秒信号发生器
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本科学生实验报告5.实验设计思路、步骤及注意事项:实验设计思路:本实验利用8253芯片工作在方式3下,作为一个秒信号发生器,其输出带动一个发光二极管,在一个周期内,发光二极管点亮2秒,熄灭2秒,即OUT端输出方波信号,再把方波信号通过8255芯片;并设8255芯片的C口高四位输入,低4位输出,A口输出,之后产生八个方波信号,8255芯片的输出口PA0~PA7接LED灯;用LED灯的亮暗来表示字符‘A’到‘Z’的ASCII码;并编写ASM程序来控制8253芯片和8255芯片的工作方式;实验步骤:1.根据实验流程图的要求,按照实验原理图接好电路;2.打开电源开关,用TPC-USB集成开发软件检查硬件是否连接;3.对ASM程序进行调试,正确之后运行ASM程序,观察实验箱上LED灯的亮暗;4.记录实验现象,对实验现象进行分析总结;5.完成实验报告;注意事项:1.在打开电源开关之前应检查电路是否连接正确,以免损坏实验器件;2. 仔细观察实验现象,LED灯是否达到了用来显示字符‘A’到‘Z’的ASCII码的实验目的;二、实验内容1.对实验现象、实验结果的分析及其结论:LED灯的亮暗显示了字符‘H’的ASCII码值LED灯的亮暗显示了字符‘I’的ASCII码值LED灯的亮暗显示了字符‘Q’的ASCII码值实验结果的分析及其结论:通过本实验加深了对8253芯片和8255芯片的各种工作方式的了解;8255芯片有3种工作方式,这3种工作方式如表1所示。
方式0为基本I/O 输入/输出方式,这是8255最常用,也是最基本的工作方式。
方式1为应答I/O 方式,当8255工作于应答I/O方式时,上C口作为A口的通信线,下C口作为B口的通信线。
方式2为双向应答I/O方式,此方式仅A口使用,B口无双向I/O应答方式。
8255的3种工作方式的选择由8255工作方式选择字决定,下面介绍8255的工作方式选择字。
表1 8255的工作方式:8255芯片初始化:所谓8255芯片初始化,就是要根据工作要求确定8255工作方式选择字,并输入8255控制寄存器。
数字时钟设计实验报告一、设计要求:设计一个24小时制的数字时钟。
要求:计时、显示精度到秒;有校时功能。
采用中小规模集成电路设计。
发挥:增加闹钟功能。
二、设计方案:由秒时钟信号发生器、计时电路和校时电路构成电路。
秒时钟信号发生器可由振荡器和分频器构成。
计时电路中采用两个60进制计数器分别完成秒计时和分计时;24进制计数器完成时计时;采用译码器将计数器的输出译码后送七段数码管显示。
校时电路采用开关控制时、分、秒计数器的时钟信号为校时脉冲以完成校时。
三、电路框图:图一数字时钟电路框图四、电路原理图:(一)秒脉冲信号发生器秒脉冲信号发生器是数字电子钟的核心部分,它的精度和稳定度决定了数字钟的质量。
由振荡器与分频器组合产生秒脉冲信号。
振荡器: 通常用555定时器与RC构成的多谐振荡器,经过调整输出1000Hz脉冲。
分频器: 分频器功能主要有两个,一是产生标准秒脉冲信号,一是提供功能扩展电路所需要的信号,选用三片74LS290进行级联,因为每片为1/10分频器,三片级联好获得1Hz标准秒脉冲。
其电路图如下:译码器译码器译码器时计数器分计数器秒计数器校时电路秒信号发生器图二秒脉冲信号发生器(二)秒、分、时计时器电路设计秒、分计数器为60进制计数器,小时计数器为24进制计数器。
60进制——秒计数器秒的个位部分为逢十进一,十位部分为逢六进一,从而共同完成60进制计数器。
当计数到59时清零并重新开始计数。
秒的个位部分的设计:利用十进制计数器CD40110设计10进制计数器显示秒的个位。
个位计数器由0增加到9时产生进位,连在十位部计数器脉冲输入端CP,从而实现10进制计数和进位功能。
利用74LS161和74LS11设计6进制计数器显示秒的十位,当十位计数器由0增加到5时利用74LS11与门产生一个高电平接到个位、十位的CD40110的清零端,同时产生一个脉冲给分的个位。
其电路图如下:图三 60进制--秒计数电路60进制——分计数电路分的个位部分为逢十进一,十位部分为逢六进一,从而共同完成60进制计数器。
