数字电子钟逻辑测试
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数电综合实验报告通信与信息工程学院电子信息工程1202刘维1207050208实验名称:数字电子钟设计指标:数字电子钟以一昼夜24小时为一个计数周期;设计具有“时”、“分”、“秒”数字显示;设计具有较时功能,分别进行时、分、秒的校正。
实验目的:了解数字电子钟的工作原理;了解数字电子钟的设计及其电路的连接;会使用555多谐振荡器、CD4518芯片、74LS00芯片、74LS47芯片。
实验仪器:实验所需元器件:555定时器一个、CD4518芯片五个、译码器74LS47六个、数码管六个、74LS00二个、电阻680Ω六个、电容0.1µf一个、电容0.01µf一个、电阻2.4K二个CD4518功能表:实验原里电路图:实验分析过程及结果:(1)555定时器组成的多谐振荡器电路:且f=2kHz q= C=0.1µf所以(2)分频器电路:分析:由555定时器组成的多谐振荡器的输出为2kHz的方波,现在设计数字电子钟所需1Hz的脉冲,则需要使用2个CD4518芯片进行分频,电路图如下:六十进制计数器电路连接图:二十四进制计数器:译码驱动电路:实验心得体会:通过本次综合设计实验,我体会颇深。
站在个人的角度,我从两方面叙述和总结一下这次的实验。
我在本次实验中所做的工作:分析电路的要求,根据实验设计要求选取实验材料;与组员协作、讨论,共同完成实验电路的设计;连接电路,与组员平均分配参与各个部分电路的研究;检查电路的能否工作,是否达到设计的要求,排错,最终完成电路。
个人体会:这是一次综合性很强的实验,在实验中,学会了如何和组员共同协作完成任务,实践时间不成,和组员的协作是否默契在这次实验中体现出及其重要的一面,协作的好与坏直接影响到本次实验进程的快慢与结果的是否成功;这又是一次需要动手的实验,学会了如何理论联系实践,实验中的认芯片,根据芯片图与实际芯片连接电路很能体现实践联系理论的重要性,很能锻炼动手能力;这又是一次急需细心的实验,不仅要快,而且要准,不能有丝毫的马虎,实验中出现的漏连了本该接地的管脚的问题很能说明这个问题。
数字电子钟逻辑电路设计任务和要求数字电子钟是一种常见的电子产品,主要用于测量时间并显示时间的数字设备。
其逻辑电路设计任务和要求主要包括以下几个方面。
1.时钟电路的设计时钟电路是数字电子钟最基础的逻辑电路,它主要用于生成数字电子钟的精确时间信号。
时钟电路一般采用晶振振荡器来实现,需要根据不同的时钟精度要求选择不同的晶振振频。
同时,还需要考虑时钟电路的功耗、噪声、温度稳定性等因素,确保时钟电路提供的时间信号精确可靠。
2.数字显示电路的设计数字电子钟的主要功能是显示时间,因此数字显示电路的设计至关重要。
数字显示电路一般采用数码管作为显示装置,并通过逻辑门实现控制信号的生成,从而完成时钟的秒、分、时等时间信息的显示。
在设计数字显示电路时,需要考虑显示模式、显示颜色、显示亮度等因素,同时需要确保数字显示电路的功耗、稳定性和可靠性。
3.时钟芯片的设计时钟芯片是数字电子钟的核心模块,它集成了时钟电路、数字显示电路、控制逻辑等多个模块,是数字电子钟整体性能的关键因素。
时钟芯片需要具备高集成度、低功耗、高精度、高稳定性等特点,同时还需要和微控制器、电源管理模块等其他模块协同工作,确保数字电子钟整体性能的稳定和可靠。
4.电源管理电路的设计电源管理电路主要用于对数字电子钟的电源进行管理,保证数字电子钟正常工作。
电源管理电路一般包括电池电路、充电电路、供电稳压电路等,需要根据数字电子钟的工作特点和电源管理要求进行设计,确保数字电子钟的电源供应稳定可靠。
5.外部接口的设计数字电子钟还需要与其他外部设备进行通信和交互,因此需要设计合适的外部接口。
外部接口主要包括串行接口、并行接口、无线接口等,需要根据数字电子钟的具体应用场景和接口要求进行选择和设计。
综上所述,数字电子钟的逻辑电路设计任务和要求涉及多个方面,需要综合考虑时钟电路、数字显示电路、时钟芯片、电源管理电路和外部接口等多个模块,同时还需要确保数字电子钟的功耗、稳定性和可靠性等方面的性能。
.学生实验实习报告册学年学期:课程名称:实验项目:鉴于FPGA的数字电子钟的设计与实现姓名:学院和专业:班级:指导教师:重庆邮电大学教务处制.1.系统顶层模块设计(如:图一 0 )图一0.2.主要功能模块电路设计分频模块这是分频模块的顶层设计图主要达成了把50MHz的时钟信号降频为1KHz、 500Hz、 1Hz 图一 1图一 1这是此中100 分频计数器的计数器图一2图一 2计时模块分、秒计时模块(实现模60 计数)图二1这是两个模60 计数器,图二 1.此中是连在一同的,把秒钟的进位信号接到分钟计数模块的接收端小时计时模块(实现模24 计数图二2)这是模 24 计数器(如图:图二 2 ),是用 74390 来实现, 47390 是降落沿有效图二 2数码管动向显示模块这是动向显示模块的顶层设计图,如图:图二3图二 3扫描模块couner6 (实现 6 位数码管的扫描图二4)该模块需使用74390 设计一个模 6 的计数器。
