多功能数字钟设计

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多功能数字钟课程设计

多功能数字钟课程设计

多功能数字钟课程设计
1 多功能数字钟课程设计
多功能数字钟课程设计是一个实验探索类的课程,它在激发学生
学习热情和强化学生的发明能力的同时,兼顾他们在电子信息技术领
域的技能训练。

2 课程背景
该课程的背景主要来自近几年电子信息技术的飞快发展和日新月
异的变化,在21世纪,科技的发展发展不断推动着社会的发展。

因此,人们对信息技术人才的要求越来越多,技术和工程人才岗位也在变得
越来越多,而这背后便是科技发展需要更多深入的研究和精深的工程
技术。

3 课程介绍
本课程的主要内容包括:数字信号与系统、单片机编程、数字电
路设计、数字技术应用研究等。

主要让学生掌握多功能数字钟的基本
原理,能够设计制作出各种功能现代化的多功能数字钟。

学生可以在
课堂上讨论各种电子信息工程技术,并根据自己的喜好来实现功能,
比如加入计算温度、日期显示、天气消息显示等功能,同时还可以学
习一些单片机编程语言,拿实际的案例来研究各种电子元器件的组装
和工程设计的流程,从而加深自身的科技能力和创新思维。

4 课程目标
该课程目标旨在培养学生具有独立创新思维、独立完成科技领域及其他领域复杂问题研究解决过程的能力,培养跨学科合作精神,在学习电子信息工程技术的基础上,增强学生在团队合作和沟通能力上的综合素质,提高学生的科技竞技能力,增强学生的社会责任感。

多功能数字钟设计说明书3

多功能数字钟设计说明书3

课题名称:多功能数字钟设计摘要数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时答案装置,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。

因此得到了更加广泛的使用。

数字钟从原理上是一种典型的数字电路,其中包括了组合逻辑和时序电路。

在这次设计中,我们采用LED数码管显示时、分、秒,以24小时计时方式,根据数码管动态显示原理来进行显示,用12MHz的晶振产生震荡脉冲,定时器计数,可以实现对数字钟的小时和分钟进行校对设置功能,整点报时功能,闹钟功能。

第一章设计要求设计任务:设计一个多功能数字钟电路。

设计要求:设计一个多功能数字钟,其基本功能包括以下方面:1)能够对数字钟的小时和分钟进行校对设置2)具有闹钟功能3)整点报时功能第二章方案论证系统框图如下所示:第三章 系统原理分析数字钟系统共包含四个模块,即分频器模块,计数器模块(包括计数/时间设置和闹钟功能),整点报时和显示译码模块。

数字钟的功能可以从总体上分为三类,分别是正常计时、时钟校对和闹钟设置,所以考虑在系统中设置一个模式控制信号mode 。

模式控制信号对应一个按键,每按一次按键相当于工作模式进行一次变换,多次按下则数字钟将在正常计时,时间校对和闹钟设置三种模式下一次循环变换。

在设计中时钟校对和闹钟设置工作模式都需要对时间进行设置,通常对小时,分钟和秒进行设置,所以需要在系统中设置一个时间设置信号SET ,对应一个按键,每次按键相当于在小时设置,分钟设置和秒设置之间进行转换。

时间设置时,分钟,小时和秒计时单位之间相互独立,不存在进位关系。

同时设置一个时间调整信号(加1按键),每按一次与accum 对应的按键,相当于对需要调整的分钟或小时的数字进行加1操作。

数字钟的计时输出信号是必不可少的,用hour ,min 和sec 信号分别表示需要显示的小时,分钟和秒钟的计时结果,上述计时结果将通过译码显示模块进行译码后,连接到外部的七段数码显示器。

