数字日历电路的设计
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数字逻辑课程设计电子日历一、课程目标知识目标:1. 理解数字逻辑电路的基本原理,掌握电子日历的核心组成部分及其功能。
2. 学会运用逻辑门、触发器等数字电路元件进行电子日历的设计与实现。
3. 掌握数字电路的时序分析,理解电子日历中时间计数、显示等功能的实现方法。
技能目标:1. 能够运用所学知识,设计并搭建简单的电子日历电路,实现日期、时间的显示功能。
2. 培养学生的动手实践能力,学会使用相关仪器、设备进行电路调试与优化。
3. 提高学生的问题分析能力,使其能够针对电子日历的设计过程中遇到的问题,提出合理的解决方案。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对数字逻辑电路的兴趣,激发其学习热情和探究精神。
2. 培养学生的团队合作意识,使其在课程实践过程中学会互相交流、协作。
3. 引导学生关注科技发展,认识到数字逻辑电路在日常生活和科技领域中的重要作用,培养学生的社会责任感和使命感。
课程性质:本课程为数字逻辑课程设计实践环节,以理论为基础,注重培养学生的实践能力和创新能力。
学生特点:学生已具备一定的数字逻辑基础,具有较强的学习兴趣和动手实践能力,但部分学生对电路设计、调试过程可能存在一定程度的困难。
教学要求:结合学生特点,采用理论讲解与实践操作相结合的教学方式,引导学生主动参与,注重个别辅导,确保课程目标的实现。
在教学过程中,将目标分解为具体的学习成果,以便进行后续的教学设计和评估。
二、教学内容1. 数字逻辑基础回顾:逻辑门、触发器、计数器等基本元件的功能与原理,为电子日历设计打下基础。
2. 电子日历的组成与原理:讲解电子日历的各个组成部分,如时钟电路、分频器、计数器、显示电路等,阐述其工作原理及相互关系。
3. 电路设计与仿真:指导学生使用相关软件(如Multisim、Proteus等)进行电子日历电路设计,并进行仿真实验,分析电路性能。
4. 电路搭建与调试:学生根据设计方案,搭建实际电路,进行调试与优化,确保电子日历的功能实现。
《EDA技术及应用》数字日历电路的设计1 系统设计1.1 设计要求1.1.1 设计任务设计并制作一台数字日历。
1.1.2 性能指标要求①用EDA实训仪的I/O设备和PLD芯片实现数字日历的设计。
②数字日历能够显示年、月、日、时、分和秒。
③用EDA实训仪上的8只八段数码管分三屏分别显示年、月、日和时、分、秒,即在一定时间段内显示年(如002022),一段时间段内月、日(如000101),然后在另一时间段内显示时、分、秒(如120000),两个时间段能自动倒换。
④数字日历具有复位和校准年、月、日、时、分、秒的按钮,但校年和校时同用一个按钮,即在显示年、月、日时用此按钮校年,在显示时、分、秒时则用此按钮校时,依此类推。
1.2 设计思路及设计框图1.2.1设计思路通过EDA课程的学习,总体设计中包括显示部分、计时部分、控制部分、校时部分、年月日部分以及分频功能。
之后运用Verilog HDL语言编写60进制、24进制、年月日模块(nyr2022.)、控制模块(contr)、校时选择模块(mux_4)、显示选择模块(mux_16)和分频器的源程序,分别生成元件符号,然后将各个模块连接起来画成原理图再下载到实训箱上,调节开关及按钮来实现数字日历的功能。
1.2.2总体设计框图2 各个模块程序的设计1.1 年月日模块clrn是异步清除输入端,低电平有效;clk是时钟输入端,上升沿有效;jn、jy和jr分别是校年、校月、校日输入端;qn[15..0]、qy[7..0]、qr[7..0]分别是年、月、日的输出端。
1.2 控制模块控制模块上的clk给的是1s时钟脉冲,k是一个两位的控制输出端,所以k可以有4个值,它与显示模块共同控制年月日,时分秒,月日显示的切换。
1.3 校时选择模块①当k=0时,开关j1,j2,j3校秒时分然后将信号分别送到jsq模块的jm(校秒)、jf(校分)、js(校时)。
②当k=1时,开关j1,j2,j3校年月日然后将信号分别送到nyr模块的jr(校日)、jy(校月)、jn(校年)。
题目:数字日历电路班级:姓名:数字日历电路一、设计任务及要求:1、用5个数码管分别显示月、日、星期;2、月、日的计数器显示均从1开始,每月按30天算;3、对星期的计数显示从1到6再到日(日用8代替)。
二、方案设计与论证:日历是一种日常使用的出版物,用于记载日期等相关信息。
每页显示一日信息的叫日历,每页显示一个月信息的叫月历,每页显示全年信息的叫年历。
有多种形式,如挂历、座台历、年历卡等,如今又有电子日历。
逢年过节,往往会送亲友日历已显亲情友情可日历在现代社会中是很重要的。
而纸制日历对森林保护不利,因此设计电子日历意义重大。
在设计日历倒计时器时,采用了模块化的思想,将日历分为三个部分:日期、月份及年份,使得设计简单、易懂。
本设计能进行月、日、星期的的计数,在社会生活中具有实际的应用价值。
下面就是我们组设计电子日历的主要思路:本数字日历电路计数显示电路和控制电路组成,计数显示电路主要由同步十进制计数器74LS160构成日期、月份和星期计数器,然后通过译码器数码管显示出来控制调节电路则用了组合控制逻辑电路去控制日期计数器及月计数器的置数端和使能端,从而实现日期和月份的调节功能。
星期显示在脉冲作用下,从星期一到星期日循环计数,从而形成星期随着日期循环显示。
综上,该方案是具体可行的。
三、设计原理及框图:本数字日历电路主要由五个加计数器160、五个48译码器、显示器、控制开关构成。
它们的工作原理是:用两片十进制计数器74LS160同步预置数(高位置入0000,低位置入0001)构成日期计数器,使其每次从一开始计数,从日期计数器的输出三十这个信号使其同时给月计数器的CP端信号使其计数,最后给日计数器的低位以信号源使其计数,同时在脉冲的作用下,使星期循环计数,随着日期的变化而变化。
74LS48译码器将信号传给显示器显示数据。
四、各单元电路设计与分析:1、日期计数显示电路:日期计数器采用两片十进制计数器74LS160同步预置数构成,控制置数端使其每次从1开始计数(对应每月第一天)。