实现了模值为 6 的计数功能此中应当接好global用作延时.图二 4位选模块dig_select(3-8译码器用作控制哪一个数码显示器亮)图二5该模块用于选择 6 位数码管中的某一位显示相应字形。
74138 为图二 5段选模块seg_select图二6该模块功能是从 6 组 4bit信号中选择一组作输出。
图二 6.译码模块decoder (实现了把8421 码,译码成数码管的显示)图二7图二 7整点报时设计思路:第一要做到在整点的时候报时(也就是说再整点的时候蜂鸣器响),那么我们就观察在整点的时候电路有什么特点。
我们察看到的特点就是:在整点的时候秒钟,分钟都是为零的,也就是说在正点的时候分钟秒钟的二进制数每位都是为零的,那么这就是我们控制蜂鸣器响的条件了。
那就是把秒钟分钟的每个线或非一下就好了。
可是我们要实现蜂鸣器响几秒,那么就再秒钟的低两位上就不接,就实现了响四秒。
图三 1调时功能在设计调时间功能的时候,第一就想到我们直接在计数器的cp 信号上接上一个开关然后手动给 cp 而后计数器增添,可是我们在不用调时的时候就是正常的时钟,那么我们就用一个二选一数选器来实现选择计数器的 cp 信号的来自我们手动给仍是来自上一个计数器的进位信号。
数字电子钟逻辑电路设计数字电子钟是一种通过电子元器件来显示时间的设备。
它采用数字显示方式,能够精确地显示时、分、秒,并具备时间设置、闹钟功能等。
本文将为您介绍一种数字电子钟的逻辑电路设计。
一、设计目标本设计旨在实现一个简单且稳定的数字电子钟,具有以下功能:1. 显示当前的时、分、秒;2. 具备设置时间的功能;3. 具有闹钟功能,能在设定的时间触发闹钟;4. 使用稳定的时钟信号,确保显示的准确性。
二、设计思路1. 时钟信号时钟信号是数字电子钟的核心,它提供了每一秒的时间基准。
我们可以使用晶体振荡器作为时钟信号源,晶体振荡器能提供稳定的频率信号,确保显示的准确性。
2. 计时功能数字电子钟需要精确地计时,因此需要设计一个计时模块。
我们可以使用可编程计数器作为计时模块,根据时钟信号的频率,在每个计时周期内加1,从而实现精确的计时功能。
3. 数码管显示为了显示时、分、秒等信息,我们需要使用数码管。
数码管由多个数码管单元组成,每个数码管单元可以显示一个数字(0-9)。
通过控制每个数码管单元的输入信号,我们可以实现相应的数字显示。
4. 设置功能为了实现设置时间的功能,我们可以使用开关和触发器。
当用户按下设置按钮时,触发器会将时、分、秒数据锁存,并将数据传输到计时模块中。
用户可以通过增加或减少按键来调整时间,同时按下确认按钮后,触发器会将锁存的时间数据传输到计时模块中,实现时间的设置。
5. 闹钟功能为了实现闹钟功能,我们可以设置一个闹钟触发器模块。
用户可以按下闹钟设置按钮,将所需闹钟时间输入到触发器中,并按下确认按钮进行确认。
当达到设定的闹钟时间时,触发器会输出一个高电平信号,触发闹钟。
三、电路设计1. 时钟信号部分时钟信号部分使用晶体振荡器作为时钟源,通过稳压电源提供适当的电压,并通过数字时钟芯片将信号引入。
2. 计时功能部分计时功能部分由可编程计数器组成,计数器的时钟输入与时钟信号相连接,使其能够按照时钟信号的频率进行计数。
“多功能电子钟”原理与测试说明1 程序设计目标及程序运行效果说明程序设计目标:通过DS1302芯片和单片机以及外围按键控制电路实现多功能电子时钟的设计与测试。
程序运行效果说明:将程序下载至芯片,数码管会出现实时的时钟,我们通过key3控制年月日的设置、key2控制时分秒的设置的设置,通过key1控制显示、控制以及通过导航按键实现数值的加减等各功能模块之间的衔接。
2程序相关电路及原理说明2.1原理说明本实验在实时时钟的基础上,利用按键Key1、key2、key3以及导航键实现了时间的校准。
程序主要是利用导航按键和数字按键综合校准时钟,利用ADC口对来自导航按键不同方向的电压值进行采集,并将采集后的转换结果获取高三位值,将此值作为导航按键方向判断标准。
导航按键是通过ADC采集电压的改变从而判断按下的方向,而数字按键是通过电平的直接改变判断是否按下。
导航按键的上键:控制时分秒的数值增1;导航按键的下键:控制时分秒的数值减1;导航按键的左键:对小时进行调节;导航按键中心按下:多分钟进行调节;导航按键的右键:对秒钟进行调节;K1键:开始进行走秒;K2键:进入时分秒设置状态或者闹钟设置状态K3键:进入或退出万年历设置状态;2.2电路原理图及其工作原理2.2.1 DS1302模块电路本实验采用DS1302芯片,DS1302是 DALLAS 公司推出的涓流充电时钟芯片内含有一个实时时钟/日历和 31 字节静态 RAM ,外接32.768kHz 晶振,为芯片提供计时脉冲,在电路板的纽扣电池(位于电路板左下方圆柱体)的持续供电下,实现DS1302的独立时间走动。