多功能数字时钟课程设计

多功能数字时钟课程设计

多功能数字时钟课程设计多功能数字时钟是一种十分常见且使用广泛的计时工具,随着数字化的推进,数字时钟在人们的日常生活中扮演着越来越重要的角色。

针对数字时钟的课程设计就显得尤为重要。

在下面的文章中,我们将针对多功能数字时钟的课程设计分步骤地进行阐述。

第一步:课程目标的制定在开展数字时钟课程的设计之前,需要明确该课程的教学目标。

数字时钟涉及到的知识点比较多,目标制定的准确性和明确性可以使得教学更加高效。

该课程目标的一些重要的方面包括:1. 了解数字时钟的组成和工作原理。

2. 掌握数字时钟的常用功能和操作方式。

3. 能够利用数字时钟进行实际生活中的计时操作。

4. 学会数字时钟的基本维护和保养。

第二步:课程内容的选择数字时钟涉及到的内容很多,但是每个人的知识背景在一个不同的水平,一些学生可能只知道数字时钟的基本概念。

在选择课程内容时,要根据学生的背景进行选择,使得课程设计具有一定的针对性。

一些重要的课程内容有:1. 数字时钟的结构。

2. 常见数字时钟的类型。

3. 如何使用数字时钟进行计时操作。

4. 数字时钟的维护和保养。

第三步:课程教学方法的选择在数字时钟的课程教学中,教学方法是非常重要的。

如果教学方法不当,即使内容选择恰当,也可能使得学生无法真正理解和掌握数字时钟的重要性和使用方法。

一些教学方法有:1. 讲解式教学方法:教师直接讲解数字时钟的相关知识和技能。

2. 实验式教学方法:由学生亲自操作数字时钟,从而掌握使用方法。

3. 讨论式教学方法:教师引导学生进行交流和探讨。

第四步:课程评价方法的选择在数字时钟课程结束后,教学评价是必不可少的一件事。

这对于学生学习的效果检验和课程的改进都具有重要意义。

一些评价方法有:1. 笔试方式:通过让学生考试,检查学生对数字时钟的理解程度。

2. 实际操作方式:让学生在数字时钟的操作过程中检查他们是否真正理解。

3. 交流方式:从学生的角度出发,从而更好地了解数字时钟课程的情况。

多功能数字钟的设计与实现项目设计方案

多功能数字钟的设计与实现项目设计方案

多功能数字钟的设计与实现项目设计方案1 数字钟设计功能及方案论证基本功能:1)设计一个数字钟。

要求用六位数码管显示时间,格式为00:00:00。

2)具有60进制和24进制(或12进制)计数功能,秒、分为60进制计数,时为24进制(或12进制)计数。

3)有译码、七段数码显示功能,能显示时、分、秒计时的结果。

扩展功能:1)设计提供连续触发脉冲的脉冲信号发生器,2)具有校时单元、闹钟单元和整点报时单元。

方案论证:方案一:用逻辑门电路直接搭接数字钟电路,此方案所需元件众多,频率稳定性差,电路复杂,所以不采用此方案。

方案二:用计数器74LS90以及译码器74LS48等芯片组成电路,用555振荡器及分频器产生1Hz信号供计数器技术,较之第一种方案容易实现。

方案三:用单片机实现计数及显示等,这种方案简单明了,电路简单只需要写好程序就可以,容易达到任务要求。

但单片机对个人能力要求较高,鉴于还没有学习单片机方面知识,所以不使用第三种方案。

综上,决定采用第二种方案。

2 设计原理及框图1)计数器电路:计数器电路由秒计数器、分计数器及时计数器构成。

根据设计要求,其中,时计数器为24进制,分计数器及秒计数器为60进制计数器。

2)译码显示电路:由74LS48芯片组成的译码电路将计数器输出的8421BCD码转化为数码管所需的逻辑状态,并为保证数码管正常工作提供足够工作电流。

3)整点报时电路:在数字钟电路出现整点时,数字钟会自动报时,其工作方式是发出连续的音频声波,复杂一些的可以是实时语音或音乐提示。

4)定时闹钟电路:要求可以设定一个指定的时间,是数字钟在指定时刻发出信号,使蜂鸣器“闹时”。

5)555振荡器电路:石英晶体振荡器电路给数字钟提供一个频率稳定的32768Hz的方波信号,可保证数字钟的走时准确及稳定。

6)分频器电路:分频器电路将32768HZ的高频方波信号经分频后得到1Hz的方波信号供秒计数器进行计数。

数字钟原理框图如下:图1.1 数字钟原理框图3 电路模块分析3.1计数器电路计数器电路我选择的是74LS90芯片。

多功能数字时钟设计报告

多功能数字时钟设计报告

多功能数字时钟设计报告目录一.设计任务和要求 (2)二.设计的方案的选择与论证 (2)三.电路的设计计算与分析 (4)四.总结及心得 (12)五.附录 (14)六.参考文献 (15)一设计任务和要求:实现24小时的时钟显示、校准、整点报时、闹铃等功能。

具体要求:(1)显示功能:具有“时”、“分”、“秒”的数字显示(“时”从0~23,分0~60,秒0~60)。

(2)校时功能:当刚接通电源或数字时钟走时有偏差,能动手对“时”、“分”、“秒”进行校时。

(3)整点报时:当时钟计时到整点时,能进行整点报时。

(4)闹铃功能:在24小时之内,可以设定定时时间,当数字时钟到定时时间时能进行.二设计的方案的选择与论证2.1.总体设计方案与思路系统用十进制的计数器分别构成一个二十四、两个六十进制的计数器,串联连接计数器、并加秒脉冲,使“秒”、“分”、“时”进位,从而数字时钟的显示显示功能;系统应用校时电路实现时钟的校时功能;系统应用译码电路将整点识别出来,同时进行报时;系统用寄存器先把闹铃响的时间存储起来,再用数值比较器,将寄存器存储的时间与实际时间点比较,如果相等,则闹铃工作,从而实现了时钟的闹铃功能。

多功能数字时钟的电路原理结构图如下图所示:图1.多功能数字时钟的电路原理结构图上图中:开关S2的作用,当S2置于左侧时数字时钟正常显示时间,当置于右侧时,数字时钟进行调时,此时若寄存电路的开关合闭则进行设置闹铃时间.2.2.方案的具体实现由于本电路的复杂性,电路图多的特点,本方案采用了子电路与主电路相结合的方案,这样易于调试和修改。

另外采用了总线的电路连线方式使电路图简洁美观。

1.总体电路的设计总体电路如图所示:DCD_HEX_BLUE DCD_HEX_BLUE DCD_HEX_BLUE DCD_HEX_BLUE DCD_HEX_BLUE DCD_HEX_BLUESONALERT600 Hz总体电路是由小时计时电路、分钟计时电路、秒钟计时电路、校时选择电路、整点译码电路、闹钟的寄存与比较电路、和由555定时器构成的秒脉冲电路等七个子电路模块连接在一起,和外接开关和数码管构成。

多功能数字钟电路设计

多功能数字钟电路设计

多功能数字钟电路设计
1.时钟显示:设计一个数字时钟显示电路,可以显示当前的时间(小
时和分钟)。

可以使用七段显示器来显示数字。

2.闹钟功能:设计一个闹钟功能,可以设置闹钟时间,并在到达闹钟
时间时发出提示声音或闹铃。

3.温度显示:设计一个温度传感器电路,并将当前温度显示在数字时
钟上。

4.日历功能:设计一个日历功能,可以显示当前的日期和星期。

5.定时器功能:设计一个定时器功能,可以设置一个特定的时间间隔,并在到达时间间隔时发出提示声音或闹铃。

6.闹钟休眠功能:设计一个闹钟休眠功能,可以设置一个特定的时间
间隔,在此时间间隔内按下按钮可以将闹钟功能暂时关闭。

7.闹钟重复功能:设计一个闹钟重复功能,可以设置一个特定的时间
间隔,使闹钟在每天相同的时间段重复响铃。

8.亮度调节功能:设计一个亮度调节功能,可以调整数字时钟的显示
亮度。

这些功能可以根据需求进行组合设计,可以使用逻辑门、计数器、显
示器驱动器、温度传感器、按钮等元件来完成电路设计。

基于-Quartus多功能数字钟设计

基于-Quartus多功能数字钟设计

基于Quartus的多功能数字钟设计该实验是利用QuartusII软件设计一个数字钟,进展试验设计和仿真调试,实现了计时,校时,校分,清零,保持和整点报时等多种根本功能,并下载到SmartSOPC实验系统中进展调试和验证。