成绩批阅教师日期桂林电子科技大学实训报告2016-2017学年第1学期学院海洋信息工程学院课程 EDA综合实训姓名钟朝林学号 1416030218 指导老师覃琴日期 2016/12/29实训题目:数字日历电路的设计1 概述1.1 设计要求1.1.1 设计任务设计并制作一台数字日历。
1.1.2 性能指标要求①用EDA实训仪的I/O设备和PLD芯片实现数字日历的设计。
②数字日历能够显示年、月、日、时、分和秒。
③用EDA实训仪上的8只八段数码管分两屏分别显示年、月、日和时、分、秒,即在一定时间段内显示年、月、日(如20080101),然后在另一时间段内显示时、分、秒(如00123625),两个时间段能自动倒换。
④数字日历具有复位和校准年、月、日、时、分、秒的按钮,但校年和校时同用一个按钮,即在显示年、月、日时用此按钮校年,在显示时、分、秒时则用此按钮校时,依此类推。
1.2 总体设计基本原理及框图1.2.1 基本原理日历主要由年月日模块、时分秒模块、控制模块、显示模块、校时模块组成。
采用3个公用按钮j1、j2、和j3完成时分秒或年月日的校时,用8只七段数码管分时完成时分秒或年月日的显示。
设计电路的计时器模块(jsq24)用于完成一天的24小时计时;年月日模块接收计时器模块送来的“天”脉冲进行计数,得到日月年的显示结果,控制模块产生控制信号k,控制数码显示器显示年月日,还是时分秒,或者自动轮流显示;校时选择模块在k信号的控制下,选择将j1、j2和j3这3个校时按钮产生的信号是送到计时器模块的校秒、校分和校时输入端,还是送到年月日模块的校天、校月、校年输入端;显示选择模块在k信号的控制下,选择是将计时器模块的时、分、秒状态信号,还是将年月日模块的年、月、日状态信号送到数码管显示器显示。
1.2.2 总体框图2 系统软件设计分析2.1年月日模块module r(clrn,clk,jn,jy,jr,qn,qy,qr); //年月日模块input clrn,clk,jn,jy,jr;output reg[15:0] qn;reg [15:0] qn1;output reg[7:0] qy,qr;reg clkn,clky;reg[7:0] date;reg clkn1,clkn2,clkn3;initial begin clkn1=1;clkn2=1;clkn3=1;endinitial begin qn='h2011;qn1=2011;qy=1;qr=1;endalways @(posedge (clk^jr) or negedge clrn)// 日计时模块beginif(~clrn)qr=1;else beginif(qr==date)begin qr=1; clky=1;endelse begin qr=qr+1;clky=0;endif(qr[3:0]=='ha)beginqr[3:0]=0;qr[7:4]=qr[7:4]+1;endendendalways @(posedge (clky^jy) or negedge clrn)//月计时模块beginif(~clrn) qy=1;else beginif(qy=='h12) begin qy=1;clkn=1;endelse begin qy=qy+1;clkn=0;endif(qy[3:0]=='ha)beginqy[3:0]=0;qy[7:4]=qy[7:4]+1;endendendalwayscase(qy)'h01:date='h31;'h02:beginif((qn1%4==0)&(qn1%100 != 0)|(qn1%400==0))date='h29;else date='h28;end'h03:date='h31;'h04:date='h30;'h05:date='h31;'h06:date='h30;'h07:date='h31;'h08:date='h31;'h09:date='h30;'h10:date='h31;'h11:date='h30;'h12:date='h31;default: date='h30;endcaseendalways @( posedge (clkn^jn) or negedge clrn) //年计时模块 beginif(~clrn)begin qn[3:0]=1;qn1=2011;endelse begin if(qn[3:0]==9)qn[3:0]=0;else begin qn[3:0]=qn[3:0]+1;qn1=qn1+1;endif(qn[3:0]==9)clkn1=0;else clkn1=1;endendalways @(posedge clkn1 or negedge clrn)beginif(~clrn)qn[7:4]=1;else begin if(qn[7:4]==9) qn[7:4]=0;else qn[7:4]=qn[7:4]+1;if(qn[7:4]==9) clkn2=0;else clkn2=1;endendalways @(posedge clkn2 or negedge clrn)beginif(~clrn)qn[11:8]=0;else begin if(qn[11:8]==9) qn[11:8]=0;else qn[11:8]=qn[7:4]+1;if(qn[11:8]==9) clkn3=0;else clkn3=1;endendalways @(posedge clkn3 or negedge clrn)if(~clrn)qn[15:12]=2;else if(qn[15:12]==9) qn[15:12]=0;else qn[15:12]=qn[15:12]+1;endendmodule2.2时分秒模块module cnt60(clk,clrn,j,q,cout);//分和秒计时input clk,clrn,j;output reg[7:0] q;output reg cout;always @(posedge clk^j or negedge clrn )beginif (~clrn) q=0;else beginif (q=='h59) begin q=0;cout=1;endelse begin q=q+1;cout=0;endif (q[3:0]=='ha) beginq[3:0]=0;q[7:4]=q[7:4]+1;endendendendmodulemodule cnt24(clk,clrn,j,q,cout);//小时计时input clk,clrn,j;output reg[7:0] q;output reg cout;always @(posedge clk^j or negedge clrn )beginif (~clrn) q=0;else beginif (q=='h23) begin q=0;cout=1;endelse begin q=q+1;cout=0;endif (q[3:0]=='ha) beginq[3:0]=0;q[7:4]=q[7:4]+1;endendendendmodule2.3控制模块module contr(clk,k1,k2,k);input clk,k1,k2;output reg k;reg [3:0] qc;reg rc;always @(posedge clk)begin qc=qc+1;if (qc<8) rc=0;else rc=1;case ({k1,k2})0:k=rc; //八秒显示年月日八秒显示时分秒的自由转换 1:k=0;//显示并且校准时分秒2:k=1; //显示并且校准年月日3:k=rc;endcaseendendmodule2.4显示模块module mux_16(k,qm,qf,qs,qr,qy,qn,q);input k;input [7:0]qm,qf,qs,qr,qy;input [15:0] qn;output reg [31:0]q;alwaysbeginif (k==0) beginq[31:24]=0;q[23:0]={qs,qf,qm};endelse q={qn,qy,qr};endendmodule2.5校时模块module mux_4(k,jm,jf,js,jr,jy,jn,j1,j2,j3); input k,j1,j2,j3;output reg jm,jf,js,jr,jy,jn;alwaysbeginif (k==0) {jm,jf,js}={j1,j2,j3};else {jr,jy,jn}={j1,j2,j3};endendmodule2.6闹钟模块module naozhong(qs,qf,led,zt);input zt;input[7:0] qs,qf;output led;reg led;alwaysbeginif (qs=='h06&&qf=='h01) //6:01闹钟开始闪烁led=1;elseled=0;if(zt==1) led=0; // 在任意时刻都可以关掉闹钟endendmodule2.7分频器模块module FENP(clk,newclk);input clk;output reg newclk;reg[24:0] cnter;always @(posedge clk)beginif(cnter<20000000) cnter=cnter+1;else cnter=0;if (cnter<10000000) newclk=1;elsenewclk=0;endendmodule3 系统测试(调试)3.1 测试仪器与设备计算机,EDA实训仪。
电路课程设计数字日历一、教学目标本章课程的设计目标是使学生掌握数字日历的电路设计与实现。
在知识目标上,期望学生能够理解数字电路的基本组成原理,掌握常用的逻辑门电路及其功能,了解时序逻辑电路的构成及工作原理。
技能目标方面,学生应能够运用基本的逻辑门电路设计简单的数字电路,并利用时序逻辑电路实现数字日历的功能。
情感态度价值观目标上,通过课程的学习,培养学生对电子技术的兴趣,提高学生解决实际问题的能力,并培养学生的创新思维和团队协作精神。
二、教学内容本章的教学内容主要包括数字电路的基本概念、逻辑门电路、时序逻辑电路以及数字日历的设计与实现。
具体到教材的章节,包括第3章的数字电路基础,第4章的逻辑门电路,第5章的时序逻辑电路,以及第6章的数字日历设计。
三、教学方法为了实现教学目标,将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。
首先,通过讲授法向学生传授数字电路的基本知识和设计原理。
其次,利用讨论法引导学生深入理解逻辑门电路和时序逻辑电路的工作原理,并通过案例分析法分析数字日历的实际设计案例。
此外,还将运用实验法,让学生亲自动手设计并实现数字日历电路,从而加深对理论知识的理解和应用。
四、教学资源教学资源的选择和准备将围绕教学目标和内容进行。
教材方面,选用《数字电路与逻辑设计》作为主教材,辅助以《数字电路实验指导书》进行实践操作。
参考书目包括《数字电路与应用》和《数字电路设计原理》。
多媒体资料方面,准备相关的教学PPT和视频教程,以便学生课后自学。
实验设备方面,确保每个学生都能在实验室中使用数字电路实验板进行实践操作。
五、教学评估教学评估是检验教学效果的重要手段。
本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等多个方面。
平时表现主要评估学生的课堂参与度、提问回答、小组讨论等,旨在培养学生的主动思考和沟通能力。
作业方面,将布置与课程内容相关的设计项目和电路实验,要求学生在规定时间内完成,以此检验学生对知识的理解和应用能力。
数字电子技术课程设计报告题目:数字日历电路班级:姓名:数字日历电路一、设计任务及要求:1、用5个数码管分别显示月、日、星期;2、月、日的计数器显示均从1开始,每月按30天算;3、对星期的计数显示从1到6再到日(日用8代替)。
二、方案设计与论证:日历是一种日常使用的出版物,用于记载日期等相关信息。
每页显示一日信息的叫日历,每页显示一个月信息的叫月历,每页显示全年信息的叫年历。
有多种形式,如挂历、座台历、年历卡等,如今又有电子日历。
逢年过节,往往会送亲友日历已显亲情友情可日历在现代社会中是很重要的。
而纸制日历对森林保护不利,因此设计电子日历意义重大。
在设计日历倒计时器时,采用了模块化的思想,将日历分为三个部分:日期、月份及年份,使得设计简单、易懂。
本设计能进行月、日、星期的的计数,在社会生活中具有实际的应用价值。