我们的电子钟电子表是利用这种原理实现的。
DS1302的2、3引脚外接32.768kHz 晶振的晶振,为芯片提供计时脉冲,通过秒寄存器的最高位控制晶振的工作状态,当为高时,停止工作;当为低时,晶振开始工作,实时模块自动计时。
RTC_SCLK 引脚作为输入引脚,用于在串行接口上控制数据的输入与输出 RTC_IO 引脚作为输入输出引脚,为实时时钟的数据线。
电子线路测试实验报告实验名称:数字钟的设计与实现1.时钟功能:完成分钟/小时的正确计数并显示;由于数码管数目的限制,秒的显示用LED灯的闪烁做指示;2.时钟校时:当认为时钟不准确时,可以分别对分钟和小时位的值进行调整;观察23:59分翻零现象;1、时钟模块:功能说明:实现时钟,时间校时等功能方案说明:在本模块中50MHz的系统时钟clk分频产生一个1Hz,2Hz,1000Hz信号,分别用于记秒,LED闪烁,和片选。
时钟:利用count,smin0,smin1,shour0,shour1的计数来实现,具体情况见程序;2、校时模块:校时:当turn=1时,分别用BN1,BN2,BN3调整分钟的个位十位和小时位;下附代码:module suc(clr,a_to_g,cp,cs,turn,bn1,bn2,bn3,led0);input clr;input turn;input cp;input bn1;input bn2;input bn3;output a_to_g;output [3:0]cs;output led0;reg led0;reg [6:0]a_to_g;reg [5:0]s;reg [3:0]h1;reg [3:0]h2;reg [3:0]min1;reg [3:0]min2;reg [3:0]temp;reg [3:0]cs;reg [1:0]n;wire cp1hz;wire cp2hz;wire cp1000hz;initial n<=2'b00;initial min1<=4'b0000;initial min2<=4'b0000;initial h1<=4'b0000;initial h2<=4'b0000;initial cs<=4'b1111;initial led0<=0;cp clock(cp,cp1hz,cp2hz,cp1000hz);always@(posedge cp1000hz) beginn=n+1;cs=4'b1111;cs[n]=0;if(cs[0]==0)temp=min1;elseif(cs[1]==0)temp=min2;elseif(cs[2]==0)temp=h1;elseif(cs[3]==0)temp=h2;endalways@(posedge cp2hz)beginif(led0==1)led0<=0;if(led0==0)led0<=1;endalways@(posedge cp1hz or posedge clr) beginif(clr==1)beginmin1<=0;min2<=0;h1<=0;h2<=0;endelseif(turn==1)beginif(bn3==1)beginh1<=h1+1;if((h1==9)&&(h2==1||h2==0))beginh1<=0;h2<=h2+1;endelseif(h1==3&&h2==2)beginh1<=0;h2<=0;endendelseif(bn1==1)beginmin1<=min1+1;if(min1==9)min1<=0;endelseif(bn2==1)beginmin2<=min2+1;if(min2==5)min2<=0;endelsebegins<=s+1;if(s==59)begins<=0;min1<=min1+1;if(min1==9)beginmin1<=0;min2<=min2+1;if(min2==5)beginh1<=h1+1;min2<=0;if((h1==9)&&(h2==0||h2==1))beginh1<=0;h2<=h2+1;endelseif(h1==3&&h2==2)beginh1<=0;h2<=0;endendendendendendalways@(*)begincase(temp)0:a_to_g=7'b0000001;1:a_to_g=7'b1001111;2:a_to_g=7'b0010010;3:a_to_g=7'b0000110;4:a_to_g=7'b1001100;5:a_to_g=7'b0100100;6:a_to_g=7'b0100000;7:a_to_g=7'b0001111;8:a_to_g=7'b0000000;9:a_to_g=7'b0000100;default:a_to_g=7'b1111111;endcaseendendmodule以下为分频代码:module