此外还添加了显示星期,闹钟设定,秒表和彩铃等附加功能,使得设计的数字钟的功能更加完善。

一、设计要求1.设计一个数字计时器,可以完成00:00:00到23:59:59的计时功能,并在控制电路的作用下具有保持、清零、快速校时、快速校分、整点报时等根本功能。

2.具体要求如下:1)能进展正常的时、分、秒计时功能,最大计时显示23小时59分59秒。

2)分别由六个数码管显示时分秒的计时。

3)K1是系统的使能开关,K1=0正常工作,K1=1时钟保持不变。

4)K2是系统的清零开关,K2=0正常工作,K2=1时钟的分、秒全清零。

5)在数字钟正常工作时可以对数字钟进展快速校时和校分。

K3是系统的校分开关,K3=0正常工作K3=1时可以快速校分;K4是系统的校时开关,K4=0正常工作,K4=1时可以快速校时。

3.设计提高局部要求1)时钟具有整点报时功能,当时钟计到59’51〞时开场报时,在59’51〞,59’53〞, 59’55〞,59’57〞时报时频率为512Hz,59’59〞时报时频率为1KHz。

2)星期显示:星期显示功能是在数字钟界面显示星期,到计时到24小时时,星期上显示的数据进一位。

3)闹表设定:通过开关切换显示至闹钟界面,利用闹钟校时和校分开关对闹钟时间进展设定,且不影响数字钟计时。

当计时到闹钟设定时间蜂鸣器鸣叫,并响起彩铃。

4)秒表计时:通过开关切换显示至秒表界面,分秒局部是100进制的,即当值为99时向秒位进位。

4.仿真与验证用Quartus软件对设计电路进展功能仿真,并下载到实验板上对其功能进展验证。

二、工作原理数字计时器是由计时电路、译码显示电路、脉冲发生电路和控制电路等几局部组成的,控制电路按要求可由校分校时电路、清零电路和保持电路组成。

电子行业多功能数字电子钟设计

电子行业多功能数字电子钟设计

电子行业多功能数字电子钟设计1. 引言电子钟是一种用于显示时间的设备,广泛应用于各个领域,包括办公室、学校、医院、银行等。

随着技术的不断进步,数字电子钟在功能上也得到了不断扩展和改进。

本文将介绍一种多功能的数字电子钟设计,旨在满足用户对于时间显示的更多需求。

2. 设计目标本设计的主要目标是开发一款数字电子钟,具备以下多种功能:•显示时间:精准显示小时、分钟和秒钟。

•日期显示:显示当前日期,包括年、月和日。

•闹钟功能:用户可设置闹钟时间,并在闹钟时间到达时发出提醒。

•温度显示:显示当前室内温度。

•天气预报:显示当日的天气情况,包括温度和天气状况。

•亮度调节:用户可根据需要调节显示屏的亮度。

•蜂鸣器:可以用于发出提醒音效或者报警。

3. 设计方案3.1 硬件设计本设计的硬件主要包括以下几个模块:•显示模块:采用7段数码管或者液晶显示屏,用于显示时间、日期、温度和天气预报等信息。

•按键模块:用于用户通过按键设置闹钟时间、调节亮度等功能。

•温度传感器:用于检测室内温度,并将数据传输给主控芯片。

•天气传感器:用于检测当前的天气情况,并将数据传输给主控芯片。

•蜂鸣器:用于发出提醒音效或者报警。

3.2 软件设计软件设计方面,本设计采用嵌入式系统的开发方式,主要包括以下几个模块:•时钟模块:用于获取当前的时间,并更新显示屏上的时间信息。

•日期模块:用于获取当前的日期,并更新显示屏上的日期信息。

•闹钟模块:用于设置闹钟时间,并在闹钟时间到达时触发蜂鸣器进行提醒。

•温度模块:用于获取温度传感器的数据,并将温度信息显示在显示屏上。

•天气模块:用于获取天气传感器的数据,并将天气情况显示在显示屏上。

•亮度模块:用于根据用户的调节要求,调节显示屏的亮度。

•蜂鸣器控制模块:用于控制蜂鸣器的开关和发声。

4. 性能测试为确保设计方案的可靠性和稳定性,本设计需要进行一系列的性能测试。

测试主要包括以下几个方面:•时间精准性:通过与标准时间进行对比,测试系统的时间显示是否准确。

多功能数字钟的设计报告

多功能数字钟的设计报告

多功能数字钟的设计报告
一、简介
本项目为一款多功能数字钟,考虑到时代的发展,利用计算机技术和
电子工艺,设计出一款全新的数字钟,它可以满足日常生活中的不同需求。

二、功能
1、设置时间和日期的功能。

2、支持闹钟功能,可以设置多个闹钟,每天自动响铃提醒。

3、支持倒计时功能,用户可以设置倒计时的时间,可以实现计时功能。

4、支持自定义界面功能,用户可以根据自己的喜好来设置数字钟的
界面和背景图案。

5、钟表外观强大,具有耐用、耐磨、耐高温等特点,能够满足不同
应用环境的要求。

三、硬件系统
本项目采用先进的微控制芯片技术,设计制造的多功能数字钟由主控
单元、传感器、触摸控制板、显示屏、外壳等组成。

1、主控单元:采用先进的微控制器进行控制,并结合定时器、中断
处理模块进行时间控制,主控单元负责接收传感器信号,控制显示屏信息,实现时钟的功能。

2、传感器:采用光电传感器、按键传感器等,可以有效地接收外部
信号,实现对外部信号的检测。

3、触控板:采用触摸传感技术,可以有效地实现用户对时钟的操作,例如调节时间、设置闹钟等。

多功能数字钟课程设计报告

多功能数字钟课程设计报告

电子时钟课程设计报告班级:文通 0741姓名:***学号:************多功能数字钟课程设计报告一、课程设计题目: 多功能数字钟二、实验目的:☆了解多功能数字电子钟的工作原理。

