多功能数字钟讲解

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多功能电子钟

多功能电子钟

多功能电子钟
多功能电子钟,是一种集时间显示、报时、闹钟、温度显示、日历、计时等多种功能于一体的电子设备。

多功能电子钟的主要功能是时间显示,它可以准确地显示当前的时间,包括小时、分钟和秒。

用户可以根据自己的需求调整时间的显示方式,选择12小时制或24小时制。

时间的显示方式醒目清晰,让人一目了然。

多功能电子钟还具备报时功能,它可以在设定的时间点自动发出提示音或报时声,提醒用户注意时间。

这非常适用于需要按时进行某些活动或会议的场合,让用户不需要时刻盯着钟表。

同时,多功能电子钟还可以设置报警时间,根据用户的需求发出响亮的闹钟声来叫醒用户。

除了时间显示和报时功能,多功能电子钟还可以显示当前的室内温度。

它内置了温度传感器,可以准确地测量室内的温度,并以数字的形式显示出来。

这对于需要时刻关注室内温度的用户来说非常方便。

多功能电子钟还可以显示日历,它内置了日历芯片,可以自动地显示当前的日期和星期。

用户可以通过按钮调整日期和星期的显示,同时还可以查看一年中的重要日期,比如节假日和纪念日。

多功能电子钟还具备计时功能,它可以让用户设定一个时间段,然后开始计时,直到结束。

这对于需要限时进行某些活动的用
户来说非常实用,比如烹饪、运动等。

同时,计时功能还可以设置倒计时,当倒计时结束时发出提醒声。

总之,多功能电子钟是一种功能强大的电子设备,它集时间显示、报时、闹钟、温度显示、日历、计时等多种功能于一体。

它的使用非常简便,功能齐全,对于需要时刻关注时间的用户来说是一种不可缺少的工具。

多功能数字电子钟

多功能数字电子钟

《数字逻辑与数字系统课程设计》实验报告多功能数字电子钟成绩:指导教师:班级:学号:姓名:完成时间:目录一.概述 (2)1.1数字钟简介 (2)1.2设计目的 (2)二.工作原理 (3)三.功能设计要求 (4)四.各部分的电路及其实现 (7)4. 1 主控制器 (7)4.2 1选6数据选择器 (11)4.3 2选1数据选择器 (12)4.4 分频器 (13)4.5 24进制计时器 (15)4.6 60进制计时器 (16)4.7 闪烁器 (18)4. 8 模8计数器 (19)4.9 8选1数据选择器 (20)4.10 数据比较器及报时电路 (22)4.11 2选1数据选择器 (24)4.12 74LS48译码器 (25)五.顶层模块图 (27)六.心得与体会 (27)一.概述1.1数字钟简介20世纪末,电子技术获得了飞速的发展,在其推动下,现代电子产品几乎深入到社会的各个领域,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,给人们的生活,学习,工作,娱乐带来了极大地方便。

由于数字集成电路的发展,使得数字电子钟具有走时准确,性能稳定,体积小,功耗小,功能多,携带方便等优点。

电子钟是一种用数字电路技术实现的时,分,秒计时的装置,与机械时钟相比具有更长的使用寿命,在许多电子设备中被广泛使用。

1.2设计目的(1)让学生掌握时序逻辑电路,组合逻辑电路及数字逻辑电路系统的设计,安装,测试方法。

(2)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。

(3)提高电路布局,布线及检查和排除故障的能力。

二.工作原理电子钟是一个将“ 时”,“分”,“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。

它的计时周期为24小时,显示满刻度为23时59分59秒,具有校时功能和报时功能。

因此,一个基本的数字钟电路主要由译码显示器、“时”,“分”,“秒”计数器、校时电路、报时电路和振荡器组成。

主电路系统由秒信号发生器、“时、分、秒”计数器、译码器及显示器、校时电路、整点报时电路组成。

多功能数字钟

多功能数字钟

苏文涛测量、电网电压、电网频率显示,闹铃控制和电网电压的过压、欠压报警等功能,深受人们欢迎。

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,远远超过老式钟表,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。

诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等,所有这些,都是以钟表数字化为基础的。

因此,研究数字钟及扩大其应用,有着非常现实的意义。

晶体振荡器电路:晶体振荡器电路给数字钟提供一个频率稳定准确的的.方波信号,可保证数字钟的走时准确及稳定。

不管是指针式的电子钟还是数字显示的电子钟都使用了晶体振荡器电路。

分频器电路:分频器电路将32768HZ的高频方波信号经32768(215分频后得到1Hz的方波信号供秒计数器进行计数。

分频器实际上也就是计数器。

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、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进制计数器。

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。

整点报时电路:一般时钟都应具备整点报时电路功能,即在时间出现整点前数数字钟会自动报时,以示提醒.其作用方式是发出连续的或有节奏的音频声较复杂的也可以是实时语音提示。

数码显示器6多功能的计数器36反相器12输入与非门34输入与门1 Crystal晶振1 Buzzer蜂鸣器1 Resister100欧姆电阻6 Resister 3.3K欧姆电阻2 Resister1K欧姆电阻1 Resister22欧姆电阻1 1030.01uF电容2 Switch开关2 9013NPN1。

多功能数字钟-电子设计

多功能数字钟-电子设计

多功能数字钟-电子设计
第一步实现多功能数字钟的基本功能,包括显示当前时间和设置定时
功能。

为了实现这一功能,我们需要使用一个定时器,以实现每秒钟更新
一次时间并显示在LCD屏上,同时实现定时功能。

第二步用一个按钮来切换显示当前时间和定时时间。

为了实现这一功能,我们需要在LCD屏上显示当前时间和定时时间,当按钮按下时,可以
改变当前时间和定时时间的显示。

第三步加入计时功能,使用者可以设置一个计时时间,当计时结束时,会有一个提醒和发出报警声。

为了实现这一功能,我们需要使用一个计数器,计算出时间差,当到达设定的计时时间时,发出报警声或者显示一个
提醒。

第四步增加闹钟功能,使用者可以设置一个闹钟时间,当达到闹钟时
间时,会有一个提醒和发出报警声。

为了实现这一功能,我们需要在指定
的时间段内,获取当前时间,通过一个实时检查程序,来实现闹钟功能,
当到达时间时,发出报警声或者显示一个提醒。

第五步加入天气预报功能,使用者可以查询当前城市的天气情况,以
及未来三天的天气预报。

为了实现这一功能,我们需要使用一个API来获
取天气情况,并将获取的信息在LCD屏上显示出来,方便使用者查询。

实用多功能数字钟

实用多功能数字钟

实用多功能数字钟// 多功能数字钟/*信号定义:clk:标准时钟信号,本例中,其频率为4Hz;clk_1k:产生闹铃音、报时音的时钟信号,本例中其频率为1024Hz;mode:功能控制信号;为0:计时功能;为1:闹钟功能;为2:手动校时功能;turn:接按键,在手动校时功能时,选择是调整小时,还是分钟;若长时间按住该键,还可使秒信号清零,用于精确调时;change:接按键,手动调整时,每按一次,计数器加1;如果长按,则连续快速加1,用于快速调时和定时;hour,min,sec:此三信号分别输出并显示时、分、秒信号,皆采用BCD码计数,分别驱动6个数码管显示时间;alert:输出到扬声器的信号,用于产生闹铃音和报时音;闹铃音为持续20秒的急促的"嘀嘀嘀"音,若按住"change"键,则可屏蔽该音;整点报时音为"嘀嘀嘀嘀-嘟"四短一长音;LD_alert:接发光二极管,指示是否设置了闹钟功能;LD_hour:接发光二极管,指示当前调整的是小时信号;LD_min:接发光二极管,指示当前调整的是分钟信号。

