课程设计 数字电子钟设计报告
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《电子技术》课程设计报告-数字电子钟设计一、背景介绍数字电子钟是一个实时的计时器,它可以按照设定的时刻精确地表示时间。
它使用微处理器和时钟芯片来处理时间。
因此,它可以被视为一个微处理器系统,系统中含有存储器、计数器、报警功能等。
最新的电子时钟如石英钟使用特制石英晶片来制定时钟。
由于石英可以产生完美的电振动,因此可以更准确地检测时钟改变。
二、数字电子钟的设计原理1、时钟驱动电子时钟的操作需要一定的时间和精度,主要是依靠特殊的驱动器来实现的。
驱动器有石英、硅、力学和光学等多种。
其中石英芯片是电子时钟的核心部件并且最常用。
可以让电子时钟每秒产生32千分之一秒的精度。
2、晶振电路晶体振荡器电路是将电能转换成振荡信号和时钟信号的基础电路。
在电子时钟中,晶振电路可以将3.3V的DC电源转换成正弦波信号。
3、控制电路控制电路是接收电子时钟信号,并将其转换为可读取的数字信号的电路。
它通过检测当前的时钟值与它预设的标准值,来决定是否需要重新设定。
4、显示电路为了使时间显示准确,显示电路需要有一定的能力,它可以将控制电路经过变换后的数字转化为可视的数字或符号信号,比如LED。
我们首先使用PIC16F628A微控制器来控制数字电子钟,PIC16F628A是一款常用的单片机,在实现数字电子钟的最基本功能时天然的具有很多优势,即具有丰富的I/O口及高性能的CPU。
而在驱动这个数字电子时钟时,我们选择了普通的石英晶振,其工作电压为3.3V,频率为32.768kHz。
它的作用是将电源电压转换成正弦波信号,然后此信号可以被PIC单片机读取,从而实现全电子时钟功能。
在处理每秒钟走过的时间时,我们使用计数器根据晶振输入的时钟信号逐渐计数,而当计数器计数到一定值时,PIC单片机就知道一秒的时间已经过去,然后继续进行计算.最后,我们选用一个4位共阳极数码管来将这些数据转化为显示数字的动作,它从数据地址上读取数据,然后一次送到一位,就可以实时显示电子时钟的实时时间。
数字闹钟设计报告目录1. 设计任务与要求 (2)2. 设计报告内容2.1实验名称 (2)2.2实验仪器及主要器件 (2)2.3实验基本原理 (3)2.4数字闹钟单元电路设计、参数计算和器件选择…………………………3-72.5数字闹钟电路图 (8)2.6数字闹钟的调试方法与过程 (8)2.7设计与调试过程的问题解决方案 (8)3.实验心得体会……………………………………………………………………9、101. 设计任务与要求数字闹钟的具体设计任务及要求如下:(1) 有“时”、“分”十进制显示, “秒”使用发光二极管闪烁表示。
(2) 以24小时为一个计时周期。
(3) 走时过程中能按预设的定时时间(精确到小时)启动闹钟, 以发光二极管闪烁表示, 启闹时间为3s~10s。
2. 设计报告内容2.1实验名称数字闹钟2.2实验仪器及主要器件(1)CD4511( 4片)、数码管(4片)(2)74LS00(6片)(3)74LS138(2片)(4)74LS163(6片)(5)LM555(1片)(6)电阻、电容、导线等(若干)(7)面包板(2片)、示波器等2.3数字闹钟基本原理要想构成数字闹钟, 首先应选择一个标准时间源——即秒信号发生器。
可以采用LM555构成多谐振荡器, 通过改变电阻来实现频率的变化, 使之产生1HZ的信号。
计时的规律是: 60秒=1分, 60分=1小时, 24小时=1天, 就需要对计数器分别设计为60进制和24进制的, 并发出驱动信号。
各计数器输出信号经译码器到数字显示器, 按“时”、“分”顺序将数字显示出来, 秒信号可以通过数码管边角的点来显示。
数字闹钟要求有定时响闹的功能, 故需要提供设定闹时电路和对比起闹电路。
设时电路应共享译码器到数字显示器, 以便使用者设定时间, 并可减少电路的芯片数量;而对比起闹电路提供声源, 应具有人工止闹功能, 止闹后不再重新操作, 将不再发生起闹等功能。
数字电子钟的逻辑框图如图所示。
电子数字时钟课程设计报告(数电)第一篇:电子数字时钟课程设计报告(数电)数字电子钟的设计1.设计目的数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置,与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性,且无机械装置,具有更更长的使用寿命,因此得到了广泛的使用。
数字钟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。
因此,我们此次设计数字钟就是为了了解数字钟的原理,从而学会制作数字钟。
而且通过数字钟的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法。
且由于数字钟包括组合逻辑电路和时叙电路。
通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。
1.1设计指标1.时间以12小时为一个周期;2.显示时、分、秒;3.具有校时功能,可以分别对时及分进行单独校时,使其校正到标准时间; 1.2 设计要求1、电路设计原理说明2、硬件电路设计(要求画出电路原理图及说明)3、实物制作:完成的系统能达到题目的要求。
4、完成3000字的课程设计报告2.功能原理2.1 数字钟的基本原理数字电子钟由信号发生器、“时、分、秒”计数器、LED数码管、校时电路、整点报时电路等组成。
工作原理为时钟源用以产生稳定的脉冲信号,作为数字种的时间基准,要求震荡频率为1HZ,为标准秒脉冲。
将标准秒脉冲信号送入“秒计数器”,该计数器采用60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60进制计数器,每累计60分,发出一个“时脉冲”信号,该信号将被送到“时计数器”。
“时计数器”采用24进制计数器,可以实现24小时的累计。
LED数码管将“时、分、秒”计数器的输出状态显示。
校时电路是来对“时、分、秒”显示数字进行校对调整。
2.2 原理框图3.功能模块3.1 振荡电路多谐振荡器也称无稳态触发器,它没有稳定状态,同时无需外加触发脉冲,就能输出一定频率的矩形波形(自激振荡)。
