调试、记录 (12)五、总逻辑图 (12)六、元器件清单 (14)七、改进设想 (14)电子技术课程设计正文一、课程设计任务和基本要求:1.设计任务采用中规模集成电路设计一个可以自动打铃的系统。

2. 基本要求（1）具有显示小时和分钟的时钟功能。

（2）具有自动打铃功能（在8：30、9：15、9：25、10：10、10：30、11：15、11：25、12：10等8个时刻打铃，铃响30秒）。

（3）当电路发生走时误差时，要求电路具有校时功能。

（4）具有手动设置定时的功能。

（5）结构简单。

二、设计方案：1.方案一原理框图如2.1所示：此方案的设计思路是，用移位寄存器事先储存八个时间点，每个时间点为十六位二进制代码，这八个时间点可依次滚动循环输出。

然后将输出的时间信号与时钟的小时和分钟信号用十六位比较器进行比较。

当寄存器中输出的时间与时钟显示的时间正好吻合时，比较器输出相等的信号，启动蜂鸣器和指示灯。

30秒后，由30秒的特征值和比较器相等的信号共同控制寄存器的使能端，使之滚动，输出下一个时间点。

以此循环，实现自动报时打铃的功能。

（详细原理见三、四、五、六部分）此方案可任意预置八个时间点，使用范围广。

但器件相对较多，结构复杂。

2.方案二原理框图如2.2所示：此方案的设计思路是，通过判断下一次打铃距上一次打铃的时间间隔来报时。

这八个时间点的时间间隔依次是45、10、45、20、45、10、45分钟。

用45进制、10进制、20进制计数器来控制响铃的间隔时间。

它们的输出端接入四选一的数字选择器，数字选择器输出选中的计数器的信号。

当计数器计到45分或10分或20分钟时开启响铃系统来报时。

数字选择器的控制端用四个四位寄存器控制（如图2.3），可事先预置不同的时间间隔出现的次序。

然后依次滚动输出所需的控制信号。

目录一、设计任务和指标要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2二、设计框图及整机概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2三、各单元电路的设计方案及原理说明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5四、仿真调试过程及结果分析．．.．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7五、设计、安装及调试中的体会．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9六、对本次课程设计的意见及建议．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10七、参考资料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10八、附录．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11 附件1 方案一元器件清单．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11附件2 方案一程序源代码．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11一、设计任务书1、设计时间：2010.7.5～2010.7.92、地点：I4043、课程设计题目：设计并制作一个用于学校的电子打铃器4、设计内容及要求：1）. 电子表的功能：包括计时，对时，定时的功能（1）计时：计时显示格式中有时/分/秒。

（2) 对时：可以通过按键，设定电子表的时间。

（3) 定时：可以通过按键，设定电子表的“响闹”时间，具有“闹”钟的功能。

重庆科技大学课程设计报告（数字电子技术）院（系）:_电气与信息学院 ___ 专业班级:自动化学生姓名:陈东武学号:设计地点（单位）_ 自动控制工程实验室 ______ _ _ 设计题目:_ 数字电子打铃器 _ ___ _ 完成日期： 2010年 7 月 2 日指导教师评语: _______________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________ __________ _成绩（五级记分制）:______ __________指导教师（签字）:________ ________一，课程设计的目的本课程设计是在学完《数字电子技术基础》《数字电子技术实验》之后，集中一周时间，进行的复杂程度较高，综合性较强的设计课题的实践环节，通过该教学环节，要求达到以下目的：1. 使学生进一步掌握数字电子技术的理论知识，培养学生工程设计能力和综合分析问题，解决问题的能力；2. 使学生基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力；3. 熟悉并学会选用电子元器件，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。

4、利用51单片机做，可以比较超前的学习单片机原理及C语言编程。

二，课程设计任务及指标要求2.1 设计任务设计并制作一个用于学校的电子打铃器电路设计指标要求和给定的条件:2.1.1 电子表的功能：包括计时，对时，定时的功能A. 计时：计时显示格式中有时/分/秒。

B. 对时：可以通过按键，设定电子表的时间。

数电课程设计定时闹钟一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握数字电路基础知识，理解触发器、计数器等基本组件的工作原理。