多功能数字钟电路设计1设计内容简介数字钟是一个简单的时序组合逻辑电路,数字钟的电路系统主要包括时间显示,脉冲产生,报时,闹钟四部分。
脉冲产生部分包括振荡器、分频器;时间显示部分包括计数器、译码器、显示器;报时和闹钟部分主要由门电路构成,用来驱动蜂鸣器。
2设计任务与要求Ⅰ以十进制数字形式显示时、分、秒的时间。
Ⅱ小时计数器的计时要求为“24翻1”,分钟和秒的时间要求为60进位。
Ⅲ能实现手动快速校时、校分;Ⅳ具有整点报时功能,报时声响为四低一高,最后一响为整点。
Ⅴ具有定制控制(定小时)的闹钟功能。
Ⅵ画出完整的电路原理图3主要集成电路器件计数器74LS162六只;74LS90三只;CD4511六只;CD4060六只;三极管74LS191一只;555定时器1只;七段式数码显示器六只,74LS00 若干;74LS03(OC) 若干;74LS20 若干;电阻若干,等4设计方案数字电子钟的原理方框图如图(1)所示。
该电路由秒信号发生器、“时,分,秒”计数器、译码器及显示器、校时电路、整点报时电路、闹钟定时等电路组成。
秒信号产生器决定了整个计时系统的精度,故用石英晶体振荡器加分频器来实现。
将秒信号送入“秒计时器”,“秒计时器”采用六十进制计数器,每累计60秒发出一个“分脉冲”信号,该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲。
“分计数器”也采用六十进制计数器,每60分钟,发出一个“时脉冲”,该信号经被送到“时计数器”作为“时计数器”的时钟脉冲,而“时计数器”采用二十四进制计数器,实现“24翻1”的计数方式,可实现对一天二十四小时的累计。
译码显示电路将“时”、“分”、“秒”计数器的输出状态通过七段式显示译码器译码,通过刘伟LED 七段显示器显示出来。
整点报时电路是根据计时系统的输出状态产生一脉冲信号,然后触发一音频发生器实现整点报时,定时电路与此类似。
校时电路是用“时”、“分”、“秒”显示数5电路设计5.1秒信号发生器秒信号发生器是数字钟的核心部分,它的精度和稳定度决定了数字钟的质量,通常用晶体整荡器产生的脉冲经过整形、分频获得1 Hz的秒脉冲。
一、题目名称:数字钟打铃系统二、设计任务和要求:用中、小规模集成电路设计一个数字钟打铃系统,能实现:由晶体振荡器电路(或555定时器)产生1Hz的标准“秒”信号;“秒、分计数器”为00 ~ 59的六十进制计数器;“时计数器”为00 ~ 23的二十四进制计数器;走时精度要求每天误差小于1秒;具有校时功能。
即只要将开关置于校时位置,可分别对“秒、分、时”进行手动脉冲输入或连续脉冲输入的校正;可设置六个时间,数字钟定时打铃,响铃时间为10秒。
三、考虑方案,画出系统框图,比较和选定设计的系统方案。
设计方案:数字电子钟主要由秒信号发生器、“时、分、秒”计数器、译码显示器、校时电路等组成。
秒信号发生器主要由石英晶体振荡器或555振荡器分频后得到;秒、分都是60进制,故由60进制计数器构成;时为24进制,即由24进制计数器构成;显示部分由译码和数码显示构成;校时电路由门电路和开关等构成。
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。
由于要对时钟进行校队,电路选择串行的进位方式,使每个位都可以快速接入脉冲,进行校时译码、显示译码、显示译码、显示时计数器分计数器秒计数器校时校分校秒校时控制校分控制校秒控制555定时器时数值比较器分数值比较器秒数数值比较器设置时设置分设置秒响铃显示译码器:方案一:用编码器芯片74LS248,以及七段发光二极管显示器, 开关和电源。
方案二、用DCD_HEX最后我们选择方案二,比较简单明了。
用DCD_HEX为时分秒的显示译码器,74LS160十进制的计数器,分别计60进制、60进制24进制,这里使用异步清零法,在0~59循环中在多计个次数(很快),在分和时上连多谐振荡器,可以进型快速校时,校时比较方案:方案一、放置单刀双掷开关,连接触发器和门电路,以触发器给单次脉冲,门电路给连续脉冲电路,这样就可以实现时间的校准,如图方案二、直接给脉冲,用555来实现,如图以上两种电路,我们选择方案二,因为方案而实现起来简便,易行。