数电课程设计报告第一章设计背景与要求设计要求第二章系统概述设计思想与方案选择各功能块的组成工作原理第三章单元电路设计与分析各单元电路的选择设计及工作原理分析第四章电路的组构与调试遇到的主要问题现象记录及原因分析解决措施及效果功能的测试方法,步骤,记录的数据第五章结束语对设计题目的结论性意见及进一步改进的意向说明总结设计的收获与体会附图电路总图及各个模块详图参考文献第一章设计背景与要求一.设计背景与要求在公共场所,例如车站、码头,准确的时间显得特别重要,否则很有可能给外出办事即旅行袋来麻烦;数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置,与机械式时钟相比具有更高的准确度和直观性,且无机械装置,具有更长的使用寿命,因此得到了广泛的使用;数字钟是一种典型的数字电路,包括了组合逻辑电路和时序电路;设计一个简易数字钟,具有整点报时和校时功能;1以四位LED数码管显示时、分,时为二十四进制;2时、分显示数字之间以小数点间隔,小数点以1Hz频率、50%占空比的亮、灭规律表示秒计时;3整点报时采用蜂鸣器实现;每当整点前控制蜂鸣器以低频鸣响4次,响1s、停1s,直到整点前一秒以高频响1s,整点时结束;4才用两个按键分别控制“校时”或“校分”;按下校时键时,是显示值以0~23循环变化;按下“校分”键时,分显示值以0~59循环变化,但时显示值不能变化;二.设计要求电子技术是一门实践性很强的课程,加强工程训练,特别是技能的培养,对于培养学生的素质和能力具有十分重要的作用;在电子信息类本科教学中,课程设计是一个重要的实践环节,它包括选择课题、电子电路设计、组装、调试和编写总结报告等实践内容;通过本次简易数字钟的设计,初步掌握电子线路的设计、组装及调试方法;即根据设计要求,查阅文献资料,收集、分析类似电路的性能,并通过组装调试等实践活动,使电路达到性能要求;第二章系统概述设计思想与方案选择方案一 ,利用数字电路中学习的六十进制和二十四进制计数器和三八译码器来实现数字中的时间显示;方案二,利用AT89S51单片机和74HC573八位锁存器以及利用C语言对AT89S51进行编程来实现数字钟的时间显示;由于方案一通过数电的学习我们都比较熟悉,而方案二比较复杂,涉及到比较多我们没学过的内容,所以选择方案一来实施;简易数字钟电路主体部分是三个计数器,秒、分计数器采用六十进制计数器,而时计数器采用二十四进制计数器,其中分、时计数器的计数脉冲由校正按键控制选择秒、分计数器的溢出信号或校正10Hz计数信号;计数器的输出通过七段译码后显示,同时通过数值判断电路控制蜂鸣器报时;各功能块的组成分频模块,60进制计数器模块,24进制计数器模块,4位显示译码模块,正点报时电路模块,脉冲按键消抖动处理模块工作原理一.简易数字钟的基本工作原理是对1Hz标准频率秒脉冲进行计数;当秒脉冲个数累计满60后产生一个分计数脉冲,而分计数脉冲累计满60后产生一个时计数脉冲,电路主要由3个计数器构成,秒计数和分计数为六十进制,时计数为二十四进制;将FPGA开发装置上的基准时钟OSC作为输入信号通过设计好的分频器分成1Hz~10MHz8个10倍频脉冲信号;1Hz的脉冲作为秒计数器的输入,这样实现了一个基本的计时装置;通过4位显示译码模块,可以显示出时间;时间的显示范围为00时00分~23时59分;二.当需要调整时间时,可使用数字钟的时校正和分校正进行调整,数字钟中时、分计数器都有两个计数脉冲信号源,正常工作状态时分别为时脉冲和分脉冲;校正状态时都为5~10Hz的校正脉冲;这两种状态的切换由脉冲按键控制选择器的S 端来实现;为了更准确的设定时间,需要对脉冲按键进消抖动处理;三.电路在整点前10 秒钟内开始控制蜂鸣器报时,可采用数字比较器或逻辑门判断分、秒计数器的状态码值,以不同频率的脉冲控制蜂鸣器的鸣响;第三章单元电路设计与分析各单元电路的选择1分频模块,设计一个8级倍率为10 的分频电路,输出频率分别为1Hz 、10Hz、100 Hz、1k Hz、10k Hz、100k Hz、1 MHz、10MHz8组占空比为50%的脉冲信号;260进制计数器模块,采用两片74161级联;324进制计数器模块,采用两片74161级联;44位显示译码模块,由分频器,计数器,数据选择器,七段显示译码,3-8线译码器构成一个4位LED数码显示动态扫描控制电路;其中4位计数器用74161,数据选择器用74153,七段显示译码器部分采用AHDL硬件描述语言设计;5正点报时电路模块,该模块采用与门和数据选择器74153构成6脉冲按键消抖动处理模块,采用D触发器实现消抖动,从而能够比较精确地设定时间;设计及工作原理分析1分频模块要输出8级频率差为10倍的分频电路,可采用十进制计数器级联实现;集成十进制计数器的类型很多,比较常用的有74160、74162、74190、74192和7490等;这里采用7490来实现分频,7490是二-五-十进制加计数器,片上有一个二进制计数器和一个异步五进制计数器;QA是二进制加计数器的输出,QB、QC、QD是五进制加计数器的输出,位序从告到低依次为D,C,B;该分频器一共用到7片7490,初始信号输入到第一片7490的CLKB 端口,QD输出端连接到CLKA端,作为输入,从QA引出1MHz的output端口,并引线到第二片7490的CLKB端口,依此类推,直到第七片7490连接完成如附图所示;每片7490相当于一个五进制计数器和一个二进制计数器级联实现了十进制加计数,从而实现分频;分频模块图如图所示分频模块内部结构图如下图所示260进制计数器模块采用两片74161级联,如图,下面一片74161做成十进制的,初始脉冲从CLK输入,ENT和ENP都接高电平,而QD与QA用作为与非门的两个输入,与非门输出分别连接到自身的LDN端与上面一片74161的CLK端;上面一片74161的QC和QA端作为与非门的两个输入通过输出连接到自身的LDN,ENT 和ENP接高电平;下面一片实现从0000到1001即0~9十个状态码的计数,当下面一片为1001状态时,自身的LDN为低电平,此时QD,QC,QB,QA的状态恢复到0000,即从0开始从新计数,而上面一片74161的CLK电平改变,上面一片74161开始计数为0001,实现从0000~到0101即0到5六个状态码的计数,当上面一片状态为0101时,LDN为低电平,此时计数器为0000;这样子通过两片74161就实现了一个六十进制计数器;下图为六十进制计数器模块的示意图由六十进制计数模块构成的秒分计数如下图,下面那块六十进制技术模块表示为妙,上面那块六十进制计数模块表示为分;当妙计数模块的状态为0101 1001时,向分计数模块进位, 即通过74153M的输入C1,此时74153M输出接到分计数模块的输入端 ,通过74153M作为选择器,实现进位控制;324进制计数器模块采用两片74161级联,如图,下面一片74161做成十进制的,初始脉冲从CLK输入,ENT和ENP都接高电平,而QD与QA用作为与非门的两个输入分别连接到自身的LDN端与上面一片74161的CLK端;上面一片74161的QB非门的一个输入通过输出连接到自身的LDN,ENT 和ENP接高电平,并且上面74161的QB端和下面一块74161的QC端通过与非门输出接到两片74161的清零端CLRN;下面一片实现从0000到1001即0~9十个状态码的计数,当下面一片为1001状态时,自身的LDN为低电平,此时QD,QC,QB,QA的状态恢复到0000,即从0开始从新计数,而上面一片74161的CLK电平改变,上面一片74161开始计数为0001,实现从0000~到0010即0到2三个状态码的计数,当上面一片状态为0010即2时,下面一片状态为0100即4时,两块74161的CLRN为低电平,此时两块74161的状态都为0000,即实现了23时过后显示00时;这样子通过两片74161就实现了一个24进制计数器;下图为24进制计数器模块示意图由二十四进制计数模块构成的时计数模块如图,下面那块六十进制技术模块表示为分,上面那块24进制计数模块表示为时;当分计数模块的状态为0101 1001时,向时计数模块进位, 即通过74153M的输入C1,此时74153M输出接到时计数模块的输入端 ,通过74153M作为选择器,实现进位控制;二十四进制计数模块构成的时计数模块44位显示译码模块由分频器,计数器,数据选择器,七段显示译码,3-8线译码器构成一个4位LED数码显示动态扫描控制电路;4位计数器由74161构成;如下图所示74161构成的4位计数器数据选择器采用两片74153 和一片74153M两片74153实现连在一起实现对四个数字的选择,而一片74153M实现对小数点的选择;如下图所示74153M构成的数据选择器两片74153构成的数据选择器七段显示译码器部分采用AHDL硬件描述语言设计,语句如下:subdesign ymqdata_in3..0 :input;a,b,c,d,e,f,g :output;begintabledata_in3..0 =>a,b,c,d,e,f,g;b"0000" =>1,1,1,1,1,1,0;b"0001" =>0,1,1,0,0,0,0;b"0010" =>1,1,0,1,1,0,1;b"0011" =>1,1,1,1,0,0,1;b"0100" =>0,1,1,0,0,1,1;b"0101" =>1,0,1,1,0,1,1;b"0110" =>0,0,1,1,1,1,1;b"0111" =>1,1,1,0,0,0,0;b"1000" =>1,1,1,1,1,1,1;b"1001" =>1,1,1,0,0,1,1;b"1010" =>1,1,1,0,1,1,1;b"1011" =>0,0,1,1,1,1,1;b"1100" =>1,0,0,0,1,1,0;b"1101" =>0,1,1,1,1,0,1;b"1110" =>1,0,0,1,1,1,1;b"1111" =>1,0,0,0,1,1,1;end table;end;整个四位显示译码模块如图所示5正点报时电路模块该模块采用与门和数据选择器74153构成,如下图所示;7个输入端口的与门控制A,当时间在59分51s,53s,55s,57s,59s的时候,A为高电平1,当秒的个位数为9时,B为高电平1,A为1,B为0时,输出C1低频率信号,A为1,B为1时输出C3高频率信号,实现整点的不同频率的报时电路;整点报时电路模块6脉冲按键消抖动处理模块采用D触发器实现消抖动,从而能够精确地设定时间;校正状态为5HZ的校正脉冲,分频器输出的10HZ通过T触发器得到5HZ的校正脉冲;如图脉冲按键消抖动处理模块通过T触发器得到的5HZ校正脉冲第四章电路的组构与调试遇到的主要问题1在用74161做二十四进制计数器时,没有深入考虑,打算采用第一片六进制,第二片四进制级联而成,结果出现问题;2时、分调整按键没有安装消抖动装置;3在设置简易数字钟的分时,时计数器也会进;现象记录及原因分析1虽然也能够计数实现二十四进制,但是不能与七段显示译码器配合使用,不能显示直观的数值,这样给用户带来不便;2在下载调试的时候,我要进行时分调整,但是有时按一下子脉冲键会进两个数值,这样子给时分的设置带来了麻烦,原因是按键没有采用消抖动装置;3在调试的时候,打算通过按键调整分,但是发现时计数器也会进位,这就不符合要求了,原因是调整分时,各计数器都按正常状况在计数,所以会按正常情况产生进位;解决措施及效果1仍然采用两片74161,第一片可以从0~9,第二片只能从0~2,而且当第二片为2的时候,第一片到4的话就都清零复位,这样不仅实现了二十四进制计数器,而且能与七段显示译码器配合使用,直观的显示数字;2在脉冲控制按键上加上了D触发器,这样子可以达到消抖动的效果;3加上选择器,把两路信号分开,当调整分的时候,不对时计数器产生进位,这样子就不会产生十进位了,解决了这个问题;功能的测试方法、步骤,记录的数据1简易数字钟的测试,将电路图连好后,分析与综合,仿真,编译,下载到仪器上,表示秒的小数点按1Hz,占空比50%跳动,分从0~59计数,分过了59后,向时计数器进1;2整点点报时功能的测试,到了整点,即59分51s,53s,55s,57s时蜂鸣器低频率间断性鸣响,59分59秒时,蜂鸣器高频率鸣响一次;3时、分调整功能的测试,按分调整键,分按一定的频率逐次加一,但是时显示不变;按时调整键,时按一定的频率逐次加一,但是分显示不变;第五章结束语对设计题目的结论性意见及进一步改进的意向说明简易数字钟的设计中,主要运用了分频器,六十进制计数器,二十四进制计数器,动态扫描显示电路,选择器,按键消抖以及门电路等数字电路方面的知识;可以在简易数字钟的基础上加上24小时和12小时转换功能,秒表功能,闹钟功能,这样更能满足人们的使用需求;总结设计的收获与体会简易数字钟的设计及实验当中,我坚持了下来,上学期的数电我学的并不好,而且对软件应用的接受能力不强,刚开始的时候做的很慢,看到别人都做好了,心里比较着急,于是,我找出了数电课本,复习所涉及的知识点,并练习所学软件,终于有了进步,可以更上同学们的进度,但数字钟的设计一直困扰我,看到别人拓展功能都做好了,自己基本的都还没做好,心里很急;在设计的过程中,碰到了很多的困难,遇到了很多问题,不断地思考与尝试,以及向同学和老师请教,但还是没能完全设计好,以后有时间还得多去实验室尝试,争取做好一些拓展功能;通过这次设计,对上学期学习的数字电路的相关知识得到了复习和巩固,也查阅了一些相关的资料,也加深了我对数字电路应用的理解,总之这次的电子技术课程设计受益匪浅;参考文献:基于FPGA的数字电路系统设计西安电子科技大学出版社数字电子技术基础电子工业出版社数字电路与逻辑设计实验及应用人民邮电出版社附图1.分频模块分频器仿真波形下图为分频器线路图2.60进制计数器模块60进制计数器仿真波形3.24进制计数器模块24进制计数器仿真波形4. 4位显示译码模块七段显示译码器模块七段显示译码器部分采用AHDL硬件描述语言设计,语句如下:subdesign ymqdata_in3..0 :input;a,b,c,d,e,f,g :output;begintabledata_in3..0 =>a,b,c,d,e,f,g;b"0000" =>1,1,1,1,1,1,0;b"0001" =>0,1,1,0,0,0,0;b"0010" =>1,1,0,1,1,0,1;b"0011" =>1,1,1,1,0,0,1;b"0100" =>0,1,1,0,0,1,1;b"0101" =>1,0,1,1,0,1,1;b"0110" =>0,0,1,1,1,1,1;b"0111" =>1,1,1,0,0,0,0;b"1000" =>1,1,1,1,1,1,1;b"1001" =>1,1,1,0,0,1,1;b"1010" =>1,1,1,0,1,1,1;b"1011" =>0,0,1,1,1,1,1;b"1100" =>1,0,0,0,1,1,0;b"1101" =>0,1,1,1,1,0,1;b"1110" =>1,0,0,1,1,1,1;b"1111" =>1,0,0,0,1,1,1;end table;end;整个4位显示译码模块四位显示译码模块。
电子行业电子钟课程设计报告1. 引言随着科技的发展和社会的进步,电子钟在日常生活中的应用越来越广泛。
电子钟作为一种将时间信息准确显示并传递给用户的设备,被广泛应用于办公室、学校、家庭等各个领域。
本文将介绍一个针对电子行业的电子钟课程设计,目的是通过设计和制作一个电子钟来深入理解电子钟的原理和实现方法。
本次电子钟课程设计的目标是设计并制作一个功能完善、准确显示时间的电子钟。