cp(in_50MHz,out_1Hz,out_2Hz,out_1000Hz);input in_50MHz;output out_1Hz;output out_2Hz;output out_1000Hz;reg out_1000Hz;reg out_2Hz;reg out_1Hz;reg [25:0]cnt1;reg [25:0]cnt2;reg [25:0]cnt3;always@(posedge in_50MHz)begincnt1 <= cnt1 + 1'B1;if(cnt1 < 26'd2*******)out_1Hz <=0;elsebeginif(cnt1 >= 26'd5*******)cnt1 <= 26'b0;else out_1Hz <=1;endendalways@(posedge in_50MHz)begincnt3 <= cnt3 + 1'B1;if(cnt3 < 26'd1*******)out_2Hz <=0;elsebeginif(cnt3 >= 26'd2*******)cnt3 <= 26'b0;else out_2Hz <=1;endendalways@(posedge in_50MHz)begincnt2 <= cnt2 + 1'B1;if(cnt2 < 26'd24999)out_1000Hz <= 0;elsebeginif(cnt2 >= 26'd50000)cnt2 <= 26'b0;else out_1000Hz <=1;endendendmodule以下为管脚分配:NET "a_to_g[0]" LOC = M12;NET "a_to_g[1]" LOC = L13;NET "a_to_g[2]" LOC = P12;NET "a_to_g[3]" LOC = N11;NET "a_to_g[4]" LOC = N14;NET "a_to_g[5]" LOC = H12;NET "a_to_g[6]" LOC = L14;NET "clr" LOC = P11;NET "cs[0]" LOC = F12;NET "cs[1]" LOC = J12;NET "cs[2]" LOC = M13;NET "cs[3]" LOC = K14;NET "cp" LOC = B8;NET "turn" LOC = L3;NET "led0" LOC = M5;NET "bn1" LOC = G12;NET "bn2" LOC = C11;NET "bn3" LOC = M4;以下为仿真:实验小结:通过本次实验,通过调错的过程,最大的体会是硬件和软件的不同。
数字钟实验报告数字钟实验报告1. 引言数字钟是一种以数字形式显示时间的装置,广泛应用于日常生活中。
本实验旨在通过搭建数字钟电路并进行实际测试,了解数字钟的工作原理和实现方式。
2. 实验材料和方法实验材料:电路板、电子元件(集成电路、电阻、电容等)、数字显示屏、电源、万用表等。
实验方法:按照电路图连接电子元件,将数字显示屏连接到电路板上,接通电源后进行测试。
3. 实验步骤3.1 搭建电路根据提供的电路图,将电子元件按照正确的连接方式搭建在电路板上。
确保连接的准确性和稳定性。
3.2 连接数字显示屏将数字显示屏连接到电路板上的指定位置,注意极性的正确性。
3.3 接通电源将电路板连接到电源上,确保电源的稳定输出。
3.4 进行测试打开电源,观察数字显示屏上的显示情况。
通过调整电路中的元件,如电容和电阻的数值,观察数字显示屏上的时间变化。
4. 实验结果在实验过程中,我们成功搭建了数字钟电路,并进行了多次测试。
通过调整电路中的元件数值,我们观察到数字显示屏上的时间变化。
数字钟准确地显示了当前的时间,并且实时更新。
5. 讨论与分析通过本次实验,我们了解到数字钟的工作原理是通过电路中的集成电路和元件来控制数字显示屏的显示。
数字钟的精确性和稳定性取决于电路的设计和元件的质量。
在实际应用中,数字钟通常会采用更加精确的时钟芯片来保证时间的准确性。
6. 实验总结本次实验通过搭建数字钟电路并进行测试,使我们更加深入地了解了数字钟的工作原理和实现方式。
通过调整电路中的元件,我们观察到数字显示屏上的时间变化,验证了数字钟的准确性和实时性。
在今后的学习和工作中,我们将更加注重电路设计和元件的选择,以提高数字钟的精确性和稳定性。
7. 参考文献[1] 电子技术基础教程,XXX,XXX出版社,2010年。
[2] 数字电路设计与实验,XXX,XXX出版社,2015年。