下面就是我们组设计电子日历的主要思路:本数字日历电路计数显示电路和控制电路组成,计数显示电路主要由同步十进制计数器74LS160构成日期、月份和星期计数器,然后通过译码器数码管显示出来控制调节电路则用了组合控制逻辑电路去控制日期计数器及月计数器的置数端和使能端,从而实现日期和月份的调节功能。
星期显示在脉冲作用下,从星期一到星期日循环计数,从而形成星期随着日期循环显示。
综上,该方案是具体可行的。
三、设计原理及框图:本数字日历电路主要由五个加计数器160、五个48译码器、显示器、控制开关构成。
它们的工作原理是:用两片十进制计数器74LS160同步预置数(高位置入0000,低位置入0001)构成日期计数器,使其每次从一开始计数,从日期计数器的输出三十这个信号使其同时给月计数器的CP端信号使其计数,最后给日计数器的低位以信号源使其计数,同时在脉冲的作用下,使星期循环计数,随着日期的变化而变化。
74LS48译码器将信号传给显示器显示数据。
四、各单元电路设计与分析:1、日期计数显示电路:日期计数器采用两片十进制计数器74LS160同步预置数构成,控制置数端使其每次从1开始计数(对应每月第一天)。
基于单片机的多功能电子万年历的设计摘要随着科技的快速发展,自从观太阳、摆钟到现在电子钟,人类不断研究,不断创新纪录。
本文主要介绍了基于单片机的智能电子万年历的研制,该万年历能够实时显示公历年、月、日、时、分、秒,以及对应的农历日期、24节气、天干地支、闹铃功能,同时还能够实时测取环境温度。
本系统的硬件部分主要由A VR单片机、时钟芯片、温度传感器等部件组成,文中给出了详细的硬件设计实现及相关电路图;软件部分主要包含公历转农历的算法设计模块、显示模块、时间的读取、温度的检测模块,按键的扫描输入模块等,文中给出了系统的软件程序流程图及各功能模块的软件程序清单,最后介绍了整体系统的设计实现、仿真及调试过程,给出了下一步的改进方案等。
关键词:单片机;液晶技术;万年历;时钟芯片Design of Multifunctional digital Perpetual Calendar Based on MCUAbstractWith the development of technology,Since the concept of the sun, Baizhong, andnow the electronic bell,human beings continue to study and constant innovation record。
This paper-based Microcontroller Development of Intelligent electronic calendar, The calendar can display real-time in the calendar year, month, day, hours, minutes and seconds,a nd the correspond ing date of the Lunar New Year, 24 Solar Terms,at the same time also to real-time measurement from the ambient temperature,In addition to the user through the keyboard input years of history,for the correspond ing period of the Lunar.The system hardware from some of the major A VR microcontroller, a number of digital control, decoder, the clock chip,temperature sensors and other components,the paper gives a detailed design and implementation of hardware and related circuit;Software contains some of the major Lunar calendar to the algorithm design module,dynamic digital display modules,time to read,temperature detection module,Press enter the scanning module.In this paper, the system software modules and flow chart of the list of software programs,Finally, the realization of the overall system design, simulation and debugging process, the next step is the improvement programmes.Keywords:MCU;crystal technology;Calendar;Clock chip目录引言 (1)第1章绪论 (2)1.1课题的背景与意义 (2)1.2 数字万年历的现状与发展 (2)1.3 论文的主要工作及章节安排 (3)1.4 本章小结 (3)第2章方案论证比较.............................................................................. (4)2.1 多功能数字万年历系统概述 (4)2.2计时方案 (4)2.3温度检测方案 (5)2.4显示方案 (5)2.5本章小结 (5)第3章系统硬件设计 (6)3.1 主控制器ATmega16 单片机介绍 (6)3.2 时钟电路DS1302 (6)3.3 温度检测DS18B20 (7)3.4 动态显示 (8)3.5 键盘接口 (8)3.6 语音闹铃模块 (8)3.7 电源设计 (9)3.8本章小结 (11)第4章系统软件设计 (12)4.1 公历计算显示程序设计 (13)4.1.1 