具体设计目标如下:1.使用数字显示器显示小时和分钟;2.支持时间的设置和调整,包括小时和分钟的调整;3.通过实时时钟芯片获取当前时间,并进行显示。
为了实现上述设计目标,我们将采用以下设计思路:1.选择合适的显示器件:为了实现数字化的时间显示,我们选择使用七段数码管作为显示器。
七段数码管能够显示0-9的数字,而且可以通过控制不同的段亮灭来显示不同的数字。
2.使用实时时钟芯片:为了能够准确获取当前时间,我们将使用实时时钟芯片,如DS1302。
该芯片能够提供准确的日期和时间信息,并支持数据的读取和写入。
3.控制系统设计:为了实现时间的设置和调整功能,我们将设计一个控制系统。
该系统可以接收来自用户的输入,并根据输入进行时间的设置或调整。
4. 设计步骤本次电子钟课程设计包括以下步骤:步骤 1:器件选型根据设计目标,我们需要选用合适的显示器件和实时时钟芯片。
在选择显示器件时,需要考虑其亮度、尺寸和功耗等因素。
在选择实时时钟芯片时,需要考虑其精度、通信接口和电源消耗等因素。
步骤 2:电路设计根据器件选型结果,我们将进行电路设计。
电路设计包括电源电路、时钟电路、控制电路和显示电路等部分。
其中,电源电路用来为电子钟提供稳定的电源;时钟电路用来接收并处理实时时钟芯片的时钟信号;控制电路用来接收用户的输入并进行相应的操作;显示电路用来驱动七段数码管实现时间的显示。
步骤 3:程序编写在完成电路设计后,我们需要编写相应的程序来控制电子钟的运行。
程序主要包括读取实时时钟芯片的时间信息、接收用户的输入并进行相应的操作、驱动七段数码管实现时间的显示等功能。
数字电子技术课程设计报告课题:数字钟的设计与制作学年:专业:班级:姓名:数字电子技术课程设计报告一、设计目的数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置,与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性,且无机械装置,具有更更长的使用寿命,因此得到了广泛的使用。
数字钟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。
因此,我们此次设计与制作数字钟就是为了了解数字钟的原理,从而学会制作数字钟.而且通过数字钟的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法.且由于数字钟包括组合逻辑电路和时叙电路.通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法.二、设计内容及要求〔1〕设计指标①由晶振电路产生1HZ标准秒信号;②分、秒为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具有校时功能,可以分别对时及分进展单独校时,使其校正到标准时间;⑥整点具有报时功能,当时间到达整点前鸣叫五次低音〔500HZ〕,整点时再鸣叫一次高音〔1000HZ〕。
〔2〕设计要求①画出电路原理图〔或仿真电路图〕;②元器件及参数选择;③电路仿真与调试。
〔3〕制作要求自行装配和调试,并能发现问题和解决问题。
〔4〕编写设计报告写出设计与制作的全过程,附上有关资料和图纸,有心得体会。
三、原理框图数字钟实际上是一个对标准频率〔1HZ〕进展计数的计数电路。
由于计数的起始时间不可能与标准时间〔如时间〕一致,故需要在电路上加一个校时电路,同时标准的1HZ 时间信号必须做到准确稳定。
通常使用石英晶体振荡器电路构成数字钟。
数字电子钟的总体图如图〔1〕所示。
由图〔1〕可见,数字电子钟由以下几局部组成:石英晶体振荡器和分频器组成的秒脉冲发生器;校对电路;六十进制秒、分计数器、二十进制时计数器及七十进制日计数器;以及秒、分、时的译码显示局部等。
四、主要局部的实现方案1 秒脉冲电路由晶振32768Hz经CD4060分频为2Hz,再经过74LS74一次分频,即得1Hz 标准秒脉冲,提供应时钟计数脉冲。
一、任务技术指标设计一个数字电子钟(1)能显示小时、分钟和秒;(2)能进行24小时和12小时转换;(3)具有小时和分钟的校时功能。
二、总体设计思想1.基本原理该数字钟由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器和校时电路等六部分组成。
振荡器产生的钟标信号送到分频器,分频电路将时标信号分成每秒一次的方波秒信号。
秒信号送入计数器进行计数,计数到60秒后向分进位,同理计数到60分后向小时进位,并将计数的结果以BCD-七段显示译码器显示出来。
计数选用十进制计数器74LS760D,校时电路通过选通开关对“时”和“分”进行校时。
二十四小时和十二小时的转换也可以用开关进行选择。
2.系统框图如图1:振荡器产生的钟标信号送到分频器,分频电路将时标信号送至计数器。
计数器通过译码显示把累计的结果以“时”、“分”、“秒”的数字显示出来。
整个过程中可选择用校时电路进行校时。
图1 系统框图三、具体设计1.总体设计电路该数字钟由振荡器、分频器、计数器、显示器和校时电路组成。
振荡器产生的钟标信号送到分频器,分频电路将时标信号分成每秒一次的方波秒信号。
秒信号送入计数器进行计数,计数到60秒后向分进位,同理分计数器计数到60分后向小时进位,并将计数的结果以BCD-七段显示译码器显示出来。
计数选用十进制计数器74LS760D,校时电路通过选通开关对“时”和“分”进行校时。
二十四小时和十二小时的转换可以用开关进行选择。
图2 总体电路图2.模块设计(1)振荡器的设计振荡器是数字钟的核心。
振荡器的稳定度及频率的精确度决定了数字钟计时的准确程度,通常选用石英晶体构成振荡器电路。
石英晶体振荡器的作用是产生时间标准信号。
因此,一般采用石英晶体振荡器经过分频得到这一时间脉冲信号。
电路中采用的是将石英晶体与对称式多谐振荡器中的耦合电容串联起来,就组成了如图3所示石英晶体多谐振荡器。
图3振荡器电路图和仿真波形图(2)分频器的设计对于分频器的设计选定74LS90集成芯片。
数字时钟课程设计报告姓名:学号:班级:专业:评阅老师:评分:评语:引言 (3)一. 设计意义和要求 (4)1.1设计意义 (4)1.2设计目的 (4)1.3设计要求 (4)二. 方案设计 (5)2.1设计思路 (5)2.2 方案设计 (5)三. 单元电路设计 (8)3.1秒脉冲电路 (8)3.2 计时电路 (8)3.3 译码和显示电路 (13)3.4调时调分控制电路 (13)3.5整点报时电路 (14)3.6 清零控制电路 (15)四. 调试与检测 (16)五. 总结与体会 (17)六. 元件清单 (18)七. 参考文献 (19)所谓数字钟,是指利用电子电路构成的计时器。
相对机械钟而言,数字钟能实现准确计时,并显示时,分,秒,而且可以方便,准确的对时间进行调节。
在此基础上,还可以实现整点报时的功能。
因此,数字钟的应用十分广泛。
我们要通过这次的课程设计掌握数字钟的原理,学会设计简单的数字时钟。
设计过程采用系统设计的方法,先分析任务,得到系统和要求,然后进行总体设计,划分子系统,然后进行详细设计,确定各个功能子系统中的内部电路,最后按照原理图构成实物,进行调试和改进。