8. 致谢感谢实验室的老师和同学们对本次实验的支持和帮助。
他们的耐心指导和积极讨论使本次实验取得了圆满成功。
组合(计数、最值、数字谜、逻辑推理)1.(2011年五年级学而思杯)横式“+=学理科到学而思学而思杯”中,相同的汉字代表相同的数字,不同的汉字代表不同的汉字,那么四位数“学而思杯”的最大值为______.2.(2011年五年级学而思杯)电子钟指示时间由00:00:00到23:59:59,电子钟每1秒钟变化1次,在一昼夜期间,时间从左向右读和从右向左度的数字顺序完全一样的时刻有_________秒.3.(2011年五年级学而思杯)如下图是一个6×6的方格表,现将数字1~6填入空白方格中,使得每一行、每一列、每一条对角线数字1~6都只恰好出现一次,方格表还被粗线划分成了6块区域,每个区域数字1~6也恰好都只出现一次,那么方格A中应该填数字;方格B中应该填数字.4.(2012年五年级学而思杯)下图为学而思标志中的“S”,被分成52个相同的小正方形.那么,在右下图中共有___________个“”.(注:“L”型可旋转)5.(2012年五年级学而思杯)北京某水族馆饲养鲨鱼,偶数颗牙齿的鲨鱼总说实话,奇数颗牙齿的鲨鱼总说谎话.一天,绿鲨鱼、蓝鲨鱼、紫鲨鱼、白鲨鱼在一起聊天.绿鲨鱼对蓝鲨鱼说:“我有8颗牙齿,而你只有6颗牙齿.”蓝鲨鱼对绿鲨鱼说:“我才有8颗牙齿,而你只有7颗牙齿.” 紫鲨鱼说:“蓝鲨鱼确实有8颗牙齿,而我整整有9颗牙齿呀!”白鲨鱼说:“你们都没有8颗牙齿,只有我有8颗牙齿!”小朋友们,水族馆里有___________只鲨鱼有8颗牙齿.6. (2012年五年级学而思杯)在下面的算式中,不同的汉字代表不同的数字,相同的汉字代表相同的数字,那么,“学”+“而”+“思”+“教”+“育”=___________.7. (2013年五年级学而思杯)右边的乘法竖式中,相同汉字代表相同数字,不同汉字代表不同数字,那么,大自然的值是__________.4×我爱大自然大自然爱我8. (2013年五年级学而思杯)在55×的方格中,将其中的一些小方格染成红色,使得对于图中任意的22×的方格中,均有至少1个小方格是红色的.那么,至少要将__________个小方格染成红色.9. (2013年五年级学而思杯)有A 、B 、C 、D 、E 、F 六个人围坐在圆桌吃饭,A 会讲英语,B 会讲汉语、英语和法语,C 会讲汉语、英语和德语,D 会讲汉语和德语,E 会讲汉语,F 会讲法语和德语.如果每个人都能与他相邻的两个人交流,那么,共有__________种不同的排座位方式.(经过旋转、对称后重合的方式不算做一种.....)10. (2013年五年级学而思杯)思思编了一个计算机程序,在屏幕上显示所有由0、1、2、3组成的四位编码(数字可以重复使用),每个四位编码都是红、黄、蓝、绿四种颜色中的一种.并且,如果两个编码的每一位数字均不相同,那么这两个编码的颜色也不相同.如果,0000是红色的、1000是黄色的、2000是蓝色的,那么:(1)下列编码中,一定不是红色的是( )A. 0102B. 0312C. 2222D. 0123(2)编码3111是什么颜色的?(3)编码2013是什么颜色的?+品格教育兴趣教育升学教育学而思教育1. 确定“学”最大为8,那么到为7,而最大为6,此时有算式:825+7869=8694,那么四位数的最大值为86942. 只要确定前三位就可以了,前两位只有:00,01,02,03,04,05,10,11,12,13,14,15,20,21,22,23这十六种选择,第三位有6种选择。
数字电子时钟实验报告 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】华大计科学院数字逻辑课程设计说明书题目:多功能数字钟专业:计算机科学与技术班级:网络工程1班姓名:刘群学号:完成日期: 2013-9一、设计题目与要求设计题目:多功能数字钟设计要求:1.准确计时,以数字形式显示时、分、秒的时间。
2.小时的计时可以为“12翻1”或“23翻0”的形式。
3.可以进行时、分、秒时间的校正。
二、设计原理及其框图1.数字钟的构成数字钟实际上是一个对标准频率(1HZ)进行计数的计数电路。
由于计数的起始时间不可能与标准时间(如北京时间)一致,故需要在电路上加一个校时电路。
图 1 所示为数字钟的一般构成框图。
图1 数字电子时钟方案框图⑴多谐振荡器电路多谐振荡器电路给数字钟提供一个频率1Hz 的信号,可保证数字钟的走时准确及稳定。
⑵时间计数器电路时间计数电路由秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器及时个位和时十位计数器电路构成。
其中秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器为60 进制计数器。