前言随着我国城市化建设的发展,人民的生活水平日渐提高,越来越多的汽车进入了寻常老百姓的家庭,再加上政府大力发展公交车、出租车,使得道路上车辆越来越多,许多大城市如北京、上海、南京等均出现了道路交通超负荷运行的情况。
因此,自80年代后期以来,很多城市纷纷扩建城市道路,在道路建设完成的初期,它们也曾有效地改善了交通状况。
然而,随着交通量的快速增长和缺乏对道路的系统研究和控制,扩建道路并没有充分发挥出预期的作用。
而城市道路多十字路口、多交叉的特点,也决定了城市道路的交通状况必然受这种路况的制约。
所以,如何采用合适的控制方法,最大限度利用好耗费巨资修建的多车道城市道路,缓解城区的交通拥堵状况,越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。
在这种情况下,道路交通信号灯开始发挥了越来越重要的作用,并已成为交管部门管理交通的重要工具之一。
正文1绪论1.1选题的背景1.1.1课题目的本课题是设计一个交通信号灯控制电路,通过本设计了解掌握交通信号灯控制电路的工作原理,进而研究电子产品设计的技术方法。
通过对交通信号灯控制电路的设计、安装与调试,熟练掌握各种电子测量仪器、仪表的正确使用方法,熟悉掌握数字逻辑电路原理及各类型数字单元电路的工作原理、电路形式、调试方法、整机电路统调技巧等方面知识;同时,通过对系统设计结果的理论分析,加强理论联系实际的工作能力,对加强数字逻辑电路原理与技术方法的掌握,得到全面的、系统的训练,为今后从事本专业工作奠定坚实的技术基础。
1.1.2课题意义在现代城市中,人口和汽车日益增长,市区交通也日益拥挤,人们的安全问题也日益重要。
因此,红绿交通信号灯成为交管部门管理交通的重要工具之一。
有了交通灯人们的安全出行有了很大的保障。
自从交通灯诞生以来,其内部的电路控制系统就不断的被改进,设计方法也开始多种多样,从而使交通灯显得更加智能化。
尤其是近几年来,随着电子与计算机技术的飞速发展,电子电路分析和设计方法有了很大的改进,电子设计自动化也已经成为现代电子系统中不可缺少的工具和手段,这些为交通灯控制电路的设计提供了一定的技术基础。
秒信号发生器电路图两个秒信号发生器:下面介绍的秒信号发生器可用在LED数字钟中,为数字钟提供秒基准信号。
字串7附图1电路由14位二进制串行计数器/分频器和振荡器CD4060、BCD同步加法计数器CD4518构成的秒信号发生器。
电路中利用CD4060组成两部分电路。
一部分是14级分频器,其最高分频数为16384;另一部分是由外接电子表用石英晶体、电阻及电容构成振荡频率为32768Hz的振荡器。
震荡器输出经14级分频后在输出端Q14上得到1/2秒脉冲并送入由1/2 CD4518构成的二分频器,分频后在输出断Q1上得到秒基准脉冲。
检验电路是否工作,可测量CD4060的9脚有无振荡信号输出。
调整微调电容可校准振荡频率。
附图2是另一款秒信号发生器电路。
它由双BCD同步加计数器CD4518、四输入端与非门CD4011和四2输入端或非门CD4001等构成。
电路中利用CD4060组成两部分电路。
一部分是14级分频器,其最高分频数为16384;另一部分是由外接电子表用石英晶体、电阻及电容构成振荡频率为32768Hz的振荡器。
震荡器输出经14级分频后在输出端Q14上得到1/2秒脉冲并送入由1/2 CD4518构成的二分频器,分频后在输出断Q1上得到秒基准脉冲。
检验电路是否工作,可测量CD4060的9脚有无振荡信号输出。
调整微调电容可校准振荡频率。
电路中,由CD4011门I构成晶体振荡电路产生的1MHz脉冲信号,经反相器门II送至由CD4518构成的多级计数分频器。
其中第一级10分频后输出为100KHz,第二级输出为10KHz,第三级输出为1000Hz,第四级输出为100Hz、第6级输出为1Hz。
由CD4011的门III、IV构成R-S触发器和CD4001的一个门组成了秒信号控制门。
单允许工作开关K3置“开”位置时,允许输出秒信号;置“关”位置时,禁止输出秒信号。
走时、校准开关K2置“走时”位置时,输出秒信号;置“校准”位置时,输出校准信号。
黄淮学院电子科学与工程系 电子测量技术课程基础性实验报告实验名称 秒脉冲信号发生器实验时间 年 月 日学生姓名实验地点 同组人员专业班级电技1101班一、实验目的1. 熟悉用石英晶体和CMOS 反相器构成多谐振荡器的电路。