一设计意义及要求1.1设计意义(1). 了解数字钟的原理和功能(2).学会使用555定时器构成脉冲发生器(3).了解和掌握计数器,译码器和显示器的工作原理和使用方法(4). 进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法,学会利用数字电路实现数字钟的功能1.2设计目的(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。
1.3设计要求(1). 设计一个准确计时,以数字显示时,分,秒并能校正的时钟。
(2). 小时的计时要求为“12翻1”,分和秒要求为60进制进位。
数字电子时钟设计报告目录一、设计任务和要求二、设计的方案的选择与论证三、电路设计计算与分析四、总结及心得五、附录六、参考文献一、设计任务和要求(一)设计任务(1)时钟显示功能,能够以十进制显示“时”、“分”、“秒”。
(2)具有校准“时”、“分”的功能。
(3)整点自动报时:在整点时自动发出鸣叫声并有指示灯闪烁。
(4)闹钟功能:可按设定的时间报时。
(二)设计要求(1)用Multisim画出整个系统电路图,并列出所需器件清单。
(2)调试振荡电路,用Multisim提供的示波器观察其输出波形是否复合要求。
(3)实现整个数字电子钟电路各项任务的正常工作。
二、设计的方案的选择与论证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,定时报警、按时自动打铃、时间程序自动控制等,这些,都是以钟表数字化为基础的。
本次所要设计的数字电子表可以满足使用者的一些特殊要求,输出方式灵活,如可以随意设置时、分、秒的输出,定点报时。
由于集成电路技术的发展,特别是MOS集成电路技术的发展,使数字电子钟具有体积小、耗电省、计时准确、性能稳定、维护方便等优点。
此次设计的数字时钟电子电路分为以下6个部分:(1)振荡电路(2)时间计数电路(3)显示电路(4)校时电路(5)整点报时电路(6)闹钟功能电路。
数字时钟实际上是一个对标准频率(1HZ)进行计数的计数电路,因此,时间计数电路是一个由计数器组成的时序逻辑电路。
用555定时器构成的多谐振荡器作为秒脉冲信号源,控制秒个位的信号输入,整点报时信号输入和闹钟报时信号输入,是整个电路唯一的脉冲信号源。
将计数器与显示器相连接,可以将输入的二进制数翻译成可以直读的十进制数字并显示出来,显示管与计数器之间由译码器相接,作为译码驱动。
由于计数的起始时间不可能与标准时间(如北京时间)完全一致,异或计数过程中可能出现误差,固需要在电路中添加校时电路,以保证可以随时对时间进行校正。
数字钟课程设计报告前言:随着科技的不断进步,数字化已经成为了各个领域的主流趋势。
数字技术也在教育领域得到广泛应用。
数字化教育为学生提供了更好的学习方式和体验,同时也给教育工作者带来了更多的创新空间。
本文将围绕数字化教育,探讨数字钟课程设计报告。
数字钟的设计:数字钟是一个数字化的学习工具,在各学科的教学中都得到了广泛应用。
数字钟的设计可以遵循以下步骤:1.确定教学目标:数字钟的设计必须遵循教学目标,以便为教师和学生提供最佳的学习体验,使教学更加生动有趣。
2.选择数字钟的类型:根据教学目标和特点,可以选择不同类型的数字钟,例如计时器、倒计时器、时间轴等。
3.选择数字钟的功能:数字钟的功能会影响到教学效果,因此需要根据教学目标和教学特性选择数字钟的功能。
4.美化数字钟的界面:美化数字钟的界面能够增加学生的学习兴趣,提高教学效果,从而实现教学目标。
数字钟的应用:数字钟是一种数字化教学工具,可以在各个学科的教学中得到广泛应用。
下面以数学为例,详细说明数字钟在数学教学中的应用。
数字钟可以用于教学观念的讲解。
在数学教学中,学习时间的观念非常重要。
使用数字钟可以帮助学生了解时间的本质,为学生认识到时间的重要性打下基础。
数字钟也可以用于学习数学运算。
例如,教师可以设置数字钟来进行加减乘除的计算,帮助学生提高计算速度和精确度。
数字钟还可以用于检查作业。
教师可以在数字钟上设置一个时间限制,让学生在规定时间内完成作业。
如果学生没有完成作业,数字钟将会提醒他们完成。
数字钟的优势:数字化教育工具的吸引力取决于它们的功能和灵活性。
数字钟虽然看起来简单,但它的实际用途非常重要。
它能够帮助教师更好地了解学生的学习情况,同时也能够更好地帮助学生提升学习效果。
数字钟优势如下:1、灵活性:数字钟可以根据教学需要进行设计和选择,可以在不同的学科中得到广泛应用。
2、互动性:数字钟可以与学生互动式地使用。
通过使用数字钟可以促进学生互动,提高学生的学习效果,帮助学生主动掌握学习内容。
课程设计_数字电子钟设计报告第一篇:课程设计_数字电子钟设计报告数字电子钟设计报告数字电子钟设计报告目录1.实验目的 (2)2.实验题目描述和要求 (2)3.设计报告内容...........................................................................2 3.1实验名称.................................................................................2 3.2实验目的.................................................................................2 3.3实验器材及主要器件..................................................................2 3.4数字电子钟基本原理..................................................................3 3.5数字电子钟单元电路设计、参数计算和器件选择..............................3-8 3.6数字电子钟电路图.....................................................................9 3.7数字电子钟的组装与调试............................................................9 4.实验结论.................................................................................9 5.实验心得 (10)参考文献 (10)数字电子钟设计报告一简述数字电子钟是一种用数字显示秒,分,时,日的计时装置,与传统的机械相比,它具有走时准确,显示直观,无机械传动装置等优点,因而得到了广泛的应用:小到人们日常生活中的电子手表,大到车站,码头,机场等公共场所的大型数显电子钟。
数字电子钟课程设计报告数字电子钟课程设计报告一、选题背景数字电子钟是一种普及程度很高的电子产品,其在日常生活中的重要性不言而喻。
在学习数字电路的过程中,数字电子钟是一个非常典型的应用案例,可以帮助学生更好地理解数字电路的原理和应用。