☆学习数字系统设计中自顶向下的设计方法。

☆加深利用EDA技术实现数字系统的理解。

三、课程设计任务和基本要求:☆设计任务采用中规模集成电路设计一台可以显示时、分、秒的数字钟。

☆基本要求1、能够正确的连线及下载。

2、能够完成以秒为最小及时单位的时钟设计。

3、设计完成后的时钟能够正常调整时、分、秒。

三、课程设计题目分析:☆设计要点●设计一个精确的秒脉冲信号产生电路●设计60进制、24进制计数器●设计译码显示电路●设计整点报时电路☆工作原理数字电子钟由信号发生器、“时、分、秒”计数器、译码器及显示器、校时电路、整点报时电路等组成。

秒信号产生器是整个系统的时基信号,它直接决定计时系统的精度,一般用555构成的振荡器加分频器来实现。

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,可以实现一天24h的累计。

译码显示电路将“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LED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个脉冲信号,然后去触发音频发生器实现报时。

校时电路是来对“时、分、秒”显示数字进行校对调整。

其数字电子钟系统框图如下:四、课程设计的电路设计部分:☆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。

实现这两种模数的计数器采用中规模集成计数器74LS90构成。

●60进制计数器由74162构成的60进制计数器,将一片74162设计成10进制加法计数器,另一片设置6进制加法计数器。

多功能数字钟设计

多功能数字钟设计

输出信号: 输出信号:
scanout::扫描信号;用于顺序点亮6个数码管。(用0—5位) :扫描信号;用于顺序点亮 个数码管。(用 个数码管。( 位 led_out:七段数码管段码;高位为 。 :七段数码管段码;高位为g。 sound_out:声音输出接喇叭或峰鸣器。 :声音输出接喇叭或峰鸣器。 point_out:数码管间的点;隔两个数码管点亮一个。 :数码管间的点;隔两个数码管点亮一个。
C_mh
count en co & ≥1
C_h
C_h_encount en Nhomakorabeacocount
count en
enable reset disable clk1s
en
co
clk clr
clk clr
clk clr C_mh_en clk clr C_h_en1 C_mh_en1 Not (set)
clk clr
输入输出信号端 输入信号: 输入信号:
Scanclk:时钟信号;计时实际需要1Hz, 程序中加有 :时钟信号;计时实际需要 程序中加有1024分频,故 分频, 分频 scanclk频率约为 频率约为1024Hz。实现整点报时声音控制 频率约为 。 Set:设置键;设定闹表定时时、分;计时时、分校准;用拨码开关, 计时时、分校准;用拨码开关, :设置键;设定闹表定时时、 拨上为定时,拨下为校准。 拨上为定时,拨下为校准。 用实验箱的按键, 用实验箱的按键, Reset_in:异步复为信号;只对秒计时复位。 :异步复为信号;只对秒计时复位。 按键按下为低电平。 adj_h_in,adj_m_in:时、分校准,闹钟定时控制 按键按下为低电平。 分校准, : close:止闹信号;闹钟响后,close为1止闹;用实验箱的拨码开关。 止闹; :止闹信号;闹钟响后, 为 止闹 用实验箱的拨码开关。

多功能数字钟设计实验报告

多功能数字钟设计实验报告

多功能数字钟设计实验报告多功能数字钟设计实验报告一、引言数字钟是一种常见的时间显示设备,其简洁明了的显示方式受到了广泛的欢迎。

然而,随着科技的不断发展,人们对于数字钟的功能要求也越来越高。

本实验旨在设计一款多功能数字钟,以满足人们对于时间显示设备的更多需求。

二、设计原理1. 时间显示:数字钟应能准确地显示当前的时间,包括小时、分钟和秒钟。

为了实现精确的时间显示,我们采用了基于晶体振荡器的时钟电路,并结合数码管显示技术,使得时间能够以数字形式直观地呈现。

2. 日期显示:除了时间显示外,数字钟还应具备日期显示的功能。

我们通过添加一个实时时钟模块,可以获取当前的日期信息,并通过数码管显示出来。

3. 闹钟功能:为了提醒用户重要的时间节点,我们在数字钟中加入了闹钟功能。

用户可以设置闹钟的时间,并在到达设定时间时,数字钟会发出声音或震动来提醒用户。

4. 温湿度显示:为了更好地满足用户的需求,我们还在数字钟中添加了温湿度显示功能。

通过接入温湿度传感器,数字钟可以实时监测当前的温度和湿度,并将其显示在数码管上。

5. 其他功能:除了以上功能外,我们还可以根据用户需求进行扩展,如倒计时功能、闪烁效果等。

三、实验步骤1. 硬件设计:根据设计原理,我们需要选择合适的元器件进行电路的搭建,包括晶体振荡器、数码管、实时时钟模块、温湿度传感器等。

2. 电路连接:根据电路原理图,将各个元器件按照正确的连接方式进行连接,确保电路的正常工作。

3. 程序编写:通过编写合适的程序代码,实现数字钟的各项功能。

包括时间显示、日期显示、闹钟功能、温湿度显示等。

4. 调试测试:在完成硬件连接和程序编写后,我们需要对数字钟进行调试测试,确保各项功能的正常运行。

可以通过模拟不同的时间、设置不同的闹钟时间等来测试数字钟的稳定性和准确性。

5. 优化改进:根据实际测试结果,我们可以对数字钟进行优化改进,提高其性能和稳定性。

例如,优化显示效果、增加功能扩展等。

多功能数字钟电路设计指导书及仿真图

多功能数字钟电路设计指导书及仿真图

课题一数字电子钟逻辑电路设计一、简述数字电子钟就是一种用数字显示秒、分、时、日得计时装置,与传统得机械钟相比,它具有走时准确,显示直观、无机械传动装置等优点,因而得到了广泛得应用。