*/ module clock(clk,clk_1k,mode,change,turn,alert,hour,min,sec,LD_alert,LD_hour,LD_min);input clk,clk_1k,mode,change,turn; output alert,LD_alert,LD_hour,LD_min; output[7:0] hour,min,sec;reg[7:0] hour,min,sec,hour1,min1,sec1,ahour,amin;reg[1:0] m,fm,num1,num2,num3,num4;reg[1:0] loop1,loop2,loop3,loop4,sound;reg LD_hour,LD_min; reg clk_1Hz,clk_2Hz,minclk,hclk;reg alert1,alert2,ear; reg count1,count2,counta,countb;wire ct1,ct2,cta,ctb,m_clk,h_clk;always @(posedge clk)begin clk_2Hz<=~clk_2Hz;if(sound==3) begin sound<=0;ear<=1;end//ear信号用于产生或屏蔽声音else begin sound<=sound+1;ear<=0;endendalways @(posedge clk_2Hz) //由4Hz的输入时钟产生1Hz的时基信号clk_1Hz<=~clk_1Hz;always @(posedge mode) //mode信号控制系统在三种功能间转换begin if(m==2) m<=0; else m<=m+1; endalways @(posedge turn)fm<=~fm;always //产生count1,count2,counta,countb四个信号begin case(m)2: begin if(fm) begin count1<=change;{LD_min,LD_hour}<=2;endelse begin counta<=change;{LD_min,LD_hour}<=1;end{count2,countb}<=0;end1:begin if(fm) begin count2<=change;{LD_min,LD_hour}<=2;endelse begin countb<=change;{LD_min,LD_hour}<=1;end{count1,counta}<=2'b00;enddefault:{count1,count2,counta,countb,LD_min,LD_hour}<=0;endcaseendalways @(negedge clk)。

多功能数字钟

多功能数字钟

多功能数字钟摘要:在数字钟基本功能包括清零、保持、校时、校分、整点报时的基础上,进行了功能的扩展,添加了闹钟功能以及星期显示功能。

关键词:数字钟、整点报时、闹钟、星期设计要求:(1) 设计一个具有校时、校分、清零、保持和整点报时功能的数字钟。

(2) 对数字钟采用采用层次化的方法进行设计,要求设计层次清晰、合理;构成整个设计的功能模块既可采用原理图输入法实现,也可采用文本输入法实现。

(3) 数字钟的具体设计要求具有如下基本功能:①数字钟最大计时显示23小时59分59秒;②在数字钟正常工作时可以对数字钟进行快速校时和校分,即拨动开关可对小时进行校正,拨动开关可对分钟进行校正;③在数字钟正常工作情况下,可以对其进行不断电复位,即拨动开关可以使时、分、秒显示回零;④保持功能是要求在数字钟正常工作情况下,拨动开关可以使数字钟保持原有显示,停止计时;⑤整点报时是要求数字钟在每小时整点到来前进行鸣叫,鸣叫频率是在59分53秒、55秒、57秒时为500Hz,59分59秒时为1kHz。

(4) 在以上基本设计要求的基础上进行功能的扩展,自行添加其他功能。

(5) 对设计电路进行功能仿真。

(6) 将仿真通过的逻辑电路下载到EDA试验箱,对其功能进行验证。

工作原理:该数字式电子钟实际上是一个对标准1Hz进行计数的计数电路,秒计数器满60后向分计数器今年为,分计数器满60后向时计数器进位,时计数器按24翻1规律计数,计数输出经译码器送数码管动态显示,由于计数的起始时间不能与标准时间一致,故需要在电路上加上一个校时校分电路,该数字钟除用于计时、整点报时外,还可以显示星期并可对星期进行快速校对,以及闹钟功能,可以对闹钟的小时和分钟进行手动设置和切换显示。