二、课程设计目标本课程设计的主要目标是:1. 学生能够掌握数字电子钟的基本原理和电路结构2. 学生能够自主设计并构建数字电子钟电路3. 学生能够理解数字电子钟在实际生活中的应用,并且能够从中感受到数字电路技术的魅力三、课程设计内容1. 理论学习本课程将首先讲解数字电子钟的基本原理和电路结构,包括时钟芯片的选用、时钟电路的设计、数字显示电路的设计等方面。
通过理论学习,学生可以对数字电子钟的工作原理和电路结构有一个全面的了解。
2. 实验设计接下来,本课程将进行实验设计,学生将分小组独立完成数字电子钟的设计和构建。
实验设计的过程中,学生需要针对不同的实验条件和实验要求,自行设计和调整电路结构,并通过实验验证电路的正确性和稳定性。
3. 总结与展示在实验完成后,学生将汇报课程设计成果,并且进行总结和反思。
学生需要重点总结电路设计过程中遇到的问题和解决方法,以及从实践中收获到的重要体验。
通过总结和反思,学生能够更加深入地理解电路设计和数字电路技术的重要性,并且在今后的学习和实践中能够更好地运用数字电路技术。
四、课程设计要点在本课程设计的过程中,需要重点关注以下要点:1. 实验设计过程中,要求学生充分考虑电路的实用性和稳定性,保证设计方案的可行性;2. 实验完成后,学生需将电路仿真结果量化分析和实验结果验收结合进行总结,分析总结即造福于以后自己的项目和竞赛等;3. 在课程过程中,老师需要及时对学生进行指导和鼓励,引导学生积极探索和创新,激发学生的学习兴趣和创造力;4. 课程设计要求学生具备一定的电子技术基础,具体的要求可以根据学生的实际情况制定。
五、课程实施方案课程设计分为三个阶段:理论学习阶段、实验设计阶段和总结与展示阶段。
《单片机应用技术》课程设计报告书目录一、课程设计的目的及意义 (3)1.1 课程设计的目的 (3)1.2 课程设计的意义 (3)二、课程设计概况 (3)三、课程设计方案及内容 (4)3.1 总体设计方案 (4)3.2 硬件设计 (7)3.3 软件设计 (12)3.4元器件清单 (15)3.5数字钟实物图 (16)四、总结 (16)参考书目 (18)附录一 (19)附录二 (20)附录三 (21)设计题目数字电子钟一、课程设计的目的及意义1、课程设计的目的●进一步掌握各芯片的逻辑功能及使用方法;●进一步掌握数字钟的设计方法和和计数器相互级联的方法;●进一步掌握数字系统的设计和数字系统功能的测试方法;●进一步掌握数字系统的制作和布线方法。
2、课程设计的意义20世纪末,电子技术获得了飞速发展,在其推动下,现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域,有力的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,产品更新换代的节奏也越来越快。
时间对人们来说总是那么宝贵,工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记时间,忘记了要做的事情,但是,一旦重要的事情,一时的耽误可能酿成大祸。
目前,单片机正朝着高性能和多品种方向发展,发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。
单片机模块中最常见的是数字钟,数字钟是一种利用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置,与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性,且无机械装置,具有更长的使用寿命,因此得到了广泛使用。
数字电子钟是采用数字电路对时、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的生产生活带来了极大的方便,而且大大的扩展了钟表原来的报时功能,因此研究数字钟及扩大其应用,有着日常现实的意义。
课题一数字电子钟电子钟是一种高精度的计时工具,它采用了集成电路和石英技术,因此走时精度高,稳定性能好,使用方便,且不需要经常调校。
电子钟根据显示方式不同,分为指针式电子钟和数字式电子钟。
指针式电子钟采用机械传动带动指针显示;而数字式电子钟则是采用译码电路驱动数码显示器件,以数字形式显示。
这些译码显示器件,利用集成技术可以做的非常小巧,也可以另加一定的驱动电路,推动霓红灯或白炽灯显示系统,制做成大型电子钟表。
因此,数字式电子钟用途非常广泛。
一、课程设计(综合实验)的目的与要求设计一个具有如下功能的数字电子钟:1.基本功能(1)能直接显示时、分、秒;(2)能正确计时,小时采用二十四进制,分和秒采用60进制;(3)有校时功能,手动调整时、分;2.扩展功能(1)能进行24小时整点报时,要求从59分50秒开始,每2秒钟响一声,共响5次;每响一次声音持续0.5秒。
(2)要求只在6--22点之间每整点报时,23--5点之间整点不报时;(3)具有任意几点几分均可响铃的闹钟控制电路。
响铃1分钟,可人为通过开关使响铃提前终止;二、设计(实验)正文数字电子钟实际上是一个对标准频率(1HZ)进行计数并通过数码管显示的计数电路,由于计数的起始时间与标准时间(如北京时间)不一致,故需要在电路上加一个校时电路。
标准的1HZ时间信号必须准确稳定,可以使用555定时器设计1HZ的振荡电路。
时间计数电路由秒计数器(个位,十位)、分计数器(个位,十位)电路构成,秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器均为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。
1.系统原理框图如下:2.1 分、秒计时器分、秒计时器均为60进制计数器,当秒计时器接受到一个秒脉冲时,秒计数器个位开始从1计数到9,同时在个位计数产生进位时将进位接秒计数器的十位计数器CLK,此时秒显示器将显示00、01、02、...、59、00;每当秒计数器数到00时,就会产生一个脉冲输出送至分计时器,此时分计数器数值在原有基础上加1,其显示器将显示00、01、02、...、59、00,当分计数器产生进位时,将会在进位端产生高电平,进而触发电路,驱动蜂鸣器,起到整点报时的功能。
数字电子钟的设计报告设计报告:数字电子钟1.引言:数字电子钟是一种数字显示时间的钟表。
它采用数字显示技术,以数字方式传达时间信息,相比于传统的机械钟表,数字电子钟更加准确、方便,并且可以提供更多附加功能。
本设计报告将介绍数字电子钟的设计方案。
2.设计目标:设计数字电子钟的目标是能够准确地显示时间,并具备以下功能:(1) 显示当前时间,包括小时、分钟、秒钟,并提供24小时制和12小时制的选择;(2) 提供闹钟功能,用户可以设定闹钟时间,并在到达指定时间时提醒用户;(3) 提供定时器功能,用户可以设定定时器时间,并在倒计时结束时提醒用户;(4) 显示日期和星期;(5) 提供时间调整功能,用户可以进行时间调整。
3.设计方案:(1) 显示模块:采用数码管或者液晶显示屏作为显示模块,通过驱动电路将数字信号转换为对应的数字显示;(2) 时钟芯片:使用时钟芯片来提供准确的时间数据,并通过串行通信接口与主控芯片进行通信;(3) 主控芯片:采用单片机或者微处理器作为主控芯片,负责接收和处理用户的输入,并控制显示模块的显示;(4) 按键模块:用户可以通过按键模块来进行时间设定、闹钟设定等操作,并通过主控芯片进行处理;(5) 蜂鸣器:用于提醒用户设定的闹钟时间或定时器时间到达。