小到人们日常生活中得电子手表,大到车站、码头、机场等公共场所得大型数显电子钟。

数字电子钟得电路组成方框图如图1、1所示.图1、1数字电子钟框图由图1、1可见,数字电子钟由以下几部分组成:石英晶体振荡器与分频器组成得秒脉冲发生器;校时电路;六十进制秒、分计数器,二十四进制(或十二进制)计时计数器;秒、分、时得译码显示部分等。

二、设计任务与要求用中、小规模集成电路设计一台能显示日、时、分、秒得数字电子钟,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、日得校时。

只要将开关置于手动位置,可分别对秒、分、时、日进行手动脉冲输入调整或连续脉冲输入得校正.6、 整点报时。

整点报时电路要求在每个整点前呜叫五次低音(500Hz ),整点时再呜叫一次高音(1000Hz)。

三、可选用器材1、 通用实验底板2、 直流稳压电源3、 集成电路:C D4060、74LS74、74LS 161、74L S248及门电路4、 晶振:32768 Hz5、 电容:100μF/16V 、22pF 、3~22pF 之间6、 电阻:200Ω、10K Ω、22MΩ7、 电位器:2、2K Ω或4、7K Ω8、 数显:共阴显示器L C5011—119、 开关:单次按键 10、 三极管:8050 11、 喇叭:1 W /4,8Ω四、设计方案提示根据设计任务与要求,对照数字电子钟得框图,可以分以下几部分进行模块化设计。

1. 秒脉冲发生器脉冲发生器就是数字钟得核心部分,它得精度与稳定度决定了数字钟得质量,通常用晶体振荡器发出得脉冲经过整形、分频获得1Hz 得秒脉冲.如晶振为32768 Hz ,通过15次二分频后可获得1H z得脉冲输出,电路图如图1、2所示。

数字钟多功能课程设计

数字钟多功能课程设计

数字钟多功能课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解数字钟的基本原理和组成,掌握电子元器件的功能和连接方式。