2. 使学生了解定时闹钟的电路原理，学会使用数字电路设计简单的定时闹钟。

3. 帮助学生理解定时闹钟中各组件之间的逻辑关系，提高逻辑分析能力。

技能目标：1. 培养学生运用所学知识解决实际问题的能力，学会设计、搭建和调试定时闹钟电路。

2. 提高学生的动手实践能力，培养团队协作精神，提高沟通表达能力。

3. 培养学生运用数字电路设计工具，进行电路设计和仿真的技能。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对数字电路的兴趣，培养探索精神和创新意识。

2. 培养学生严谨、细致的学习态度，提高自主学习能力。

3. 增强学生的环保意识，培养学生关爱社会、关注科技发展的责任感。

本课程针对高中年级学生，结合学科特点和教学要求，以实用性为导向，旨在帮助学生将所学知识应用于实际电路设计中。

课程目标具体、可衡量，既注重知识技能的培养，又关注情感态度价值观的塑造，为后续的教学设计和评估提供明确的方向。

二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面：1. 数字电路基础知识回顾：- 知识点：逻辑门、触发器、计数器等基本组件的工作原理。

- 教材章节：第2章“数字电路基础”。

2. 定时闹钟电路设计：- 知识点：定时闹钟的电路原理、各组件的逻辑关系、设计方法。

- 教材章节：第3章“组合逻辑电路”和第4章“时序逻辑电路”。

- 实践内容：设计、搭建和调试定时闹钟电路。

3. 教学进度安排：- 第一周：回顾数字电路基础知识，学习定时闹钟电路原理。

- 第二周：学习定时闹钟各组件设计方法，进行电路设计。

- 第三周：分组实践，搭建和调试定时闹钟电路。

3. 教学内容列举：- 数字电路基本组件的原理与应用。

- 定时闹钟电路的原理与设计方法。

- 闹钟电路的搭建、调试及优化。

- 数字电路设计工具的使用。

本章节教学内容紧密结合课程目标，注重科学性和系统性，通过理论与实践相结合的教学方式，使学生掌握数字电路设计的基本方法和技能。

自动打铃声控制器的设计一．设计目的：⏹让学生掌握组合逻辑电路、时序逻辑电路及数字逻辑电路系统的设计、安装、测试方法；⏹进一步巩固所学的理论知识，提高运用所学知识分析和解决实际问题的能力；⏹初步掌握使用EDA（电子设计自动化）工具设计数字逻辑电路的方法，包括设计输入、编译、软件仿真、下载和硬件仿真等全过程；⏹经过查资料、选方案、设计电路、撰写设计报告、使学生得到一次较全面的工程实践训练，通过理论联系实际，提高和培养创新能力，为后续课程的学习，毕业设计，毕业后的工作打下基础。

二．设计要求及采用的器件和软件；1．设计要求和所实现的功能：该数字式自动打铃机控制器的功能有控制电铃、控制电灯、控制广播、校时、分冬夏作息时间等。

因此其输出必须有三个输出信号来控制电铃、电灯和广播。

校时功能可通过对输入端的触发来实现,每天中午12 点准时校时, 当北京时间12 点整时, 给输入端一个触发, 使控制器自动复位到12 点。

作息时间表如下所示2．采用的软件：在Windows平台上运行的ispEXPERT编程软件，以及ABEL-HDL可编程IC设计应用语言编译等软件。

3.采用器件：TDS系列数字电路实验系统ISP1016可编程逻辑器件PC计算机。

三．设计思想及模块本设计采用的是由ABEL-HDL源文件组成的设计，由一个控制器模块完成了所有的功能，节省了空间开销和系统反应时间。

从外部看，只要有三个输入和三个输出就能满足要求，如图所示。

控制器框图如图所示。

CLK—外部时钟脉冲输入，频率为1Hz。

SET—校时，高电平有效。

MODE—模式选择。

“1”为夏季作息时间，“0”为冬季作息时间。

SPEAK—输出信号，控制广播。

LAMP—输出信号，控制电灯。

RING—输出信号，控制电铃。

该控制器需要一个内部计数器来计时，共需计24个小时，分别由三个计数器来承担，计时精确到秒。

在这里，需要用到的内部信号只有min和hour，通过对min和hour的检测，可以定时触发广播，打铃，开关灯。

普通本科毕业设计题目：自动打铃系统的EDA设计和仿真学院软件与通信工程学生姓名学号专业电子信息工程届别09级指导教师职称二〇一三年五月普通本科生毕业论文（设计）诚信承诺书摘要自动打铃系统可以为学校上下课时间的准确控制提供方便，并且也可以在办公室、工厂等一些场合起到提醒人们时间的作用，因此打铃器的设计有一定的实际意义。