4.功能实现:(1) 时间显示功能:主控芯片从时钟芯片获取时间数据,并将数据转换为数码管或者液晶显示屏上的数字显示;(2) 闹钟功能:用户可以通过按键模块设定闹钟时间,主控芯片与时钟芯片进行比较,当到达设定时间时,蜂鸣器会发出提醒声音;(3) 定时器功能:用户可以通过按键模块设定定时器时间,主控芯片进行倒计时,并在倒计时结束时发出提醒声音;(4) 日期和星期显示:主控芯片从时钟芯片获取日期和星期数据,并将数据转换为数码管或者液晶显示屏上的文字显示;(5) 时间调整功能:用户可以通过按键模块进行时间调整,主控芯片与时钟芯片进行通信,更新时间数据。
数电课程设计报告-数字电子钟东北大学第一篇:数电课程设计报告-数字电子钟东北大学课程设计报告设计题目:数字电子钟设计与实现班级:学号:姓名:指导教师:设计时间:摘要数字时钟已成为人们日常生活中必不可少的必需品,广泛于个人家庭以及办公室等公共场所,给人们的生活、学习、工作、娱乐带来了极大的方便。
由于数字集成电路技术的发展采用了先进的三石英技术,使数字时钟具有走时准确、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。
尽管目前市场上已有现成的数字时钟电路芯片出售,价格便宜、使用也方便,但鉴于数字时钟电路的基本组成包含了数字电路的组成部分,因此进行数定时钟的设计是必要的。
在这里我们将已学过的比较零散的数字电路的知识有机的、系统的联系起来用于实际,来增养我们的综合分析和设计电路的能力。
本次设计以数字时钟为主,实现对时、分、秒数字显示的计数器计时装置,周期为24小时,显示满为23时59分59秒并具4有校时功能的数电子时钟。
电路主要采用中规模的集成电路,本电路主要脉冲产生模块、校时模块、两个六十进制模块(分、秒)、一个二十四进制模块(时)和一个报时逻辑电路组成。
时、分、秒再通过BCD-7段译码显示屏显示出来。
关键词:计数器译码器校时目录概述2 课程设计任务及要求2.1 设计任务2.2 设计要求3 理论设计3.1方案论证3.2 系统设计3.2.1 结构框图及说明3.2.2 系统原理图及工作原理3.3 单元电路设计3.3.1秒脉冲电路设计3.3.2时、分、秒计数器电路3.3.3校时电路3.3.4译码显示电路3.3.5定时电路设计4.软件仿真4.1 仿真电路图4.2 仿真过程4.2 仿真结果5.结论6.使用仪器设备清单7.参考文献。
8.收获、体会和建议。
5 5 8 10 11 13 15 16181919202.课程设计及要求2.1设计任务数字电子时钟是一种用数字电路技术实现“时”、“分”、“秒”计时的装置。
数字电子课程设计报告——多功能电子钟一、设计题目多功能数字电子钟的设计二、设计要求1.有“时”、“分”、“秒”(23小时59分59秒)显示且有校时功能。
(设计秒脉冲发生器);2、有整点报时功能。
(选: 上下午、日期、闹钟等)3.用中规模、小规模集成电路及模拟器件实现。
4.供电方式: 5V直流电源三、设计任务1.画出数字电子钟的电路图。
2.用EWB进行功能仿真。
3.撰写课程设计说明书四、设计总体框图和总电路图图1 多功能数字电子钟系统框图图2 总电路图五、设计方案及论证主电路是由TTL集成电路功能部件和单元电路构成。
本方案主要功能特点:1.实现“时”、“分”、“秒”(23小时59分59秒)显示且有校时功能;2.自行设计的用555定时器组成的多谐振荡器和分频器组合的秒脉冲发生器, 可以代替1Hz方波信号源是电路正常运作;3、有星期的显示功能, 以及时钟12/24进制的转换, 并能同步正常进位;4.实现整点报时功能。
1.振荡器的设计振荡器是数字电子钟的核心部件。
有以下两种方案:方案一: 选用石英晶体构成的振荡器电路石英晶体振荡器的精度较高, 由于振荡器的稳定度及频率的精确度决定了数字钟的及时的准确程度, 而且, 通常情况下, 震荡器的频率越高, 计数精度越高, 所以多数都采用石英晶体振荡器, 如:电子手表中的晶体振荡器电路。
方案二: 555定时器构成的振荡器555定时器构成的晶体振荡器的精度不比石英晶体振荡器, 不过考虑到555定时器在数字电子中有广泛的应用, 而且本设计中不要求很高的精度, 所以这里采用555定时器构成多谐振荡器, 设置振荡频率为1kHz 。
电路图如下:图3 555定时器接成的秒脉冲发生器555定时器频率计算公式:添加公式2ln )2(121C R R f += 周期 T=1/f 根据公式, 设置R1=R2=4.77M Ohm , C=0.1uf 则f 1Hz,T 1s2.分频器设计分频器的设计目的: 产生等间距的频率稳定的标准秒脉冲信号。
数字电子钟课程设计实验报告1. 引言本实验旨在设计一个数字电子钟,通过对电子元件的运用和数字电路的设计,实现显示当前时间和日期的功能。
在实验过程中,我们将学习数字电子钟的工作原理,熟悉数字电子元件的连接与使用,并运用已学知识进行设计和实现。
2. 设计思路为了设计一个完整的数字电子钟,我们需要考虑以下几个方面的内容:2.1 时钟模块时钟模块是数字电子钟的核心部分,用于记录和显示当前时间。
我们可以使用实时时钟(RTC)模块来实现这一功能。
RTC模块可以精确地计时,并提供与微处理器的接口。
2.2 显示模块数字电子钟的显示模块需要能够显示当前时间和日期。
常见的显示模块包括LED数码管和液晶显示屏。
我们可以根据实际需求选择合适的显示模块。
2.3 控制模块为了方便用户对数字电子钟进行设置和操作,我们需要设计一个控制模块。
用户可以通过控制模块来调整时间、日期等参数,并进行其他操作。
3. 设计步骤3.1 连接电子元件首先,我们需要连接时钟模块、显示模块和控制模块。
按照时钟模块和显示模块的规格说明,将它们与微处理器连接起来。
同时,根据控制模块的需求,连接控制模块与微处理器。
3.2 编写代码编写代码是实现数字电子钟功能的关键步骤。
在代码中,我们需要实现时钟模块的读取和计时功能,显示模块的显示功能,以及控制模块的参数调整和操作功能。
3.3 调试和测试完成代码编写后,我们需要对数字电子钟进行调试和测试。
首先,确保时钟模块的读取和计时功能正常。
然后,验证显示模块的显示功能是否正确。
最后,通过控制模块进行参数调整和操作,确保所有功能都能够正常运行。
4. 实验结果经过设计、编写代码、调试和测试,我们成功地实现了数字电子钟的功能。
我们的数字电子钟可以准确地显示当前时间和日期,并且具备参数调整和操作功能。
5. 总结与讨论本次实验通过设计数字电子钟,我们对数字电路的基本原理和设计方法有了更深入的理解。
通过实践,我们掌握了连接电子元件、编写代码、调试和测试的基本技能,并成功地实现了数字电子钟的功能。
数字电子钟设计报告目录1.实验目的 (2)2.实验题目描述和要求 (2)3.设计报告内容 (2)3.1实验名称 (2)3.2实验目的 (2)3.3实验器材及主要器件 (2)3.4数字电子钟基本原理 (3)3.5数字电子钟单元电路设计、参数计算和器件选择…………………………3-83.6数字电子钟电路图 (9)3.7数字电子钟的组装与调试 (9)4.实验结论 (9)5.实验心得 (10)参考文献 (10)1.实验目的※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;※提高电路布局﹑布线及检查和排除故障的能力;※培养书写综合实验报告的能力。