2. 学生能够运用所学知识设计具有多种功能的数字钟,如闹钟、计时器等。

3. 学生了解数字钟在日常生活和科技领域的应用,拓展知识视野。

技能目标:1. 学生能够运用编程软件进行数字钟程序的编写和调试,提高编程能力。

2. 学生通过动手实践,培养电路搭建和排错能力,提高实践操作技能。

3. 学生能够运用团队协作和沟通技巧,共同完成数字钟的设计和制作。

情感态度价值观目标:1. 学生对电子技术和编程产生兴趣,激发探索精神和创新意识。

2. 学生在课程学习中,培养耐心、细心和责任心,养成良好的学习习惯。

3. 学生通过团队协作,学会分享和互助,培养合作精神和集体荣誉感。

课程性质:本课程为实践性较强的课程,结合理论知识与动手操作,注重培养学生的实际操作能力和团队协作能力。

学生特点:六年级学生具备一定的电子知识和编程基础,好奇心强,喜欢动手实践,但注意力集中时间较短,需要激发兴趣和引导。

教学要求:教师应注重理论与实践相结合,以学生为主体,引导他们自主探究和解决问题。

同时,关注学生的个体差异,给予个性化指导,确保课程目标的达成。

通过课程学习,使学生将所学知识内化为具体的学习成果,提高综合素质。

二、教学内容1. 数字钟原理:介绍数字钟的基本工作原理,包括晶振、计数器、显示器件等组成部分。

- 教材章节:第二章《数字电路基础》- 内容列举:晶振振荡原理、计数器工作原理、显示器件原理。

2. 电子元器件:讲解常用电子元器件的类型、功能及使用方法。

- 教材章节:第三章《常用电子元器件》- 内容列举:电阻、电容、二极管、三极管、集成电路等。

3. 程序设计:学习数字钟程序设计方法,包括编程语言、编程软件的使用。

- 教材章节:第五章《编程语言与程序设计》- 内容列举:C语言基础、编程软件操作、程序调试方法。

4. 电路搭建与排错:实践数字钟电路的搭建和调试,培养动手能力。

多功能数字钟电路设计

多功能数字钟电路设计

多功能数字钟电路设计
多功能数字钟电路可以用来显示时间、日期、闹钟和定时器等功能。

下面是一个简单的多功能数字钟电路设计,它基于CD4511七段译码器和CD4543 BCD-七段译码器。

1. 时间显示功能
为了显示时间,我们需要使用CD4543 BCD-七段译码器。

该译码器接收来自实时时钟(RTC)模块的BCD编码输出。

RTC模块可以用来跟踪时间和日期,它通常包括一个晶体振荡器、计数器和存储器。

BCD 编码输出通过CD4543译码器转换为七段LED显示。

2. 日期显示功能
类似于时间显示功能,日期显示也需要使用RTC模块。

RTC模块可以提供年份、月份和日期的BCD编码输出。

这些编码输出通过CD4543译码器转换为七段LED显示。

3. 闹钟功能
闹钟功能可以通过计时器和比较器实现。

我们可以使用555定时器作
为计时器,它可以生成一个固定的时间间隔。

然后,我们可以使用一个比较器来比较当前时间和闹钟时间。

如果它们匹配,闹钟就会响起。

4. 定时器功能
定时器功能可以通过555定时器来实现。

我们可以设置计时器的时间间隔,并使用CD4511七段译码器来显示剩余时间。

当定时器完成计时时,它可以触发一个报警器或执行其他操作。

总之,多功能数字钟电路可以实现时间、日期、闹钟和定时器等多种功能。

这些功能可以通过RTC模块、CD4511七段译码器、CD4543 BCD-七段译码器和555定时器等元件来实现。

5-6 ISE软件设计多功能数字钟

5-6  ISE软件设计多功能数字钟

五、数字钟电路的组成框图
秒计数器计满60后 数字“小钟24时电进扩计路计行计制展数数系时 路的数”电器分向出 进统情器规路按计小现行由况的律必照数时主误校下输计须器计体差时才出在计数电时、能经主满器路可校实译体6进和以分现码0电位后扩用、功器路展校校能送正电时秒扩显常向电路展示运分两器计大数部器分进所位组成
input CP, nCR, EN; output [3:0] Q; reg [3:0] Q; always @(posedge CP or negedge nCR) begin
if(~nCR) Q <= 4'b0000; // nCR=0,计数器被异步清零 else if(~EN) Q <= Q; //EN=0,暂停计数 else if(Q == 4'b0101) Q <= 4'b0000; else Q <= Q + 1'b1; //计数器增1计数 end endmodule
input CP, nCR, EN;
output [3:0] Q;
reg [3:0]
Q;
always @(posedge CP or negedge nCR)
begin
if(~nCR) Q <= 4'b0000; // nCR=0,计数器被异步清零
else if(~EN) Q <= Q;
//EN=0,暂停计数
endmodule
4. 任意闹钟设定模块
5. 数字钟总体组成的层次结构图
参考资料
• 罗杰主编.《Verilog HDL与数字ASIC设计基 础》.华中科技大学出版社,2008
• 王金明,杨吉斌.《数字系统设计与Verilog HDL》.电子工业出版社

多功能数字钟的设计、安装、调试课程设计

多功能数字钟的设计、安装、调试课程设计

多功能数字钟的设计、安装、调试课程设计课程设计课程名称: 多功能数字钟的设计、安装、调试学院: 电气工程学院专业:电气工程及其自动化姓名: 学号:年级: 任课教师: 2013年12 月 18 日前言数字时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,具有更长的使用寿命,因此得到了广泛的使用。

数字时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。

数字电子钟由下几部分组成:秒脉冲发生器、校正电路、60进制的秒、分计时器和24进制计时计数器以及秒、分、时的译码显示部分等。

因此,我们此次设计与制作数字钟就是通过了解数字钟的原理,从而学会制作数字时钟。

通过数字时钟的制作我进一步了各种中小规模集成电路的作用及使用方法。

且由于数字钟包括组合逻辑电路和时序电路,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。

目录摘要............................................................ ............I中文摘要 (I)英文摘要 (II)正文 (1)一、电路设计目的、要求、指标、基本原理1.1 设计目的 (1)1.2 设计要求 (1)1.3 设计指标 (2)1.4 基本原理 (2)二、设计思路及总体框图.............................................3 2.1 计时器设计思路.....................................................................3 2.2 闹钟功能实现思路..................................................................3 2.3 显示切换模块实现思路............................................................3 2.4 总体框图上设计.....................................................................4 2.5 功能模块设计 (4)计算部分............................................................5 3.1 十进制计数设计...............................................................5 3.2 六进制计数器设计...............................................................5 3.3 六十进制计数器连接 (6)4 设计计时电路............................................................64.1 方波发生器..............................................................................64.2 60进制计数器电路(分、秒) (7)4.3 24进制计数器电路(时)...............................................................84.4 CD4511构成译码器部分...............................................................94.5 显示电路.................................................................................94.6 校时电路..............................................................................104.7 整点报时电路........................................................................114.8 总体电路图 (12)5 参考文献 (12)6 致谢 (13)附录1 元件清单 (14)附录2 使用仪器、工具 (14)附录3 仿真实验图 (15)附录4 实物照片………………………………………………… 16多功能数字时钟的设计、安装、调试摘要数字时钟已成为日常生活中不可少的必需品,给人们的生活、学习、工作带来极大的方便。

多功能数字时钟系统设计

多功能数字时钟系统设计

目录第一部分摘要--------------------------------------------------------------------------------------2第二部分1、设计任务------------------------------------------------------------------------31.1基本要求------------------------------------------------------------------------32、方案论证与比较--------------------------------------------------------------------32.1显示模块------------------------------------------------------------------------32.2时钟模块------------------------------------------------------------------------32.3温度采集------------------------------------------------------------------------33、总体方案---------------------------------------------------------------------------- 43.1工作原理------------------------------------------------------------------------43.2总体设计------------------------------------------------------------------------44、系统硬件设计-----------------------------------------------------------------------44.1 STC89C52RC单片机最小系统---------------------------------------------44.2时钟模块------------------------------------------------------------------------54.3 存储器模块--------------------------------------------------------------------64.4 LCD显示模块-----------------------------------------------------------------64.5按键电路------------------------------------------------------------------------74.6温度采集------------------------------------------------------------------------74.7整体电路------------------------------------------------------------------------85、系统软件设计-----------------------------------------------------------------------95.1主程序流程图--------------------------------------------95.2时间设定程序流程图--------------------------------------105.3温度测量流程图------------------------------------------105.4闹铃设定流程图------------------------------------------116、测试与结果分析6.1基本部分测试与分析---------------------------------------------------------116.2预期达到的性能指标---------------------------------------------------------117、设计总结-----------------------------------------------------------------------------128、参考资料-----------------------------------------------------------------------------12附录---------------------------------------------------------------------------------------13 附一电路板PCB图------------------------------------------------------------------13 附二多功能数字时钟使用说明------------------------------------------------------13摘要本设计采用LCD液晶屏显示系统,以STC89C51单片机为核心,由键盘、温度采集、定时闹钟等功能模块组成。

多功能数字时钟设计资料

多功能数字时钟设计资料

多功能数字时钟目录一.方案论证与比较二.系统设计三.软件设计四.系统测试与分析五.设计总结六.参考资料摘要本设计由单片机89C51、DS12887A时钟芯片、DAC0809模数转换芯片为核心,辅以必要的电路,构成了一个具有多功能的数字时钟。

它由220V、50Hz 交流电源供电,能够准确的显示时间、调整时间、闹钟定时,并能够对时钟所在的环境温度、工作时的电网电压、电网频率进行显示,还具有电压欠压、过压报警以及非接触止闹功能。