2. 熟悉用分频器获得秒信号的方法。
二、实验主要仪器设备和材料1. 实验仪器直流稳压电源×1、双踪示波器×1、万用电表×1、IC3 16脚插座×1、IC2 14脚插座×1、BX05模块(含有1C 、2C 、R 和石英晶体)。
2. 实验器件 CD4060、CD4013三、实验内容图4-1 秒脉冲信号发生器电路图4-2图4-1所示为秒脉冲信号发生器电路,石英晶体的固有频率为32.768kHz ,4060为十四级二进制计数/分频/振荡器,其内部有1G 、2G 二个反相器和14级二进制计数器,电阻R 连在1G 两端,用来确定1G 静态为电压传输特性中点Q ,使1G 有较大放大倍数,如图4-2所示。
当接上电源后,石英晶体与电容1C 、2C 组成振荡回路,从噪声中选出32.768kHz 正弦信号,通过2C 输入到1G 门的I u ,经1G 放大后得到O u 获得很大削顶信号。
经2G 反相器整形,从O Φ得到32.768kHz 方波,再经14级二进制分频获得频率为32.768×1432/10=32.768×310/16384=2Hz 信号再由D 触发器组成T '触发器为二分频电路,即在Q 端获得频率为1Hz 的方波信号,这即为周期为1S 的秒信号。
为防止小电容连线受分布电影响,故将1C 、2C 、R 、石英晶体等制作于BX05模块内,使连线缩短。
四、实验步骤1. 在不接电源情况下,按图4-1所示电路进行连接、要求BX05模块与4060器件连线,尽可能短。
或用屏蔽线(如图4-1所示)。
2. 将直流稳压电源调节到+5V ,关闭电源后,将各器件电源端与稳压电源相连。
数电课程设计实验报告班级:通信工程1001班姓名:XX学号:、、、、、、、、数字钟的设计与制作一、设计任务本次课程设计要求以中规模集成电路为主,利用所学知识,设计一个数字钟。
通过本次课程设计,进一步加强数字电路综合应用能力,掌握数字电路的设计技巧,增强实践能力,以及熟练掌握数字钟的系统设计、组装、调试及故障排除的方法。
二、设计要求1.设计一台可以显示时、分、秒的数字钟。
2.具有校时功能,可以对时、分秒单独校时。
3.具有整点报时功能。
3.要求电路主要采用中小规模数字集成电路来实现。
三、工作原理数字电子钟由秒信号发生器。
“时、分、秒”计数器、译码显示器、校时电路、整点报时电路等组成。
秒信号发生器主要由555振荡器分频后得到;秒、分都是60进制,故由60进制计数器构成;时为24进制,即由24进制计数器构成;显示部分由译码和数码显示构成,将“时、分、秒”计数器的输出状态经七段显示译码器译码,通过六位数码管显示出来。
校时电路和整点报时电路由门电路和开关等构成。
1、秒脉冲信号发生器秒脉冲信号发生器是数字电子钟的核心部分,它的精度和稳定度决定了数字钟的质量。
由振荡器与分频器组合产生秒脉冲信号。
●振荡器: 通常用555定时器与RC构成的多谐振荡器,输出2KHz脉冲。
●分频器: 分频器功能主要有两个,一是产生标准秒脉冲信号,一是提供功能扩展电路所需要的信号,选用六片进行CC4518,因为每片为1/10分频器,三片级联刚好获得2Hz脉冲,再经过二分频得到标准1HZ脉冲,其余两片构成两个二分频得到1KHZ和500HZ脉冲供整点报时用,其电路图如下:图2 秒脉冲信号发生器2、秒、分、时计数器的设计秒、分计数采用60进制计数器、时采用24进制计数器。
他们都是8个BCD码输出,一个进位输出,一个时钟脉冲输入。
在设计层次电路时,皆可以设计为一个输入端,9个输出端。
在Multisim 仿真软件中,按照模块化化设计,不但将复杂的电路图变简单,而且更加直观,便于检测调试。
目录1. 设要求以及主要内容 (1)2.总体设计 (1)2.1.555秒脉冲模块设计 (1)2.2.控制单元设计 (2)2.2.1 4秒定时电路 (2)2.2.2 6秒定时电路 (3)2.2.3 25秒定时电路 (4)2.2.4 JK时序电路 (4)2.2.5时序信号 (6)3.设计心得 (6)4.参考文献 (7)5.附录 (8)交通灯的自动控制1. 设要求以及主要内容1.通常情况下,大道绿灯亮,小道红灯亮;2.若小道来车,大道经6秒由绿灯变为黄灯;再经过4秒,大道由黄灯变为红灯,同时,小道由红灯变为绿灯;3. 小道变绿灯后,若大道来车不到3辆,则经过25秒钟后自动由红灯变为黄灯,再经过4秒变为红灯,同时,大道由红灯变为绿灯;4.如果小道在绿灯亮时,小道绿灯亮的时间还没有到25秒,只要大道检测到已经超过3辆车在等候,那么小道应立即由绿灯变为黄灯,再经过4秒变为红灯,同时,大道由红灯变为绿灯。