大致功能框图如图1所示。

图1 工作原理框图子模块设计:整个数字钟系统大致可分为三个模块:基本模块、闹钟模块和星期模块。

而星期模块完全可以植入到基本模块当中。

基本模块又可再细分为诸多模块,下面多这些模块依次作些说明。

多功能数字钟说明书

多功能数字钟说明书
单片机底座部分可以最先焊,把电源、地等连好,如EA要接低电平,否则就用片外存储器了。下载器接口则按照教材P240所画的图来进行连接,需要注意的是用于焊接的为短脚,不能颠倒。时钟部分比较简单,因为瓷片电容和晶振没有正负极,但要注意晶振、电容得靠近单片机底座。发光二极管(需要外加一个1K的电阻限流)接在p1.0口,作为最小系统的显示部分。
图6主程序流程图
6.2电路调试
6.2.1焊接调试过程
在焊接之前,先要对构成系统的所有元器件总体布局,这方便后面的硬件电路的调试。
首先,按照上课时的要求,焊接单片机的最小系统,包括单片机底座部分、电源部分、晶振、复位部分以及一个发光二极管。
电源部分:使用5V直流电源变压器的接口,插孔最后面的一个引脚为电源正极,其他两个引脚为接地。电源要经过一个可以锁定的开关,因为开关是六个引脚的,为了搞清哪两个引脚可以使用,分别在按下和松开的情况下,我用万用表测试了引脚之间的通断情况。后来经过检测找到其中一对引脚在按下通,松开时断,所以使用此两个引脚。因为整个电路图中有较多部分都要用到接地和接电源,所以为了方便焊接,将电源和地线分别连接至万用板的外围上。这样方便检查错误,接线时要规范,黑线表示接地,红线表示接电源。电源焊完之后,按下开关电源指示灯可以正常地发光。
五、系统硬件设计
5.1 51单片机最小系统设计
单片机最小系统如下图所示
以STC89C51单片机为核心,选用12MHZ的晶振,由于晶振的频率越高,单片机的运行速度就越快,但考虑到单片机的运行速度快会导致对存储器的要求就会变高,因此12MHZ晶振为最佳选择。外接电容的值虽然没有严格的要求,但是外接电容的大小会影响振荡器的频率高低、振荡器的稳定性和起振的快速性,因此我们选用30pF的电容作为起振电容。复位电路为按键高电平复位,当按键按下,RES端为高电平,当高电平持续4us的时间就可以使单片机复位。

多功能数字钟

多功能数字钟

多功能数字钟多功能数字钟是一种具有多种功能的现代化钟表。

它不仅能够显示准确的时间,还可以实现其他实用的功能,使人们的生活更加方便和舒适。

下面将介绍它的几个主要功能。

首先,多功能数字钟能够准确显示时间。

它采用数字显示屏,清晰明了,无论白天还是晚上,都能够清楚地读取时间。

显示屏上通常有四个或六个数字,分别代表小时和分钟,而且还有一个显示秒数的功能。

这样,我们可以通过一眼就知道现在的具体时间,无需再查看手机或手表。

其次,多功能数字钟可以设置多个闹钟。

人们可以根据自己的需要,设置不同的闹钟,以满足不同的时间要求。

比如,可以设置一个早上的闹钟来叫醒自己,还可以设置一个晚上的闹钟来提醒自己休息。

这样,我们不仅能够准时起床,还能够提高工作和生活的效率。

此外,多功能数字钟还可以用作倒计时器。

我们可以根据自己的需要,设置倒计时的时间,比如煮饭、做家务或者做运动。

当时间到达设定值时,多功能数字钟会发出警报声提醒我们。

这样,我们就不用担心忘记时间,可以更好地掌控自己的时间安排。

多功能数字钟还具有温度和湿度显示功能。

它可以显示当前的室内温度和湿度,帮助我们了解室内的环境条件。

通过这个功能,我们可以根据温湿度的变化,进行合理的调控,提高室内的舒适度。

最后,多功能数字钟还可以充当夜灯。

在夜晚,我们可以通过多功能数字钟的设置,将其调整为柔和的灯光状态,提供足够的照明。

这样,我们不用开启强光的灯具,仍然可以看清楚周围的环境,不会打扰到他人的休息。

综上所述,多功能数字钟拥有准确显示时间、设置多个闹钟、使用倒计时器、显示温湿度以及充当夜灯等多种实用功能。

它是一种方便、实用并且综合性很强的钟表,能够满足人们的不同需求,提高生活的便利性和舒适度。

多功能数字钟——详细设计说明书

多功能数字钟——详细设计说明书

数码管显示 按键
原理图
各模块操作原理
时钟
显示
芯片
闹铃
芯片
主控芯片为STC12C5A60S2,外接 12MHZ的时钟晶,利用单片机的 强推挽功能可以直接驱动数码管 显示
STC12C5A60S2最小系统
流程图
主程序开始 开中断 初始化DS1302
是否有按键 操作
Y
响应按键 数码管显示
N
返回
时钟
秒表和倒计时的流程图
开始 秒表(倒计时) 是否工作? 启动秒表(倒计时)