本次设计模拟学校的打铃系统，是在Quartus II软件平台上使用硬件描述语言（HDL）语言进行设计和仿真，系统包括了24小时的计时功能、时分秒数字显示功能、时间设置功能和基本打铃等功能。

系统由时钟模块、定时模块、选择模块、闹铃模块、打铃模块、显示模块组成，由按键进行时钟的校准、复位、启用等。

本文在介绍电子设计自动化（EDA）技术的基础上，着重阐述了如何使用EDA技术进行系统的开发，以及如何实现学校打铃系统。

通过仿真验证，打铃器具有正常计时、定时报警、报警时长设定等功能，可为日常作息提供准确、便捷的提醒。

系统运行稳定，设计方法可行。

【关键词】打铃系统硬件描述语言电子自动化AbstractThe system of automatically bell provides great convenience for student to control the accurate bell-time in school, and also plays an important role in the work and life in offices, factories,and many other occasions. So it is of great practical significance for us.This design is based on the Software platforms of Quartus using hardware description language (HDL) to carry on the design and simulation. The system includes calculating displaying and setting the right time in hour, minute and second and so on. This system is made of five modules,including the clock module, time decoding module, alarm clock, control module, ringing the bell module,display module, etc. You can press the keys to start or stop the clock and correct or clean the time. Based on describing devices of EDA,this article focuses on the development method and the way to implement a school bell system.Through simulation and practical test, this system has the function of normal timing, alarming, alarming-time setting, which can provide convenient and accurate remind of daily routine.It is proved that the operation of this system is stable, and the design method is possible.【Key words】Alarm Clock System；Hardware Description Language；Electronic Design Automation目录1 绪论 (1)1.1 研究背景与意义 (1)1.2 本文的主要研究内容和任务 (2)1.2.1 EDA的发展历程 (2)1.2.1 EDA技术的优点 (2)1.3 器件及工具介绍 (3)1.3.1 QuartusⅡ设计步骤 (3)1.3.2 VHDL语言特点 (3)2.1 时钟模块 (6)2.1.1 六十进制计数器模块 (7)2.1.2 二十四进制计数器模块 (8)2.2 定时模块 (8)2.3 选择模块 (9)2.4 闹钟模块 (11)2.5 打铃模块 (12)2.5.1 打铃时间设置 (12)2.5.2 打铃时长设置 (14)2.7 电源模块 (14)2.8 本章小结 (15)3 设计结果与仿真分析 (16)3.1 时钟模块仿真分析 (16)3.1.1 六十进制计数器仿真分析 (16)3.1.2 二十四进制计数器仿真分析 (16)3.1.3 时钟计时器器仿真分析 (17)3.2 定时模块的仿真分析 (17)3.3 选择模块仿真分析 (18)3.4 闹钟模块仿真分析 (18)3.5 打铃模块仿真分析 (19)3.5.1 打铃时间仿真分析 (19)3.5.2 打铃时长仿真分析 (19)3.6 本章小结 (20)致谢 (22)参考文献 (23)附录 (24)1 绪论1.1 研究背景与意义二十一世纪的今天，电子技术的发展已经到非常成熟的阶段，并且我们也体会到了电子技术是一个永不衰败的行业，因为电子技术的广泛应用和不断的发展，现在已经遍及到了各个行业及不同领域。

fpga自动打铃器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生理解FPGA的基本原理和功能，掌握FPGA在数字系统设计中的应用。

2. 学生掌握Verilog HDL硬件描述语言的基本语法和编程技巧，能够编写简单的数字电路模块。

3. 学生掌握自动打铃器系统的设计原理，能够利用FPGA实现一个具有定时功能的自动打铃器。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，进行FPGA开发环境搭建，并完成基本的程序编写与烧录。