而根据设计要求,时个位和时十位计数器为24 进制计数器。
⑶译码驱动电路译码驱动电路将计数器输出的8421BCD 码转换为数码管需要的逻辑状态,并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流。
⑷数码管数码管通常有发光二极管(LED)数码管和液晶(LCD)数码管。
本设计提供的为LED数码管。
2.数字钟的工作原理⑴多谐振荡器电路555 定时器与电阻R1、R2,电容C1、C2 构成一个多谐振荡器,利用电容的充放电来调节输出V0,产生矩形脉冲波作为时钟信号,因为是数字钟,所以应选择的电阻电容值使频率为1HZ。
⑵时间计数单元六片74LS90 芯片构成计数电路,按时间进制从右到左构成从低位向高位的进位电路,并通过译码显示。
在六位LED 七段显示起上显示对应的数值。
⑶校时电源电路当重新接通电源或走时出现误差时都需要对时间进行校正。
最新数字钟实验报告实验目的:本实验旨在设计并构建一个数字时钟,通过编程和电子组件的使用,实现时间的精确显示和设置。
实验过程中,我们将学习如何使用微控制器、数码管显示以及编写相应的软件代码来控制时钟的运行。
实验材料:1. 微控制器(如Arduino UNO)2. 数码管显示模块3. 电阻、电容4. 跳线5. 电源适配器6. 编程软件(如Arduino IDE)实验步骤:1. 准备实验材料,并确保所有组件完好无损。
2. 连接微控制器与数码管显示模块,通过跳线将数码管的各个引脚与微控制器对应引脚相连。
3. 在Arduino IDE中编写数字钟的程序代码,包括时间设置、显示更新和闹钟功能。
4. 将编写好的代码上传至微控制器中。
5. 连接电源,测试数字钟是否能够正常运行,包括时间的显示、设置和闹钟功能。
6. 调整代码中的参数,确保时间显示的准确性和稳定性。
7. 记录实验数据和观察结果,对出现的问题进行分析和调试。
实验结果:通过实验,我们成功构建了一个数字钟,它能够显示小时、分钟和秒。
用户可以通过特定的按钮组合来设置时间,并且设定闹钟。
在测试过程中,时钟的显示准确无误,设置功能也运作正常。
闹钟在设定的时间准时响起,满足了实验的基本要求。
实验结论:本次实验验证了通过微控制器和数码管可以成功实现数字钟的设计和功能。
实验过程中遇到的问题主要涉及代码的优化和硬件的稳定性,通过调整代码和重新检查硬件连接,问题得到了解决。
最终,我们得到了一个功能完善、运行稳定的数字钟原型。
课程设计名称:电子技术课程设计题目:数字电子钟逻辑电路设计学期:2013-2014学年第2学期专业:班级:姓名:学号:指导教师:辽宁工程技术大学课程设计成绩评定表评定标准评定指标标准评定合格不合格单元电路及整体设计方案合理性正确性创新性仿真或实践是否进行仿真或实践技术指标或性能符合设计要求有完成结果设计报告格式正确内容充实语言流畅标准说明:以上三大项指标中,每大项中有两小项或三小项合格,视为总成绩合格。
总成绩日期年月日课程设计任务书一、设计题目数字电子钟逻辑电路设计二、设计任务用中、小规模集成电路设计一台能显示日、时、分、秒的数字电子钟,要求如下:1.由晶振电路产生1Hz标准秒信号。
2.秒、分为00~59六十进制计数器。
3. 时为00~23二十四进制计数器。
4. 周显示从1~日为七进制计数器。
5. 可手动校时:能分别进行秒、分、时、日的校时。
6. 有整点报时功能。
三、设计计划电子技术课程设计共1周。
第1天:查找相关资料;第2天:确定总体方案;第3天:器件选择;第4天:设计硬件电路;第5天:整理报告。
四、设计要求1.确定原理方框图。
2.画出整个系统电路原理图。
3.对所设计的电路进行分析。
4.心得体会。
指导教师:曹媛时间:2014年 6月 24日摘要数字钟计时的标准信号应该是频率相当稳定的1HZ秒脉冲,所以要设置标准时间源。
数字钟计时周期是24小时,因此必须设置24小时计数器,应由模为60的秒计数器和分计数器及模为24的时计数器组成,秒、分、时由七段数码管显示。
为使数字钟走时与标准时间一致,校时电路是必不可少的。
设计中采用开关控制校时直接用秒脉冲先后对“时”,“分”计数器进行校时操作。
能进行整点报时,在从59分50秒开始,每隔2秒钟发出一次“嘟”的信号,连续五次,此信号结束即达到正点。
数字电子钟在我们日常生活中是必不可缺少的,他为我们日常的生活生产提供了极大的方便。
它的作用是十分巨大的,因此我们一定要保证它的准确性。
它的准确才能保证我们生产生活有条不紊的进行,才能让我们过上更加美好的生活。
并且具有整点报时的功能,更加人性化。