2.实验题目描述和要求(1)设计一个有“时”、“分”、“秒”(24小时59分59秒)显示,且有校时功能的电子钟;(2)用中小规模集成电路组成电子钟,并在实验箱上进行组装、调试;(3)画出框图和逻辑电路图,写出设计、实验总结报告;(4)选做:整点报时。
在59分51秒、53秒、55秒、57秒输出500Hz音频信号,在59分59秒时输出1000Hz信号,音频持续1s,在1000Hz音频结束时刻为整点。
3.设计报告内容3.1实验名称数字电子钟3.2实验目的·掌握数字电子钟的设计、组装与调试方法;·熟悉集成电路的使用方法。
3.3实验器材及主要器件(1)cc40192( 6片)(2)cc4011(6片)(3)74LS2O(2片)(4)共阴七段显示器(6片)(5)电阻、电容、导线等(若干)3.4数字电子钟基本原理数字电子钟的逻辑框图如图3-4所示。
它由555集成芯片构成的振荡电路、分频器、计数器、显示器和校时电路组成。
555集成芯片构成的振荡电路产生的信号经过分频器作为秒脉冲,秒脉冲送入计数器,计数结果通过“时”、“分”、“秒”译码器显示时间。
? 图3-43.5数字电子钟单元电路设计、参数计算和器件选择(一)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,小时为二十四进制。
(1)六十进制计数由分频器来的秒脉冲信号,首先送到“秒”计数器进行累加计数,秒计数器应完成一分钟之内秒数目的累加,并达到60秒时产生一个进位信号,所以,选用两片cc40192和一片cc4011组成六十进制计数器,来实现六十进制计数。
其中,“秒”十位是六进制,“秒”个位是十进制。
如图3-4-3-1所示。
图3-4-3-1所示(60进制计数构造)(2)二十四进制计数“12翻1”小时计数器是按照“01——02——03——……——22——23——00——01——02——……”规律计数的,这与日常生活中的计时规律相同。
在此实验中,它是由两片cc40192和一片cc4011构造成的同步二十四计数器,利用异步清零端实现起从23——00的翻转,其中“24”为过渡状态不显示。
其中,“时”十位是3进制,“时”个位是十进制。
如图3-4-3-2所示.如图3-4-3-2所示.(二)显示器本系统用七段发光二极管来显示译码器输出的数字,显示器有两种:共阳极显示器或共阴极显示器。
74LS48译码器对应的显示器是共阴极显示器。
(三)校时电路当数字钟走时出现误差时,需要校正时间。
校时电路实现对“时”“分”“秒”的校准。
在电路中设有正常计时和校对位置。
本实验实现“时”“分”的校对。
对校时的要求是,在小时校正时不影响分和秒的正常计数;在分校正时不影响秒和小时的正常计数。
需要注意的时,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,为防止这一情况的发生我在原本接校时脉冲的端口接到了实验装置的“单次脉冲”端口,这样既时限内了防抖动,又可以利用手动操作来完成校时。
校时电路图(四)整点报时电路数字钟整点报时是最基本的功能之一。
实验要求的是在离整点差10秒时,每隔一秒鸣叫一次,每次持续时间为一秒,共响5次,前4次为低音500Hz,最后一声为高音1000Hz。
整点报时电路如图6所示。
整点报时电路主要由控制门电路和音响电路两部分组成。
1、控制门电路部分:由11个与非门组成。
图中与非门的输入信号Q4、Q3、Q2、Q1、分别表示“分十位”、“分个位”、“秒十位”、“秒个位”的状态,下标中的D、C、B、A分别表示组成计数器的四个触发器的状态。
由上图可以看出:Y 1=QC4*QA4*QD3*QA3Y 2=Y1*QC2*QA 2以上二式表示当分十位为5(即QC4QA4=101)、分个位为9(即QD3QA3=1001)、秒十位为5(即QC2QA2=101)时,即59分50秒时发出控制信号。
根据设计要求,数字钟电路要求在59分51秒、53秒、55秒、59秒时各鸣叫一次。
当计数器达到59分50秒时,分、秒计数器的状态为:Q D4QC4QB4QA4=0101(分十位)Q D3QC3QB3QA3=1001(分个位)Q D2QC2QB2QA2=0101(秒十位)Q D1QC1QB1QA1=0000(秒个位)前四声计数器状态发生在59分51秒至59分58秒之间。
因此,只有秒个位的状态发生变化,而其他计数器的状态无需变化,所以可保持不变。
此时 QC4=QA4=QD3=QA3=QC2=QA2=1不变,将它们相与即得Y2。
而51秒、53秒、55秒、57,59秒时的秒计数器个位状态分别为Q D1QC1QB1QA1=0001(51秒)Q D1QC1QB1QA1=0011(53秒)Q D1QC1QB1QA1=0101(55秒)Q D1QC1QB1QA1=0111(57秒)并根据需要,前四声为低,则接如500Hz的脉冲信号。
最后一声的各计数器状态分别如下:Q D4QC4QB4QA4=0000(分十位)Q D3QC3QB3QA3=0000(分个位)Q D2QC2QB2QA2=0000(秒十位)Q D1QC1QB1QA1=0000(秒个位)即只须将分进位信号和1KHz的脉冲信号接入即可。
如图4-2-4所示如图4-2-4所示(图中报警器用指示灯来表示)3.6数字电子钟电路图3.7数字电子钟的组装与调试由图中所示的数字中系统组成框图按照信号的流向分级安装,逐级级联。
这里的每一级是指组成数字中的各个功能电路。
级联时如果出现时序配合不同步,或剑锋脉冲干扰,引起的逻辑混乱,可以增加多级逻辑门来延时。
如果显示字符变化很快,模糊不清,可能是由于电源电流的跳变引起的,可在集成电路器件的电源端Vcc加退藕滤波电容。
通常用几十微法的大电容与0.01μF的小电容相并联。
4.实验结论通过运用数字集成电路设计的24小时制的数字电子时钟,经过试验,成功实现了一下基本功能:1.能准确计时,以数字形式显示时、分、秒的时间。
2.能实现整点报时的功能,并分别在51秒、53秒、55秒、57秒、59秒实现了“四短一长”的报时效果。
3.能定时控制,且能惊醒校正时间(通过开关调时、分)。
5 .实验心得通过这次数字电子钟的课程设计,我们才把学到的东西与实践相结合。
从中对我们学的知识有了更进一步的理解,而且更进一步地熟悉了芯片的结构及掌握了各芯片的工作原理和其具体的使用方法。
也锻炼了自己独立思考问题的能力和通过查看相关资料来解决问题的习惯。
虽然这只是一次简单的课程设计,但通过这次课程设计我们了解了课程设计的一般步骤,和设计中应注意的问题。
设计本身并不是有很重要的意义,而是同学们对待问题时的态度和处理事情的能力。
各个芯片能够完成什么样的功能,使用芯片时应该注意那些要点。
同一个电路可以用那些芯片实现,各个芯片实现同一个功能的区别。
另外,我还渐渐熟悉了mutisim这个仿真软件的各个功能,让我体会到了期中的乐趣,还在电脑制作文档的过程中,使我对办公软件有了更进一步的了解和掌握。
参考文献1. 现代数字电路与逻辑设计清华大学出版社北京交通大学出版社.2. 模拟电子技术(修订版)清华大学出版社北京交通大学出版社3. 模拟电子技术教程电子工业出版社5. 朱定华主编.电子电路测试与实验.北京:清华大学出版社,2004.。