关闭秒表(倒计时) 返回
按键
对多功能数字钟的控 制,是通过三个按键 来实现的,不同的按 键方式,可以控制不 同的工作模式。
按键原理图
时钟操作流程
按键的功能从上到下分别是: (1)第1个按键是KEYSET,按一次,设置 模式数加一,可以设置11钟工作模式,对 应0-10,初始设置模式为0。 (2)第2个按键是KEYADD,用来实现对时 间的增大设置,操作时可以按一次加1,也 可以 长按 按键实现连续加1。 (3)第3个按键是KEYSUB,用来实现对时 间的减小设置,操作时可以按一次减1,也 可以 长按 按键实现连续减1。
显示
我们选用四位数码管作为显示器, 其优点是操作简单,价格便宜。因 为这里要显示的数据较多(有时钟 、闹铃、秒表和倒计时的数据), 我们选择滚动显示:年、月、日、 时、分、秒的方式显示时钟。
数码管显示模块原理图
闹铃
我们选用蜂鸣器作为闹铃,用 8050型三极管驱动并用I/O口 P1.7来控制闹铃的开关。其工作 方式是把闹铃时间不断地与 DS1302的时钟时间对比以决定的 闹铃工作与否。如果闹铃设置时 间与时钟时间一致,则置P1.7为 低电平,闹铃工作,否则不工作

多功能数字钟.ppt

多功能数字钟.ppt
2021/3/6
1、时、分计数器的设计
分计数器是模M=60的计数器 ➢其计数规律为00—01—…—58—59—00…
时计数器是一个24进制计数器 ➢其计数规律为00—01—…—22—23—00… ➢即当数字钟运行到23时59分时,分的个位 计数器再输入一个脉冲时,数字钟应自动 显示为00时00分。
2、在顶层电路中调用元件 符号bcd2seg7.sym到电路 中
进行如图所示的连接绘制
2021/3/6
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五、EP1K30TC144-3 开发试验箱
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2021/3/6
器 件 引 脚 与 资 源 连 接 对 照 表
2021/3/6
资源名称 时钟
数码管
六、电路编译与适配
(1)选择器件 a. 选择 AssignDevice 选项,弹出 Device 对话框。
b. 在 Device Family 下拉列表框中选择适 配器件的系列,在 Devices 中选择器件 的型号,然后单击 OK 按钮。
(本设计中选择FLEX1k系列的EP1k30TC144-3器件)
管脚的重新分配与定位
选择 MAX+PlusⅡFloorplan Editor选项,即可打开平 面(底层)编辑器窗口,出现如图所示的芯片管脚分配图。
芯片名称区 颜色图例
未赋值节点 和管脚显示

器件显示区
选中节点和 管脚区
这是由软件自动分配的,用户可根据需要随意改变管 脚分配,管脚的编辑过程如下。
2021/3/6
七段BCD译码电路1、BCD译码模块的介绍 数据选择器
8进制加法计数器
2021/3/6
2021/3/6

多功能数字钟的实现

多功能数字钟的实现

嵌入式系统简介:一种 专用计算机系统,用于 控制、监视或辅助设备、
机器或工厂等
嵌入式系统组成:处理 器、存储器、输入/输出
设备、软件等
嵌入式系统实现方式: 硬件实现和软件实现
硬件实现:使用专用 的嵌入式处理器、存 储器和输入/输出设
备等
软件实现:使用嵌入式 操作系统、应用程序和
驱动程序等
嵌入式系统应用领域: 工业控制、医疗设备、 汽车电子、航空航天
实现功能
软件实现方式
编程语言:C语言 或Python等
开发环境: Visual Studio 或PyCharm等
程序结构:主 程序、子程序、
函数等
数据处理:时间、 日期、闹钟等数 据的存储和处理
用户界面:图形 用户界面(GUI)
的设计和实现
功能实现:时间显 示、闹钟设置、定 时器等功能的实现
嵌入式系统实现方式
定时器功能
设定时间:用户可以根据 自己的需求设定定时时间
提醒方式:当定时时间到 达时,数字钟会发出声音
或灯光提醒
暂停功能:用户可以暂停 定时器,以便稍后重新启