一、方案论证与比较1.数字时钟数字时钟是本设计的最主要的部分。

根据需要,可利用两种方案实现。

方案一:本方案完全用软件实现数字时钟。

原理为:在单片机内部存储器设三个字节分别存放时钟的时、分、秒信息。

利用定时器与软件结合实现1秒定时中断,每产生一次中断,存储器内相应的秒值加1;若秒值达到60,则将其清零,并将相应的分字节值加1;若分值达到60,则清零分字节,并将时字节值加1;若时值达到24,则将十字节清零。

该方案具有硬件电路简单的特点。

但由于每次执行程序时,定时器都要重新赋初值,所以该时钟精度不高。

而且,由于是软件实现,当单片机不上电,程序不执行时,时钟将不工作。

方案二:本方案采用Dallas公司的专用时钟芯片DS12887A。

该芯片内部采用石英晶体振荡器,其芯片精度不大于10ms/年,且具有完备的时钟闹钟功能,因此,可直接对其以用于显示或设置,使得软件编程相对简单。

为保证时钟在电网电压不足或突然掉电等突发情况下仍能正常工作,芯片内部包含锂电池。

当电网电压不足或突然掉电时,系统自动转换到内部锂电池供电系统。

而且即使系统不上电,程序不执行时,锂电池也能保证芯片的正常运行,以备随时提供正确的时间。

基于时钟芯片的上述优点,本设计采用方案二完成数字时钟的功能。

2.数码管显示方案一:静态显示。

所谓静态显示,就是当显示器显示某一字符时,相应的发光二极管恒定的导通或截止。

该方式每一位都需要一个8 位输出口控制。

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摘要本实验是利用QuartusII 7.0软件设计一个多功能数字钟,进行试验设计和仿真调试,实现了计时,校时,校分,清零,保持和整点报时等多种基本功能,并下载到SmartSOPC实验系统中进行调试和验证。

此外还添加了显示星期,闹钟设定等附加功能,使得设计的数字钟的功能更加完善。

关键字:QuartusII、数字钟、多功能、仿真AbstractThis experiment is to design a digital clock which is based on Quartus software and in which many basic functions like time-counting,hour-correcting,minute-correcting,reset,time-holding and belling on the hour. And then validated the design on the experimental board. In addition, additional functions like displaying and resetting the week and setting alarm make this digital clock a perfect one.Key words: Quartus digital-clock multi-function simulate目录一.设计要求 (4)二.工作原理 (4)三.各模块说明 (5)1)分频模块 (5)2)计时模块 (7)3)动态显示模块 (9)4)校分与校时模块 (10)5)清零模块 (11)6)保持模块 (12)7)报时模块 (12)四.扩展模块 (12)1)星期模块 (12)2)闹钟模块 (13)五.总电路的形成 (16)六.调试、编程下载 (17)七.实验感想 (17)八.参考文献 (20)一、设计要求1.设计一个数字计时器,可以完成00:00:00到23:59:59的计时功能,并在控制电路的作用下具有保持、清零、快速校时、快速校分、整点报时等基本功能。

2.具体要求如下:1)能进行正常的时、分、秒计时功能,最大计时显示23小时59分59秒。

2)分别由六个数码管显示时分秒的计时。

3)K1是系统的使能开关,K1=0正常工作,K1=1时钟保持不变。

4)K2是系统的清零开关,K2=0正常工作,K2=1时钟的分、秒全清零。

5)在数字钟正常工作时可以对数字钟进行快速校时和校分。

K3是系统的校分开关,K3=0正常工作K3=1时可以快速校分;K4是系统的校时开关,K4=0正常工作,K4=1时可以快速校时。

3.设计提高部分要求1)时钟具有整点报时功能,当时钟计到59’53”时开始报时,在59’53”, 59’55”,59’57”时报时频率为512Hz,59’59”时报时频率为1KHz。

2)星期显示:星期显示功能是在数字钟界面显示星期,到计时到24小时时,星期上显示的数据进一位。

3)闹表设定:通过开关切换显示至闹钟界面,利用闹钟校时和校分开关对闹钟时间进行设定,且不影响数字钟计时。

当计时到闹钟设定时间蜂鸣器鸣叫。

4. 仿真与验证用Quartus软件对设计电路进行功能仿真,并下载到实验板上对其功能进行验证。

二、工作原理数字计时器是由计时电路、译码显示电路、脉冲发生电路和控制电路等几部分组成的,控制电路按要求可由校分校时电路、清零电路和保持电路组成。

其中,脉冲发生电路将试验箱提供的48Mhz的频率分成电路所需要的频率;计时电路与动态显示电路相连,将时间与星期显示在七段数码管上,并且驱动蜂鸣器整点报时;校时校分电路对时、分、星期提供快速校时;清零电路作用时,系统的分秒时同时归零;保持电路作用时,系统停止计时并保持时间不变。

其原理框图如图所示:三、 各模块说明1、分频模块分频模块将实验箱提供的48MHZ 的频率分频,得到所需的频率。

实验中需要1HZ 作为时秒、分、时的时钟信号,2HZ 作为校分、校时的时钟信号,512HZ 、1000HZ 作为报时蜂鸣所需频率信号等。

(1)二分频2fp波形图如下:计时电路校分、时控制电路清零、使能控制电路报时电路译码、动态显示电路(时分秒显示)(年月日显示)分频(时基信号形成电路)系统频率为48000000Hz1Hz 500Hz ,1KHz 1KHz(2)三分频3fp 波形图如下:(3)十分频10fp波形图如下:(4)分频器总体电路fengping2、计时模块计时电路包括秒,分,时,星期四个模块,依次进位。

其中秒和分的模块类似,都是一个模六十计数器,时模块是一个模24计数器,而星期则是一个特殊的模7计数器。

设计时采用的是同步计数器,它们所接的时钟信号均为1Hz。

(1)秒计时模块miao当秒计时至59秒时由四与非门输出一个低电平将秒个位及秒十位置零,同时变换此低电平为高作为进位信号传递给分个位。

波形图如下:(2)分计时模块fen观察可发现其结构与秒计时模块一致,唯一不同的是由于分清零的条件不仅是分计到59,而且秒也要计到59,故清零信号的输入还要添加秒计时模块的输出。