2.总体设计首先由一个555发生产生一个秒脉冲,提供给FPGA一个时钟信号,然后经过控制单元处理以后输出给信号灯。
总体原理框图如图1图1 原理框图2.1.555秒脉冲模块设计产生秒信号的电路有多种形式,如图2 是利用555 定时器组成的秒信号发生器。
当接通电源以后,因为电容上的初始电压为零,无哦一输出为高电平,并开始经电阻R向电容C充电。
当充到输入电压为V1=Vt+时,输入跳变为低电平,电容C又经过电阻R开始放电。
当放电至V1=Vt-时,输出电位又跳变成高电平,电容C重新开始充电如此周而复始,电路便不停地振荡。
V1和Vo的电压波形如图3所示。
因为该电路输出脉冲的周期为T≈0.7(R1+2R2)C。
若T=1S,令C=10,R1=39K,则。
取固定电阻与的电位器相串联代替电阻R2。
在调试电路时,调试电位器R P,使输出脉冲为1s。
图3 秒脉冲信号图2 555秒脉冲发生器图4 555秒信号时序该发生器每秒发生一个高电平和低电平,周而复始的进行。
秒信号发生器实验报告1. 简介秒信号发生器是一种生成固定时长的脉冲信号的仪器。
在电子工程中,秒信号发生器经常被用于测试和校准其他仪器,以及用于各种实验和研究。
本实验报告将介绍秒信号发生器的原理、实验方法和结果分析。
2. 原理秒信号发生器通常由一个稳定的时钟源和一个可编程的计数器组成。
时钟源产生稳定的时钟信号,计数器根据预设的计数值产生固定时长的脉冲信号。
脉冲信号的参数,如频率、占空比和幅度,通常可以通过设置计数器的参数来调节。
3. 实验方法3.1 实验材料•秒信号发生器•示波器•频率计3.2 实验步骤1.将秒信号发生器的输出端连接至示波器的输入端,用于观察生成的信号波形。
2.将秒信号发生器的输出端连接至频率计,用于测量生成信号的频率。
3.设置秒信号发生器的计数值,调节频率和占空比等参数。
4.观察示波器上显示的信号波形,并使用频率计测量信号的频率。
5.根据需要调整参数,并重复步骤 3 和步骤 4,直到达到实验要求。
3.3 实验注意事项•在实验过程中,应注意操作规范,避免产生误操作或损坏设备。
•使用示波器和频率计时,应确保连接的正确和稳定。
•在调节参数时,应逐步调整,并观察实验结果的变化。
4. 结果分析根据实验结果,我们可以对秒信号发生器的性能进行评估和分析。
通过调节计数值,我们可以改变秒信号的频率和占空比。
通过观察示波器上显示的波形,我们可以判断信号的稳定性和波形质量。
通过频率计的测量,我们可以验证信号的频率是否符合设定值。
在实际使用中,秒信号发生器广泛应用于各种领域,如电子产品测试、通信系统校准和科学研究等。
通过实验,我们可以更好地理解和掌握秒信号发生器的原理和使用方法。
这对于我们在电子工程领域的学习和工作具有重要意义。
5. 总结本实验通过对秒信号发生器的实验研究,深入了解了秒信号发生器的原理和使用方法,掌握了实验操作规范和注意事项。
通过观察示波器上的信号波形和频率计的测量,我们可以验证秒信号发生器的性能和可靠性。
秒信号发生器电路图本电路可用于LED数字钟中,为数字钟提供秒基准信号。
1、工作原理如图所示电路是由14位二进制串行计数器/分频器和振荡器CC4060、BCD同步加法计数器C180构成的秒信号发生器。
电路中利用CC4060组成两部分电路。
一部分是14级分频器,其最高分频数为16384;另一部分是由外接电子表用石英晶体、电阻及电容构成振荡频率为32768Hz的振荡本电路可用于LED数字钟中,为数字钟提供秒基准信号。
1、工作原理如图所示电路是由14位二进制串行计数器/分频器和振荡器CC4060、BCD同步加法计数器C180构成的秒信号发生器。
电路中利用CC4060组成两部分电路。
一部分是14级分频器,其最高分频数为16384;另一部分是由外接电子表用石英晶体、电阻及电容构成振荡频率为32768Hz的振荡源。
振荡器输出级经14级分频后在输出端Q14上得到1/2S脉冲并送入由C180构成的二分频器,分频后在输出端Q1上得到秒基准脉冲。