DS1302 内部寄存器 (13)4.1.2 时间读取程序设计 (15)4.2 农历转换程序设计 (16)4.2.1 公历转农历算法研究 (16)4.2.2 干支纪年简介 (18)4.2.3 公历转农历程序 (18)4.3 温度测量程序设计 (20)4.3.1 DS18B20 的测温原理 (20)4.3.2 温度程序 (21)4.4 二十四节气算法研究 (23)4.5系统仿真 (24)4.6本章小结 (25)结论与展望 (26)致谢 (27)参考文献 (28)附录 A 电子万年历原理图 (29)附录 B 外文文献与译文 (30)英文原文: (30)中文译文: (33)附录 C 参考文献题录及摘要 (35)附录 D 电子万年历源程序 (37)插图清单图2-1 数字万年历系统框图 (4)图3-1 DS1302与ATmega16连接图 (7)图3-2 DS18B20与AtMEGA16连接图 (8)图3-3 报时电路 (9)图3-4 稳压电源原理图 (10)图3-5 电源电路 (10)图4-1 系统程序流程图 (13)图4-2 公历程序流程图 (14)图4-3 DS18B20测温原理 (21)表格清单表3-1 LCD12864显示内容 (8)表4-1 DS1302的寄存器及其控制字 (14)表4-2 RS位配置 (15)引言人类的日常生活离不开时间,任何具有周期性变化的自然现象都可以用来测量时间。
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。
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,但是它们都只是完成一种功能——计时功能,只是工作原理不同而已,在人们的使用过程中,逐渐发现了钟表的功能太单一,没有更大程度上的满足人们的需求。
因此在这里,我想能不能把一些辅助功能加入钟表中去。
在此设计中所设计的钟表不但具有普通钟表的功能,它还能实现一个额外的功能:温度测量。
且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AT89C52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.。
具有较高的实用性。
关键词:单片机AT89C52;万年历; DS18B20温度传感器;时钟芯片DS12C887AbstractIn contemporary work and busy life, time and every one of us has a very close relationship, each person affected by time. In order to better use of our own time, we must have a measure of time, resulting in a watch. Clocks is a very rapid development, from the beginning of the mechanical watches that is now widely used in digital watches, clocks, even though it is now unusual, but they are just completed a feature - a time function, working principle is different in people's use of the process, and gradually found a single watch function too, there is no greater demand to meet the people. So here, I would like to be able to watch a number of auxiliary functions to join in to.In the design of the watches designed not only has the general functionality of watches and clocks, it can achieve an additional function: temperature measurement. And digital electronic calendar using intuitive digital display, you can also display year, month, day, weekdays, hours, minutes, seconds and temperature information, but also time-calibration functions. AT89C52 single-chip microcomputer of the circuit as the core of power in small, low-pressure in the work of 3V, voltage can be selected 3 ~ 5V supply voltage.. Have a high relevance.Key words:single-chip microcomputer AT89C52; calendar; DS18B20 temperature sensor; clock chip DS12C887目录绪论 (1)1. 方案设计 (2)1.1 课题开发背景 (2)1.2 设计的目的 (2)1.3 设计的意义 (3)1.4 国内外发展 (3)1.5 总体方案论证与选择 (3)1.6 模块方案论证与选择 (4)1.6.1 时钟模块 (4)1.6.2 键盘模块 (4)1.6.3 显示模块 (5)1.6.4 温度传感器模块 (5)2. 系统总体设计 (6)2.1 电路设计框图 (6)2.2 系统硬件概述 (7)2.3 单片机AT89C52功能介绍 (7)2.4 时钟模块设计 (13)2.5 温度采集模块 (16)2.6 显示模块 (22)2.7 电源电路部分 (26)2.7.1 电路组成 (26)2.7.2 三端稳压集成电路7805 (27)2.8 键盘部分 (28)2.9 报警模块 (30)2.9.1 报警电路 (30)2.9.2 NE555芯片 (30)结论与展望 (32)结论 (32)单片机的发展趋势 (32)致谢 (33)参考文献 (34)附录一 (35)绪论电子钟已成为人们日常生活中必不可少的物品,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。