2. 学生能够运用Verilog HDL语言设计简单的数字电路，具备一定的硬件编程能力。

3. 学生通过实际操作，提高动手能力，培养解决实际问题的能力。

情感态度价值观目标：1. 学生通过课程学习，培养对电子信息技术领域的兴趣和热情，激发创新意识。

2. 学生在团队协作中，学会沟通与交流，培养合作精神，增强团队意识。

3. 学生在学习过程中，养成严谨、求实的科学态度，提高自主学习能力。

课程性质：本课程为电子信息类课程的实践环节，结合理论知识与实际操作，培养学生运用FPGA技术解决实际问题的能力。

学生特点：学生具备一定的数字电路基础，对硬件编程有一定了解，但实际操作能力有待提高。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，通过项目驱动的教学方法，引导学生主动参与，提高学生的实际操作能力。

在教学过程中，注重分层教学，关注个体差异，使每位学生都能在原有基础上得到提高。

同时，关注学生的情感态度价值观的培养，全面提高学生的综合素质。

二、教学内容1. 数字电路基础回顾：逻辑门电路、组合逻辑电路及时序逻辑电路的基本原理和设计方法。

2. FPGA基本原理：FPGA的结构、工作原理，以及FPGA在现代数字系统中的应用。

3. Verilog HDL语言：Verilog HDL的基本语法、数据类型、运算符、模块结构，以及常用语句的使用方法。

4. 自动打铃器系统设计：a. 系统需求分析：明确自动打铃器的基本功能，如定时打铃、铃声时长设定等。

当计数至1010时，LD=0， 异步置数，0000，计数0~9； 此时LD出现上升沿，D 触发器接收信号，置1；
U/D=0，加法计数；
继续计数：10、11、12； （十位由D触发器输出， 个位由191输出）
当计数到13，即191刚出现0011时，U/D=1，RD=0, 191开始减计数2变1，D触发器清零，即从12翻至1.
CD4060
1 11 10 1 14级计数器
12脚应接地
3脚Q14： 输出2Hz
石英晶体
C2
VDD C1 16 1
Q10 15 2
Q8 14 3
Q9 13 4
CLR CP1 CP0 12 5 11 6 10 7
CP0 9 8
22
32768Hz
CD4060
15分频电路构成的秒脉冲电路
23
三、单元电路的设计
35
三、单元电路的设计

振荡器的设计 分频器的设计


时、分、秒计数器的设计
译码显示电路设计


校时电路的设计
定时控制电路的设计


正点报时电路的设计
报整点时数电路的设计
触摸报时电路的设计
36
4．译码显示电路设计
74LS47、74LS48为BCD—7段译码/驱动器。 74LS47可用来驱动共阳极的发光二极管显示器示器； 74LS48则用来驱动共阴极的发光二极管显示器。

“快校时”是，通过开关控制，使计数器对1Hz 的校时脉冲计数。

“慢校时”是用手动产生单脉冲作校时脉冲。
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5．校时电路的设计
至时个位计数器 至分个位计数器 需要注意的是，校时电路是由与非门构 成的组合逻辑电路，开关S1或S2为“0” & & 或“1”时，可能会产生抖动，接电容C1 、C2可以缓解抖动。必要时还应将其改 如果校时脉冲由 & & & & 为去抖动开关电路 单次脉冲产生器 分十位 S2为校“时 S1秒十位 为校“分 提供，则可以进 1 1 进位脉冲 进位脉冲 ”用的控 ”用的控 行“慢校时” 当S1或S2分别 校时脉冲 制开关 制开关 为“0”时可 S S C C 进行“快校时 3.3k 3.3k ” 0.01F 0.01F

数字电子技术课程设计题目：自动打铃器学院：计算机与电气自动化学院专业：电气工程及其自动化班级：电气工程0902班学号： 200902011110学生姓名：李慧敏指导教师：朱爱英烟台南山学院教务处制摘要为方便人们的日常生活，优化学校、机关等单位的计时系统，采用以数字电路为基础设计了一种的自动打铃器。