检验电路是否工作,可测得CC4060的9脚有无振荡信号输出。
调整微调电容C1可校准振荡频率。
本电路中,14位二进制串行计数器/分频器和振荡器集成电路CC4060的输出端只有Q14端,剩余输出端可悬空。
2、CC4060极限值a、电源电压Vdd:-0.5V~+18V;b、输入电压V1:-0.5V~Vdd+0.5V;c、贮存温度范围Ts:-65度~+150度;d、焊接温度(10秒)Tl:265度。
3、推荐工作条件a、电源电压Vdd:+3V~+15V;b、输入电压V1:0~Vdd;c、工作环境温度Ta:M 类:-55度~+125度; R类:-55度~+85度; E类:-40度~+85度。
数字式秒表一、课程设计的目的和任务数字式秒表从原理上讲是一种典型的数字电路,其中包括了组合逻辑电路和时序电路。
本次实验所做数字式秒表由信号发生系统和计时系统构成。
由于需要比较稳定的信号,所以信号发生系统555定时器与电阻和电容组成的多谐振荡器构成,信号频率为100HZ。
计时系统由计数器、译码器、显示器组成。
计数器由74 LS160构成,由十进制计数器组成了一百进制和六十进制计数器,采用异步进位方式。
译码器由74LS48构成,显示器由数码管构成。
具体过程为:由晶体震荡器产生100HZ脉冲信号,传入计数系统,先进入计数器,然后传入译码器,将4位信号转化为数码管可显示的7位信号,结果以“分”、“秒”、“10毫秒”依次在数码管显示出来。
该秒表最大计时值为99分59.99秒,“分”和“10毫秒”为一百进制计数器组成,“秒”为六十进制计数器组成。
在本次实验中,我主要负责用555定时器产生一个频率为100Hz的脉冲信号,设计一百进制计数器和六十进制计数器。
设计任务:1.设计并制作符合要求的电子秒表。
秒表最大计时值为99分59.99秒。
2.秒表由6位7段LED显示器显示,其中2位显示“min”,4位显示“s”,其中显示分辨率为“0.01s”。
3.计数器最大值到99min59.99s,计数误差不超过0.01s.4.具有清零、启动计数、暂停计数及继续计时等控制功能。
二、电路分析与设计(一)系统分析数字式秒表从原理上讲是一种典型的数字电路,其中包括了组合逻辑电路和时序电路。
本次实验所做数字式秒表由信号发生系统和计时系统构成。
计时系统由计数器、译码器、显示器组成。
计数器由74 LS160构成,由十进制计数器组成了一百进制和六十进制计数器,采用异步进位方式。
译码器由74LS48构成,显示器由数码管构成。
具体过程为:由晶体震荡器产生100HZ脉冲信号,传入计数系统,先进入计数器,然后传入译码器,将4位信号转化为数码管可显示的7位信号,结果以“分”、“秒”、“10毫秒”依次在数码管显示出来。
电子技术课程设计报告实验题目:数字时钟姓名:学号:学院:专业:年级:指导教师:目录一、实验要求 .............................................................二、设计步骤 .............................................................1、1 K Hz信号发生器....................................2、分频器…………………………………….…….…………3、计数器.........................................................4、校时电路……………………………………………….…5、闹钟………….………………………………………………三、功能测试及总结................................................四、收获和体会………………………………………五、参考文献…………………………………………一、 实验要求基础要求:设计一个24小时制的数字时钟,要求计时、显示精度到秒;有校时功能;采用中小规模集成电路设计。
发挥: 增加闹钟功能二、 设计步骤基本功能电路框图1、 1 K Hz 信号发生器采用由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器。
如图3-4-1所示。
设振荡频率f=1KHz,R为可调电阻,微调R1可以调出1KHz输出。