万年历设计实验报告班级:计算机控制技术年级:2011级名字:学号:指导老师:阿坝师专电子信息工程系引言电子万年历作为电子类小设计不仅是市场上的宠儿,也是现代生活不可或缺的电子器件.随着社会的不断进与发展,信息技术的逐渐提高各式各样的万年历层出不穷。
所以,电子万年历无论作为课程设计题目还是练习题目都是很有价值。
万年历设计报告一、设计题目万年历的设计二、设计要求1、能够显示“年"“月"“日”“星期”“时”“分”“秒”。
2、必须符合实际,如:在闰年的2月只能显示29天、、、、、、3、应该做到智能的进位。
4、用74LS90、74LS160、74LS161及必要的门电路去实现.三、设计目的1、通过本课程的设计,可以培养独立思考、综合用所学有关的相应知识的能力,能更好的掌握《数电》课堂所学知识。
2、掌握proteus的基本用法和仿真.四、设计原理万年历由年、月、日、星期、时、分、秒组成,其中六十进制的有分和秒;二十四进制的有小时;十二进制的有月;年用十进制表示;因此该电路主要有十进制、十二进制、二十四进制、和六十进制组成;在数字电路中有很多集成芯片可以实现以上的进制,如:74LS160、74LS190、、、、、、但是在本实验中为了方便我们选择74LS160和74LS90及必要的门电路;脉冲有两种选择一种是同步触发,另一种是异步触发,因为考虑到不同人有不同的选择,在此设计中根据需要选择不同的触发方式。
本设计主要由五大部分构成,即:时分秒、星期、日、月、年的控制.整体图1四、仿真软件在Proteus软件上仿真五、设计步骤1、时、分、秒由设计原理结构框架的分析可以得到在这里使用60进制用在分钟和秒钟的计数上面,而小时我们使用二十四进制;由我们日常生活的常识可以知道通常时、分、秒的计数往往是从“0”开始的,并且都是两位数组成他们分别为十位和个位。
对于秒钟,秒钟到了59之后秒钟的十位和个位都归零,同时向“分钟”输出一个进位信号使得分钟在原来的状态下加1,然后进入下一轮计数。
摘要电子万年历是一种非常广泛日常计时工具,对现代社会越来越流行。
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。
本设计是基于51系列的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。
万年历的设计过程在硬件与软件方面进行同步设计。
硬件部分主要由AT89C52单片机,LED显示电路,以及调时按键电路等组成。
在单片机的选择上本人使用了AT89C52单片机,该单片机适合于许多较为复杂控制应用场合。
74HC164 是 8 位边沿触发式移位寄存器,串行输入数据,然后并行输出。
软件方面主要包括日历程序、时间调整程序,公历转阴历程序,显示程序等。
所有程序编写完成后,在wave软件中进行调试,确定没有问题后,在Proteus软件中嵌入单片机内进行仿真。
最后总在老师同学的帮助以及自己的努力下完成了此次电子万年历的设计。
关键词:时钟电钟 DS1302 DS18B20 动态扫描单片机AbstractE-calendar day time is a very wide range of tools, increasingly popular in modern society. It can be year, month, day, Sunday, hours, minutes, seconds for time, but also has a leap year compensation to a variety of functions, and the DS1302's long life, small error. For the digital electronic calendar using an intuitive digital display can simultaneously display year, month, day, Sunday, hours, minutes, seconds, and temperature and other information, but also a time-calibration and other functions. The circuit uses AT89S52 microcontroller as the core, power consumption, low-voltage work in 3V, the voltage can choose 3 ~ 5V voltage supply.The design is based on 51 series of microcontrollers to the design of electronic calendar, you can display date information on when the minutes and seconds, and weeks, with adjustable date and time functions. At the same time in the design of the theoretical basis of the MCU and peripheral expansion of knowledge of the more comprehensive preparation. The hardware and software design, there is no good basic knowledge and practical experience will be greatly limited, each