重复功能:用户可以设置 定时器重复提醒,例如每
天、每周等
秒表功能
秒表功能简介:用于 记录和显示时间,精
确到秒
秒表启动:按下开始 按钮,秒表开始计时
0
0
1
2
报警提示:当 设备出现异常 时,数字钟发 出报警提示
0 3
数据记录:记 录设备的运行 数据,便于分 析和优化生产 过程
0 4
智能家居场景
智能闹钟:通过 多功能数字钟实 现定时提醒、叫
醒等功能
智能照明:通过 多功能数字钟控 制室内光线,实

多功能数字电子钟

多功能数字电子钟

多功能数字电子钟多功能数字电子钟是现代科技中非常受欢迎的产品之一,它能为我们提供精准的时间,同时具备多种实用的功能。

比如,它可以作为闹钟、计时器、天气预报、温度检测器等等。

本文将从多个方面来介绍这一多功能数字电子钟。

首先,多功能数字电子钟具有高精准度的时间显示功能。

由于采用了现代先进的精密技术,它的时间显示非常准确,能够满足人们对时间精度的要求。

此外,数字显示方式使得我们能够更直观地读取时间,避免由于人为因素而出现的误差。

其次,多功能数字电子钟具有多种闹钟功能。

闹钟是人们日常生活中必不可少的功能之一。

多功能数字电子钟不仅可以设置多组闹钟,还能根据不同的用途来设置不同的提示音,从而满足不同人群的需求。

比如,对于需要大声响铃才能起床的人来说,可以设置为大音量提示音;而对于轻音量提示音更适合的人来说,可以设置为轻音量提示音。

除了闹钟外,多功能数字电子钟还具有计时器和秒表的功能。

在日常生活中,我们经常需要对时间进行计时。

比如,厨房里的爱好者们需要使用计时器来计算烹饪时间;而运动员们也需要使用秒表来检测自己的训练成果。

多功能数字电子钟的计时器和秒表能够为我们提供更加准确方便的计时功能,让我们在日常生活中更加便利。

除了以上介绍的功能外,多功能数字电子钟还能提供天气预报、温度检测、日期显示、闪烁提示等多种实用功能。

例如,在出门前查看天气预报,就能够事先了解气温和是否会下雨,从而避免因天气原因而影响我们的出行计划。

又比如,在进行室内温度检测时,多功能数字电子钟也能为我们提供即时准确的温度值,让我们更好地掌握室内温度情况。

最后要说的是,多功能数字电子钟不仅功能多样,而且样式也十分丰富。

从传统的机械钟表到现代化的数字电子钟表,从简约的设计到华丽的装饰,多功能数字电子钟不仅能满足人们的实用需求,还能带来视觉上的享受。

可以说,多功能数字电子钟已成为当今人们生活中不可或缺的一部分。

总之,多功能数字电子钟是一款集多种实用功能于一身的电子产品,它为我们的生活提供了更加方便快捷的时间管理方式。

多功能数字钟——时分秒

多功能数字钟——时分秒

电子电路概括真验安排报告之阳早格格创做——多功能数字钟的安排目录目录2一.真验脚段3二.安排央供3三.总体安排提要3四.单元电路安排44.1振荡器电路44.2分频器电路74.3 时间计时单元的安排9131517184.8 模块交线图及仿真停止1818212223六.里包板23七.安排历程中出现的问题2525一.真验脚段(1)加深对付数字电子技能的表里知识的明白,分离试验进一步加深对付单元电路基原功能的掌握战应用.(2)通过简曲数字电路模型,掌握一种时常使用电子电路仿果然硬件,使教死能利用所教表里知识完毕本质电路的安排、仿真战创造.(3)掌握数字钟的基原知识以及所用数字钟相闭芯片的功能及使用要领.(4)相识里包板结构及其交线要领.(5)认识数字钟电路的安排与创造.二.安排央供原课题是安排一个多功能数字钟,准确计时,以数字形式隐现,时、分、秒的时间;小时的计时央供为“12翻1”,分战秒的计时央供为60进位. 