2、分频器由于1 K Hz信号发生器产生的频率很高,要得到秒脉冲,需要分频电路。
本实验由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器,产生1KHz的脉冲信号。
故采用3片中规模集成电路计数器74LS160来实现,得到需要的秒脉冲信号3、计数器秒脉冲信号经过6级计数器,分别得到“秒”个位、十位、“分”个位、十位以及“时”个位、十位的计时。
“秒”“分”计数器为六十进制,小时为十二进制。
一、硬件电路设计
(1)复位电路
复位是使单片机处于某种确定的初始状态。
单片机工作从复位开始。
在单片机RST引脚引入高电平并保持2个机器周期,单片机就执行复位操作。
复位操作有两种基本方式:一种是上电复位,另一种是上电与按键均有效的复位。
如图1所示为复位电路:
图1复位电路
开机瞬间RST获得高电平,随着电解电容C3的充电,RST引脚的高电平将逐渐下降。
若该高电平能保持足够2个机器周期,就可以实现复位操作。
根据经典电路选择参数,选取C3=10µF,R1=10KΩ。
(2)晶振电路
单片机的时钟信号通常有两种产生方式:一是内部时钟方式,二是外部时钟方式。
内部时钟方式是利用单片机内部的振荡电路产生时钟信号。
外部时钟方式是把外部已有的时钟信号引入到单片机内。
本次设计中,采用的是12MHz晶振,配上30pF的电容,构成谐振,这样有助于输出稳定的波形。
图2所示为晶振电路:
图2晶振电路
在单片机的XTAL1和XTAL2引脚外接石英晶体(简称晶振),作为单片机内部振荡电路的负载,构成自激振荡器,可在单片机内部产生时钟脉冲信号。
C1和C2的作用是稳定振荡频率和快速起振。
根据经典电路选择参数,本电路选用晶振12 MHz,C1=C2=33PF。
其中晶振周期(或外部时钟信号周期)为最小的时序单位。
(3)串口调试电路
二、程序设计
程序思路说明:只需要4个按键。
关于频率和占空比的确定,对于12M晶振,输出频率为1KHZ,这样定时中断次数设定为 10,即10MS 中断一次,则TH0=FF,TL0=F6;由于设定中断时间为10ms,这样可以设 * *定占空比可从1-99%变化。
即10ms*100=1s
#include<regx51.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
uchar timer0_tick,ZKB=1;//timer0_tick计数,ZKB占空比
uchar i=0,n=0,temp=0;
code
seven_seg[10]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90}; //1,2,3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
code scan[2]={0xfd,0xfe};
uchar counter[2]={0,0};
sbit AN1=P3^2;//调整个位
sbit AN2=P3^3;//调整十位
sbit AN3=P3^4;//启动按键
sbit AN4=P3^5;//确认按键
void delay(uint z)//软件延时函数
{
uint x,y;
for(x=z;x>0;x--)
for(y=110;y>0;y--);
}
static void timer0_isr(void) interrupt 1 using 0 //中断函数 { TR0=0;
TL0=(65536-10000)%256;
TH0=(65536-10000)/256;
TR0=1;
if (ZKB>99) ZKB=1;
if (ZKB<1) ZKB=99;
counter[0]=ZKB%10;
counter[1]=ZKB/10;
n++;
if(n==100)
{
n=0;
i++;
if(i==2) i=0;
P0=seven_seg[counter[i]];
P2=scan[i];
}
timer0_tick++;
if(timer0_tick++==100)
{
timer0_tick=0;
}
if(AN2==0)
{
delay(100);
if(AN2==0)
{
temp=1;