feature is required to achieve the kind of hardware, procedures, how to write, how to implement such algorithms, there is no certain foundation can not be good implementation. Found during the preparation process to the existing knowledge to complete the preparation of the task alone difficult,In the help of teachers and students to complete the program part of the preparation.Calendar of the design process in hardware and software to synchronize the design. Hardware mainly by the AT89C52 microcontroller, LED display circuit, and the tune composed of the circuit when the button. In the SCM choice I used the AT89C52 microcontroller, which is suitable for many of the more complex control applications. Monitor the use of two 7SEG-MPX8-CA and a 7SEG-MPX4-CA. 7SEG-MPX8-CA is a total of eight-yang diode display, 7SEG-MPX4-CA is a total offour-yang diode display. In order to more easily control the three monitors, I use three 74HC164 to drive.74HC164 is an 8-bit edge-triggered shift register, serial input data, and parallel output. The software includes calendar program, time to adjust procedures, turn the lunar calendar programs, display programs. Programs written in assembly language used in order to more easily adjust the time and the realization of the lunar calendar display. All programming is complete, the wave software debugging, make sure that no problems, in the Proteus software within a microcontroller embedded in the simulation. The final overall the teacher to help students, as well as their own efforts to complete the design of the electronic calendar.Keywords:Clock electric clock DS1302 DS18B20 Dynamic scan SCM目录第一章设计要求与方案论证 (1)第一节设计要求 (1)第二节系统基本方案选择和论证 (1)第三节电路设计最终方案决定 (3)第二章系统的硬件设计与实现 (4)第一节电路设计框图 (4)第二节系统硬件概述 (4)第三节主要单元电路的设计 (4)第三章系统的软件设计 (8)第一节程序流程框图 (8)第四章指标测试 (12)第一节测试仪器 (12)第二节硬件测试 (12)第三节软件测试 (13)第四节测试结果分析与结论 (13)致谢词 (15)参考文献 (16)附录一系统电路图 (17)附录二系统使用说明书 (18)第一章设计要求与方案论证第一节设计要求一、基本要求:1.具有年、月、日、星期、时、分、秒等功能;2.时间与阴、阳历能够自动关联;3.具有温度计功能;4.具备年、月、日、星期、时、分、秒校准功能。
课程设计报告
课程名称:数字日历电路的设计
目的与要求
(1)设计基准脉冲电路产生的信号;
(2)能进行年、月、日的计时以及独立的时间显示电路;
(3)能进行星期的显示;
(4)快速校时;
(5)充分结合和利用所学的内容来完成;
(6)选作内容
○1可以进行某年某月某日的备忘预设置,到达备忘日期后,该日期可以以4Hz的频率闪动;
○2可以进行某年某月某日的备忘预设置,到达备忘日期后,报警灯闪动。
原理及方案
(1)多谐振荡器电路:这里利用了555定时器和RC组成的多谐振荡器,产生1kHz的信号。
(2)分频器电路:利用三片74LS90集成芯片构成分频器将1kHz信号分频得到1Hz的秒脉冲信号,同时再利用一片74LS90芯片得到2Hz的校时信号。
(3)校时电路:利用一个开关和或门逻辑元器件组合而成。
可以分别对时间和年、月、日等进行校时。
(4)译码显示器:采用了共阴极的七段数字显示器,和译码器74LS48集成芯片组合成。
(5)时、分、秒计数电路:分别用两片74LS90集成芯片组成24进制、60进制、60进制作为时间的计数,均从0开始计数。
(6)星期计数电路:由74LS161构成的,从1开始计数到6,然后跳到8(星期日),完成一个星期的计数。
(7)年、月、日计数电路:年份的计数用4片74LS90构成104进制计数,月份由两片74LS90构成12进制并从1开始计数,而日也用74ls90构成经过数据选择器74LS151根据月份进行大月31进制、小月30进制、二月29进制的计数。