波形图与秒计时模块的相类似。

(3)时计时模块shi时计时模块与秒,分模块类似,只是进位信号要设计在23时置零进位,并且要等到秒与分信号都计到59时它才能进位清零,故清零信号的输入还要添加秒和分计时模块的输出。

波形图如下:3、动态显示模块此模块是用于数码管的动态显示,在本实验中一共需要7个数码管参与显示(秒2位,分2位,时2位,星期1位),所以计数器74161设计为模7的循环,其输出既作为4片74151的控制端,又作为3-8译码器74138的控制端。

因为只有一片BCD译码器7447,所以当计数器到某一个数值时,四片74151同时选取对应位的一个输入组成计时器某一位的BCD编码接入显示译码器7447,与此同时根据计数器的数值,74138译码器也从七个显示管的使能端选择对应位有效,从而在实验箱上显现一个有效数据。

扫描的频率为几千赫兹,因为人眼视觉停留的原因,会感觉七个数码管同时显示。

原理图如下:xianshi4、校分与校时模块(1)校分模块jiaofen当K3为0时,校分模块输出1Hz的脉冲供给分计时模块正常计数;当K3为1时,校分模块输出2Hz的脉冲供给分计时模块校分。

其中为了防止拨开关时引发的颤动给校分带来影响,在校分模块中加入了消颤的D触发器。

由于校分的时候无论秒计时模块是否计到59,都能进行校分,故秒计时模块的输出要与开关K3相或才能供给校分模块的使能端。

(2)校时模块jiaoshi当K4为0时,校时模块输出1Hz的脉冲供给时计时模块正常计数;当K4为1时,校时模块输出2Hz的脉冲供给时计时模块校分。

其中为了防止拨开关时引发的颤动给校时带来影响,在校时模块中加入了消颤的D触发器。

由于校时的时候无论秒和分计时模块是否都计到59,都能进行校时,故秒计时模块的输出要与开关K4相或才能供给校分模块的使能端。

5、清零模块通过增加一个开关K2来控制计时电路,开关通过非门直接接在每个74160的清零端,当开关断开时,计时器正常工作,当开关闭合时,计时器清零。

K2=0,RD=1;K2=1,RD=0。

Qingling6、保持模块通过开关K1控制秒的使能信号,当秒停止计时,计时器就“保持”了。

K1=0,ENT=1;K1=1,ENT=0。

7、报时模块当电路计时到59分53,55,57秒时,分别发出一声较低的蜂鸣声;当计时到59分59秒时,发出一声较高的蜂鸣声。

需要在某时刻报时,就将该时刻输出为“1”的信号作为触发信号,选通报时脉冲信号进行报时。

设计思路:设F是报时函数,F1是低音报时函数,F2是高音报时函数。

所有函数为高电平时报时。

则有:F=59’53’’F1+59’55’’F1+59’57’’F1+59’59’’F2=59’51’’(2’’F1+4’’F1+6’’F1+8’’F2)=59’51’’·(2’’F1·4’’F1·8’’F2)原理图如下:baoshi四、扩展模块1、星期模块星期计时关键是实现一个模七的计时循环,这里利用同步十进制计数器74160来实现。

星期的跳变需要秒分计到59并且时计到23,即时的进位输出。

原理图如下:week2、闹钟模块闹钟模块的设计主要需要解决三个问题,分别是闹钟校分校时的控制,显示模块的复用和闹铃在规定的时间响起。

(1)闹钟校分校时的控制以2HZ频率来校分和校时,原理图分别如下:cfencshi用开关K7控制界面,K3和K4控制校分和校时,原理图如下:cfenshi(2)显示模块复用用K7控制选择器的输出,当K7=0时,输出的是计时器的值,K7=0时切换至闹钟校分校时界面,原理图如下:naobiao其中,32选16的内部电路如下图:32xuan16显示模块的复用是通过设计一个32选16的选择器实现的。

由于K7是闹钟模式控制开关,当K7为0时选择正常计数输出给显示模块,当K7为1时,选择闹钟校时的输出给显示模块显示。

这样做的好处是不需要新增显示模块,节约工作量。

(3)闹钟定时响起计时输出与闹钟校分校时结果比较:naozhong其中,comp模块内部电路:comp闹钟定时响起的条件是计数时间与设定时间一致,这就需要一个比较器来实现,比较器的输出接蜂鸣器,当输入数据相等时比较结果为高电平,从而驱动蜂鸣器。

五、总电路的形成(1)计时器电路jishi该计时器电路中,不仅包含了秒、分、时电路,同时将校分、校时、保持、清零电路一起连入,形成完整的计时器基本电路。

(2)总电路六、调试、编程下载选择“Processing-start complication”进行全编译,编译通过后要进行管脚分配,选择“Assignments Pins”,在打开的对话框中的“Location”栏中选择相应的管脚填入,并将未用到的管脚置为三态,最后将程序下载到SmartSOPC实验系统中运行,检验结果是否正确。

七、实验感想1问题和解决在本次试验中,从对软件的不熟悉到熟悉,从对原理的了解到认知深入,以及在硬件平台的实战演示,整个过程都出现了这样那样的问题,预料之中和之外的,在此,我将我所遇到的问题和解决方案进行如下总结:(1)软件应用首先是编译,因为没有习惯QuartusII软件,所以在一开始很容易就会忘记将所要编译的文件设为头文件,因此做了很多无用功,且解决不了问题。

渐渐熟悉软件后此问题就迎刃而解了。

其次是在编译中出现的错误,一开始不能理解那些专业英文术语的解释,因此也很难知道自己究竟错在哪里,后来慢慢熟悉了软件就了解到,本软件对命名的要求很高,不区分大小写,输入输出必须对称等。

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