counter[0]++;
if(counter[0]==10) {
counter[0]=0; }
}
}
if(AN1==0)
{
delay(100);
if(AN1==0)
{
temp=1;
counter[1]++;
if(counter[1]==10) {
counter[1]=0; }
}
}
ZKB=counter[0]+counter[1]*10;
if(AN4==0)
{
delay(5);
if(AN4==0)
temp=0;
}
if(temp==1)
P3_7=0;// P3_7为脉冲输出引脚
else
{
if (timer0_tick<=ZKB) /*当小于占空比值时输出低电平,高于时是高电平,从而实现占空比的调整*/
{
P3_7=1;
}
else
{
P3_7=0;
}
}
}
static void timer0_initialize(void)//中断初始化
{
EA=0;
timer0_tick=0;
TR0=0;
TMOD=0x01;
TL0=(65536-10000)%256;
TH0=(65536-10000)/256;
PT0=0;
ET0=1;
TR0=1;
EA=1;
}
void main(void)
{
STAR: delay(100);
if(AN3!=0) goto STAR;//按键3启动脉冲
timer0_initialize();
while(1);
}
//按按键3启动脉冲器,初始设置占空比为1%,按键1调整十位,
//按键2调整个位,一旦调整,输出为0,必须按确认键确认,
//输出正确脉冲.可以占空比1-99%任意调节。
三、学习单片机的体会
通过在单片机原理课程的学习我简单总结了几点心得和体会:第一:万事开头难,要勇敢的迈出第一步,不要总找借口说没有学习过就总推脱。
凡事都有第一步可以先可简单的来,然后可以逐步的向深层次学习。
可以从建项目开始,然后可以找一个简单的小程序先把它敲进单片机内然他运行起来,感觉一下单片机的运行,让自己了解单片机整个运行。
第二:对于知识点,学过的要掌握牢固,对于没有学的和暂时用不到的先不用学习。
比如:小灯得点亮就没有用到中断可以先不用看。
这样可以避免知识过多记不住的麻烦。
对于程序这里的知识点不能只停留在理论层次上,一定要结合着程序进行学习这样才能掌握的很牢靠,当用到哪里的知识点不记得了可以去看书,对于用不到的可以不去看。
第三:程序不要只是看别人得,一定要自己写过才是自己的。
开始不懂可以参考别人的,看看每一句代表着什么意思,能够实现什么现象。
明白之后自己再重新写一遍,你会发现看别人的能懂到自己写的时候很困难。
当你自己能写出来的时候说明你真懂了。
第四:一定要学会程序调试的方法。
有时候把程序写完了然后运行时不能实现理想的现象。
这时有人就晕了不知该怎么办,然后就去问别人。
当别人找出问题出在哪里时就会恍然大悟。
其实当遇到问题一定要自己尝试着解决,不
能遇到问题就去问别人。
自己一定要掌握解决问的方法和思路。
第五:在学习初期看别人的代码,学习别人的思路这个很有用。
通过看别人的代码特别是有多年编程经验的人的程序,可以迅速提高自己的编程水平。
也可以结合着别人的手法,与自己的想法结合在一起写出更好的程序。
但是切记将学习变成抄袭,不能认为抄袭别人的你就学会了,这样只能使你退步。
第六:面对一个新项目时,自己一定要多想想,不要急着去看别人是怎么写的。
有的人看到新项目时就去找别人的然后抄一小段,自己在写几句,放在一起完成任务,虽然省时间但不利你的学习。
当你遇到一新项目时你应该先想一下程序的构架,想想如何来完成。
然后自己动手去写,当你遇到实在是没办法解决的问题时再去请教别人,看他是怎么处理的,学习他的方法。
这样起码你自己想过了,有自己的思路不会受到别人的影响,这样更容易提高自己。
在单片机的学习开始时感觉很吃力,在不断的学习过程中慢慢的对单片机产生了些好感,而且在编写程序过程中吃力的感觉慢慢的淡了。
在这其中基础知识掌握牢固是非常重要的,然后在学习过程中要学会提问题和自己解决问题,慢慢的对于学习单片机你也会产兴趣。
虽然在开始学习单片机时感觉很青涩,但只要坚定自己的学习信心,在付出持之以恒的努力,我相信自己能进一步加深对单片机的了解,在单片机的学习道路上走得更远!。