电子钟主要用到CD4060,计数器,JK触发器CD4027,74LS90计数器等关键字振荡器; 分频器; 译码器; 计数器; 校时电路; 报时电路;目录综述 (1)1数字电子钟的构成 (2)2数字电子钟系统设计 (3)2.1CD4060外接晶振的振荡电路 (3)2.2时间计数器电路 (3)2.3译码器驱动电路 (3)2.4数码管 (3)3数字电子钟电路设计 (4)3.1用CD4060外接晶振的振荡电路 (4)3.2时间计数器电路 (4)3.3译码显示电路 (6)3.4校时电路 (6)3.5整点报时电路 (7)心得体会 (8)结论 (9)参考文献 (10)综述现代电子技术的飞跃发展,各类智能化产品相应而出,数字电路具有电路简单、可靠性高、成本低等优点,本设计就以数字电路为核心设计智能电子钟。
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,运运超过老式钟表, 钟表的数字化给人们生产生活带来了因此,研究数字钟及扩大其应用,有着非常现实的意义。
本设计电路由计时电路、动态显示电路、控制电路、显示电路等部分组成,在数码管上显示24小时计时的时刻,具有清零、保持、校时、报时的功能,并在此基础上增加了星期显示的功能。
现如今,人们对于时间的精确度的要求越来越高,在军事,医学,教育等等各个领域时间的准确都起着至关重要的作用,本实验所设计的数字电子钟是以数字电子技术为基础,因此能够有效地提高时间的准确性,并且具有整点报时功能,因此说本实验所设计的数字电子钟是一项非常实用的电路。
本实验先通过外接CD4060计数器的晶振电路完成标准秒信号的发生。
再接入六十进制,二十四进制和七进制计数器完成适中的技术功能。
同时接有校时电路和整点报时电路完成其相应的功能。
1 数字电子钟的构成数字电子钟由基准频率源、分频器、计数器、译码显示驱动器、数字显示器和校准电路等六部分组成。
如图1.1所示。
图1.1数字钟的组成框图2 数字电子钟系统设计2.1 CD4060外接晶振的振荡电路由晶体振荡器产生2HZ的标准信号,再接入CD4060计数器进行二分频即可得到1HZ 的标准秒信号。
2.2 时间计数器电路时间计数电路由秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器、时个位和时十位计数器及星期计数器电路构成,其中秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器为60进制计数器,时个位和时十位计数器为24进制计数器,星期计数器为7进制计数器。
2.3 译码器驱动电路译码驱动电路将计数器输出的8421BCD码转换为数码管需要的逻辑状态,并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流。
2.4 数码管数码管通常有发光二极管(LED)数码管和液晶(LCD)数码管,本设计提供的为LED数码管。
3 数字电子钟电路设计3.1 用CD4060外接晶振的振荡电路本电路主要由14位二进制串行计数器CD4060和JK 触发器CD4027组成。
14位二进制计数器CD4060内部含有一个由非门电路组成的振荡器,在CD4060的10、11脚之间接上一个32.768kHz 的晶体,就可以构成一个振荡器,其输出脉冲经过施密特整形电路整形后送入内部进行计数、分频,经214=16384分频,在输出端可得到2Hz (Hz 22Hz 3276814)的标准信号。
再经一级CD4027组成的2分频电路分频,即可得到秒脉冲信号。
3.2 时间计数器电路时间计数单元有时计数、分计数、秒计数和星期计数等几个部分。
时计数单元一般为24进制计数器,其输出为两位8421BCD 码形式;分计数和秒计数单元为60进制计数器,其输出也为8421BCD 码;星期计数单元为7进制计数器,其输出也为8421BCD 码形式。
(1)60进制计数:“秒”计数器电路与“分”计数器电路都是60进制,它由一级10进制计数器和一级6进制计数器连接构成,如图2.4所示,采用两片中规模集成电路74LS90串接起来构成的“秒”、“分”计数器。
IC 1是十进制计数器,Q D1作为十进制的进位信号,74LS90计数器是十进制异步计数器,用反馈归零方法实现十进制计数,IC 2和与非门组成六进制计数。
74LS90是在CP 信号的下降沿翻转计数,Q A2和Q C2相与0101的下降沿,作为“分”(“时”)计数器的输入信号。
Q B2和Q C20110高电平1分别送到计数器的清零R 0(1),R 0(2),74LS90内部的R 0(1)和R 0(2)与非后清零而使计数器归零,完成六进制数。
由此可见IC 1和IC 2串联实现了六十进制计数。
3161011813CD 4060653847110CD 4027R21MR12.2k32.768kH zC25/50pC123p C30.01p+5VUoGN D图2.1 用晶振产生恒定脉冲电路图2.2 六十进制计数器(2)24进制计数器:小时计数电路是由IC 5和IC 6组成的24进制计数电路,如图2.5所示。