本电路由电源，显示电路，按键控制电路，功放电路四部分组成。

这次设计利用了数字芯片555的定时和计数功能，来完成时间的计时、校时和定时功能。

用LM12864液晶显示时、分、秒。

选用蜂鸣器模拟现实的电铃实现打铃，其中计时和定时功能是软件为主，硬件为辅。

而校时功能是软件为辅，由外部按键控制，实现加一与减一的操作。

本次设计利用函数信号发生器来进行脉冲信号的输出、利用74160N来设置十进制和六进制的进位输出、利用数码显示器来显示时间、利用或门、与门、非门、与非门、等电路元件进行组合、级联后得到设计所要求的电路图。

关键词：计时，校时，定时，自动打铃目录摘要................................................................... - 1 - 第一章绪论............................................................. - 3 -1.1 课题背景........................................................ - 3 -1.2 自动打铃器的简介................................................ - 3 - 第二章方案设计......................................................... - 3 -2.1 方案论证........................................................ - 3 -2.2 方案分析........................................................ - 4 - 第三章电路设计......................................................... - 4 -3.1 设计过程........................................................ - 4 -3.2 总体设计框图.................................................... - 5 -3.3 分频电路........................................................ - 7 -3.4 扫描电路，即时间显示功能的实现.................................. - 7 -3.5 响铃电路........................................................ - 7 -3.6 打铃器.......................................................... - 7 - 第四章调试与仿真....................................................... - 8 -4.1 测试计时系统.................................................... - 9 -4.2 测试校时系统.................................................... - 9 -4.3 测试定时系统.................................................... - 9 - 第五章总结............................................................. - 9 - 参考文献............................................................... - 10 -第一章绪论1.1 课题背景随着科学技术的发展，原来老式的打铃器已渐渐淡出人们的生活，为方便人们的日常生活，优化学校、机关等单位的计时系统，采用数字电路为基础设计的自动打铃器，此设计利用了数字芯片的定时和计数功能。

电子打铃器数电课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解数字电路基础知识，掌握电子打铃器的基本原理和设计方法。

2. 使学生掌握电子元件的功能和连接方式，能够正确识别和使用常见的电子元器件。

3. 让学生掌握数字逻辑电路的搭建和测试方法，能够分析电子打铃器的工作过程。

技能目标：1. 培养学生运用所学知识进行电子打铃器设计和制作的能力。

2. 培养学生动手操作、团队协作和解决问题的实践能力。

3. 提高学生运用数字电路知识解决实际问题的能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣和热情，激发学生的创新意识。

2. 培养学生严谨、细心的科学态度，养成良好的人际沟通和团队协作能力。

3. 增强学生的环保意识，认识到电子技术在节能环保方面的重要性。

课程性质：本课程为实践性较强的电子技术课程，以电子打铃器为载体，让学生在实际操作中掌握数字电路知识。

学生特点：学生为初中年级，具有一定的物理基础和动手能力，对电子技术感兴趣，但需进一步培养实践操作和团队协作能力。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，以学生为主体，教师为主导，引导学生主动参与，培养其创新思维和实践能力。

通过本课程的学习，使学生达到上述课程目标，为后续相关课程打下坚实基础。

二、教学内容1. 数字电路基础知识：逻辑门电路、触发器、计数器等基本概念和原理，重点讲解与电子打铃器相关的数字电路知识。

2. 电子元器件：介绍常用电子元器件（如电阻、电容、二极管、三极管等）的原理、功能及使用方法。

3. 电子打铃器原理：分析电子打铃器的工作原理，包括时钟电路、分频电路、音频放大电路等。

4. 数字电路设计方法：学习数字电路设计的基本方法，结合电子打铃器实例，进行电路设计和分析。

5. 电路搭建与测试：教授如何搭建和测试电子打铃器电路，包括焊接技巧、仪器使用、故障排查等。

教学大纲安排：第一课时：数字电路基础知识，介绍电子打铃器涉及的数字电路原理。

第二课时：电子元器件认识，学习元器件的选型和连接方式。

学校打铃系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生理解学校打铃系统的基本组成部分，包括电源、时钟、控制器和扬声器。