(8)备忘录预设置电路:由计数器、译码器和显示器构成可以对某日某月的设置。
(9)报警灯闪动系统:通过比较器74LS85对预设置和当前日期比较,相等时输出信号使灯闪动。
原理方框图如下:
设计过程
1.秒信号产生电路
本电路中的振荡器是由555定时器构成的多谐振荡器。
由于555内部的比较器灵敏度较高,而且采用差分电路形式,它的振荡频率受电源电压和温度变化的影响很小。
工作原理:时间标准信号的频率很高,要得到秒脉冲,需要分频电路。
振荡器产生的振荡频率为1000Hz,用3片74LS90进行分频后可得到1Hz的秒脉冲信号,再用一片74LS90构成五进制计数器将10Hz脉冲分频为0.5秒的脉冲信号,以备校时电路需要。
对于晶体振荡器可以产生稳定的频率,一般时钟都选用,但对集成电路CD4060没学习过就不考虑。
具体电路如下:
555振荡器与分频器的连接电路
由于滑阻只能以每5%的改变,所以频率还可调。
555振荡器电路的震荡周期可由下式估算:
T 1= (R 1+R 2)Cln2 T 2 =R 2Cln2
T=T 1+T 2=(R 1+2R 2)Cln2≈0.7(R 1+2R 2)C 若选定脉冲占空比q 为0.6,可得
q=
2
11t t t +=0.6
T 1=0.6⨯1ms=0.6ms T 2=T-T 1=1-0.6=0.4ms 取电容容C=0.1μF ,则
R 2=1
2
C 7.0t =5.714k Ω R 1=
1
1
C 7.0t - R2=8.571-5.714k Ω=2.857 k Ω 取R 2=5.1k Ω R 1= 2k Ω R P =5 k Ω
由此产生的1kHz 信号要调节R P , 经过分频电路产生1Hz 秒脉冲信号,同时分出2Hz 脉冲校时用。
分频电路如上图可见由74LS90构成计数进制进行分频。
2. 校时电路
在电路连接检测中为了能快速的见到效果或快速校时利用开关与一个或逻辑门7432N 相连,输出端接入计数器,输入端接进位信号和校时信号,通过按钮开关控制。
3. 显示译码器
显示译码器是一种将二进制代码表示的数字、文字、符号用人们习惯的形式直接表示出来的电路。
七段数字显示器,七段发光二极管组成的数字显示器。
有共阴极和共阳极之分,实验中采用输出为高电频有效,和共阴极数码管搭配的74LS48芯片。
试灯LT,动态灭零输入RBI均低电频有效。
4.时分秒计数电路
利用两片74LS90芯片级联,产生24进制和60进制的计数作为时分秒的计数器。
将74LS90内部二进制和五进制计数器级联可构成十进制计数器。
内部图如下
Q A Q B Q C Q D
CP A
CP B
M=2 M=5
由6片74LS90构成的时间计数译码显示器如下图:
六十进制计数器如下图:
A B
C D
74LS90Q A Q B Q C Q D
R 0(1)R 0(2)R 9(1)R 9(2)
CP A
B
C D
74LS90Q A Q B Q C Q D
R 0(1)R 0(2)R 9(1)R 9(2)
CP &
二十四进制计数器如下图:
A B
C D
74LS90Q A Q B Q C Q D
R 0(1)R 0(2)R 9(1)R 9(2)
CP A
B
C D
74LS90Q A Q B Q C Q D
R 0(1)R 0(2)R 9(1)R 9(2)
CP &
5.星期计数译码显示器
利用74LS161的置一计数,可形成1到7的循环计数,同时利用译码器74LS48的试灯输入LT 低电频有效,在计数到7时试灯使其
灯全亮成为8,形成星期日。
如下图所示
6.年、月、日计数译码显示器
年份有4片74LS90芯片级联而成如图:
月份由两个74LS90芯片级联而成形成12进制,并使其从1开始计数,同理日根据月份的大小用两个74LS90芯片形成29、30、31进制计数
用逻辑门电路分开,然后利用数据选择器八选一74LS151芯片根据月份大小进行日计数的选择。
控制选择电路主要由8选1数据选择器74LS151和组合逻辑电路组成。
通过比较,每月可通过高位与低位最高位相与,低位次高位及低位最低位三组数据表示,即可用大月为001,011,100,小月为010,101,2月为000来表示,将其分别送入74LS151的输入端A、B、C。
如下图下图所示:
月份和某日的电路连接图
7.备忘录预设置
由74LS90构成的12进制和31进制,可以用来对月份和某日的设置,当到达该日期后,通过报警灯闪动系统来提示人。
备忘录数字设置图形如下
8.报警灯闪动电路
采用芯片74LS85比较器,通过当前的时间和所设定的备忘录时间比较来实现,当相等时输出信号脉冲使报警灯闪动,同时可通过开关将其关掉。
总电路图
为了加快显示用信号发生器暂时替代信号源
总结
通过本次的实习对数字电路等有了更清晰的理解,同时在数字日历的设计过程中,更进一步地熟悉了芯片的结构以及了解了各芯片的工作原理和其具体的使用方法,并学会使用。
经过在数电实验课上对一些芯片的实际操作和了解,同时参考课本数字电子技术上对一些芯片原理的解释和应用,勉强的设计出符合要求的原理图。
在初步的设计中,由于对Multisim仿真软件的不熟悉,犯了很多错误和走了很多弯路,同时对学好外语有了实质的感受特别是仿真出现错误的时候。
但通过在软件中的连线,对相应的芯片的引脚图和工作原理有了更好的理解和熟悉。
当然设计的电路不会是最简单,最经济,最实用的电路。
听说用单片机很简单,不过没有学习过,以后要努力学习同时扩大学习视野。
还发现自己对软件的使用不熟悉里面的很多元器件都不认识,以及一些其他功能的认识。
就像在设计仿真电路中1Hz 脉冲在函数传递以um时间的运行下,等到进位到1s时才有一个脉冲,越复杂运行时间越长,单独一个计数器和信号源却可以很好的工作。
但最后看到结果是这一切都是值得的。
同时这个设计不是所有条件都符合,找到一个最大限度满足各种条件的方案是这次设计的目标。
每次实习都是一次难得的锻炼机会,让我们能够充分利用所学过的理论知识和实际结合起来。
把自己的想象力,资料查找能力,以及自己对电路的处理、分析和设计能力的结合和锻炼。
我相信这次对我有一个很好的提高。
平时在学习理论知识的时候,应该更注重实践。
这次的课程设计让我懂得了它们在实际中的用途,更加深了理论知识的学习。