当“时”个位IC 5计数输入端CP 5来到第10个触发信号时,IC 5计数器复零,进位端Q D5向IC 6“时”十位计数器输出进位信号,当第24个“时”(来自“分”计数器输出的进位信号)脉冲到达时,IC 5计数器的状态为“0100”, IC 6计数器的状态为“0010”,此时“时”个位计数器的Q C5和“时”十位计数器的Q B6输出为“1”。
把它们分别送到IC 5和IC 6计数器的清零端R 0(1)和R 0(2),通过7490内部的R 0(1)和R 0(2)与非后清零,计数器复零,完成24进制计数。
图2.3 24进制计数器(3)7进制计数器:星期计数电路是由IC 7构成的7进制计数电路。
74LS90 R 0(1) R 0(2) IC 674LS90R 0(1) R 0(2) IC 5Q D5 Q B6 CP 1CP 5时 (来自分输出的进位信号)Q C574LS90R 0(1) R 0(2) IC 274LS90 IC 1&1Q D1Q A2Q B2Q C2CP 2 CP 1 1秒74LS0074LS04 至 分 (时) 计 数 器 的 CP 端图2.4 7进制计数器3.3 译码显示电路选择CD4511作为显示译码电路;选择LED数码管作为显示单元电路。
由CD4511把输进来的二进制信号翻译成十进制数字,再由数码管显示出来。
计数器实现了对时间的累计并以8421BCD码的形式输送到CD4511芯片,再由4511芯片把BCD码转变为十进制数码送到数码管中显示出来。
如图2.5所示。
图2.5二十四进制和六十进制译码显示电路3.4 校时电路数字钟应具有分校正和时校正功能,因此,应截断分个位和时个位的直接计数通路,并采用正常计时信号与校正信号可以随时切换的电路接入其中。
开关打向下时,校正信号和0相与的输出为0,而开关的另一端接高电平,校时信号可以顺利通过接通,电路处于校时状态;开关打向上时,情况正好相反,电路处于正常工作状态。
如图2.6所示。
U1A74LS00N&U1B74LS00N&R1100k¦¸R2100k¦¸40S5Key = B530VCC 5VU30A74LS00N&U30B74LS00N&R4100k¦¸R5100k¦¸S6Key = C6061058U36A74LS00N&U36B74LS00N&R6100k¦¸R7100k¦¸S7Key = A6465063VCC66图2.6 校时电路 3.5 整点报时电路电路应在整点前10秒钟内开始整点报时,即当时间在59分50秒到59分59秒期间内,蜂鸣器响一秒停一秒的响五次,报时电路控制报时信号。
当时间在59分50秒到59分59秒期间时,分十位、分个位和秒十位均保持不变,分别为5、9和5,因此可将分计数器十位的Q C和Q A 、个位的Q D和Q A,秒计数器十位的QC和Q A 和秒个位的反相相与,从而产生报时控制信号。
如图2.7所示。
DCD_HEXU474LS90N &&C T RD I V 2D I V 5Q A12Q B9Q D11Q C8I N B1R 916R 927R 012I N A14R 023U5DCD_HEXU674LS90N&&C T RD I V 2D I V 5Q A12Q B9Q D11Q C8I N B1R 916R 927R 012I N A14R 023U7DCD_HEXU874LS90N &&C T RD I V 2D I V 5Q A12Q B9Q D11Q C8I N B1R 916R 927R 012I N A14R 023U13DCD_HEXU1474LS90N&&C T RD I V 2D I V 5Q A12Q B9Q D11Q C8I N B1R 916R 927R 012I N A14R 023U23A74LS08N&U24A74LS32N>=1U15A74LS08N&U16A74LS32N>=189161718262520U17A74LS32N>=1U18A74LS32N>=149S4Key = Space38U28BUZZER 200 HzU31A 74LS04DU3474LS30N&1019U29A74LS08N&15U35A 74LS04D485152502124232613141211X1R145-32.768kHzU24060BD_5V O122O133RTC 10O37MR12RS 11O45O54O66O714O813O915O111CTC 9R310M¦¸ C130pFC230pFU37A74LS74N1D 21Q 5~1Q6~1CLR11CLK 3~1PR 4731057321图2.7 整点报时电路心得体会辽宁工程技术大学电子技术课程设计结论综上所述,数字电子钟电路共分为脉冲产生电路,计数器电路和控制电路三大部分。