2. 学生掌握打铃系统的工作原理，了解时间同步和信号传输的相关概念。

3. 学生能够描述学校打铃系统在日常运作中的重要性及其对校园生活的具体影响。

技能目标：1. 学生能够通过观察和实际操作，分析打铃系统的电路图，并进行简单的故障判断。

2. 学生通过小组合作，设计并展示一个简单的打铃系统模型，培养动手能力和团队协作能力。

3. 学生能够运用所学知识，对打铃系统的优化提出至少一条合理的建议。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对校园设施的科学探究兴趣，激发他们对工程技术的好奇心和创新意识。

2. 通过学习学校打铃系统，增强学生的校园责任感，认识到每一项校园设施的正常运作对学习和生活秩序的重要性。

3. 增进学生对时间管理和集体协作的重视，培养遵守时间、尊重他人劳动成果的良好习惯。

课程性质：本课程属于科技实践类课程，结合物理知识和实际应用，旨在提高学生的综合实践能力。

学生特点：考虑到学生所在年级的特点，课程设计将注重理论与实践相结合，通过直观的教学活动和动手操作，增强学生的学习兴趣和参与度。

教学要求：教学过程中应注重启发式教学，鼓励学生提问和思考，通过小组合作和讨论，促进知识的内化和技能的形成。

同时，注重课程的可操作性，确保每位学生都能参与到实践中来，达到课程目标所设定的具体学习成果。

二、教学内容1. 打铃系统的基本组成与功能- 介绍电源、时钟、控制器和扬声器的原理与作用。

- 分析各组成部分之间的联系，理解整个打铃系统的协同工作。

2. 打铃系统的工作原理- 学习时间同步技术，理解时钟在打铃系统中的作用。

- 探讨信号传输的方式，了解控制器如何控制打铃。

3. 打铃系统在实际应用中的优缺点分析- 分析现有打铃系统的运作情况，识别可能存在的问题。

- 探讨如何优化打铃系统，提高其稳定性和效率。

4. 打铃系统模型的制作与展示- 分组设计并制作一个简易的打铃系统模型。

打铃系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解打铃系统的基本组成部分及其功能。

2. 使学生掌握打铃系统的工作原理，包括电路组成、信号传输等基础知识。

3. 帮助学生了解打铃系统在日常生活中的应用，以及相关的安全知识。

技能目标：1. 培养学生动手操作能力，能正确连接打铃系统的电路。

2. 提高学生的问题分析能力，能针对打铃系统故障进行排查和解决。

3. 培养学生的团队合作意识，通过小组合作完成打铃系统的设计与搭建。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对电子技术的兴趣，培养他们探索科学的精神。

2. 培养学生遵守实验室规则，养成良好的实验操作习惯。

3. 增强学生的安全意识，让他们明白安全用电的重要性。

分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程旨在让学生在掌握打铃系统相关知识的基础上，提高他们的实践操作能力和问题解决能力。

课程目标具体、可衡量，便于教师进行教学设计和评估。

通过本课程的学习，学生将能够了解打铃系统的基本原理，学会安全使用电子设备，并在实践中培养团队合作精神和科学探索精神。

二、教学内容1. 打铃系统的基本组成：介绍打铃系统的各部分组件，如电源、控制开关、电铃、信号传输线路等，让学生了解各部分的作用和相互关系。

教材章节：第二章第三节2. 打铃系统的工作原理：讲解打铃系统的电路原理，包括电路图的识别、信号传输过程等，使学生理解打铃系统的工作机制。

教材章节：第二章第四节3. 打铃系统的设计与搭建：引导学生学习如何设计简单的打铃系统电路，并进行搭建，培养他们的动手操作能力。

教材章节：第三章第一节4. 打铃系统故障排查：教授学生分析打铃系统可能出现的故障，掌握排查故障的方法和技巧。

教材章节：第三章第二节5. 打铃系统的应用与安全知识：介绍打铃系统在实际生活中的应用，强调安全用电的重要性，提高学生的安全意识。

教材章节：第三章第三节教学内容安排与进度：第一课时：打铃系统的基本组成第二课时：打铃系统的工作原理第三课时：打铃系统的设计与搭建（实践操作）第四课时：打铃系统故障排查（实践操作）第五课时：打铃系统的应用与安全知识教学内容科学、系统，注重理论与实践相结合，旨在帮助学生全面掌握打铃系统的相关知识。