三.总体安排提要数字钟本质上是一个对付尺度频次(1HZ)举止计数的计数电路.由于计数的起初时间不可能与尺度时间(如北京时间)普遍,故需要正在电路上加一个校时电路,共时尺度的1HZ时间旗号必须搞到准确宁静.常常使用石英晶体振荡器电路形成数字钟.数字钟电路系统的组成圆框图如下.四.单元电路安排4.1振荡器电路芯片介绍:555定时器引足功能:V i1(TH):下电仄触收端,简称下触收端,又称阈值端,标记为TH. V i2(TR):矮电仄触收端,简称矮触收端,标记为TR.V CO:统造电压端.V O:输出端.Dis:搁电端.Rd:复位端.矮触收:当输进电压V i2CC 且V i1CC 时,V TR =0,V TH =0,比较器C 2输出为矮电仄,C 1输出为下电仄,基原RS 触收器的输进,使Q =1=0,经输出反相缓冲器后,V O =1,T 停止.那时称555定时器“矮触收”; 脆持:若V i2CC 且V i1CC ,则V TR =1,V TH=0,基原RS 触收器脆持,V O 战T 状态稳定,那时称555定时器“脆持”.下触收:若V i1CC ,则V TH =1,比较器C 1输出为矮电仄,无论C 2输出何种电仄,基原RS触1,经输出反相缓冲器后,V O =0;T 导通.那时称555定时器“下触收”.555定时器统造功能表555定时器里里结构RdVi1Vi2(TR)VCCVc o...(a) 555的逻辑符号(b) 555的引脚排列555定时器逻辑标安排:振荡器是数字钟的核心.振荡器的宁静度及频次的透彻度决断了数字钟计时的准确程度,常常采用石英晶体形成振荡器电路.普遍去道,振荡器的频次越下,计时粗度越下. 电路图如图.原课程安排采与用555定时器形成的多谐振荡器.由555定时器战中交元件R1、R2、C1形成多谐振荡器,足2与足6曲交贯串,如图所示.电路不稳态,仅存留二个久稳态,电路亦不需要中加触收旗号,利用电源通过R1、R2背C 充电,以及C 通过R2背搁电端 Ct 搁电,使电路爆收振荡.输出旗号的时间参数是: T =tw1+tw2, tw1=0.7(R1+R2)C , tw2=0.7R2C× <32V CC <32V CC >32V CC× <31V CC >31V CC×L H H HL H 稳定 L导通 停止 稳定 导通输出波形仿真图如图所示4.2分频器电路芯片介绍:74LS90是同步二—五—十进造加法计数器,它既不妨做二进造加法计数器,又不妨做五进造战十进造加法计数器. 图17-3为74LS90引足排列,表17-1为功能表.通太过歧的连交办法,74LS90不妨真止四种分歧的逻辑功能;而且还可借帮R0(1)、R0(2)对付计数器浑整,借帮S9(1)、S9(2)将计数器置9.其简曲功能详述如下:(1)计数脉冲从CP1输进,QA动做输出端,为二进造计数器. (2)计数脉冲从CP2输进,QDQCQB动做输出端,为同步五进造加法计数器. (3)若将CP2战QA贯串,计数脉冲由CP1输进,QD、QC、QB、QA动做输出端,则形成同步8421码十进造加法计数器. (4)若将CP1与QD贯串,计数脉冲由CP2输进,QA、QD、QC、QB动做输出端,则形成同步5421码十进造加法计数器. (5)浑整、置9功能. a) 同步浑整当R0(1)、R0(2)均为“1”;S9(1)、S9(2)中有“0”时,真止同步浑整功能,即QDQCQBQA=0000. b) 置9功能当S9(1)、S9(2)均为“1”;R0(1)、R0(2)中有“0”时,真止置9功能,即QDQCQBQA =1001.74LS90引足排列图74LS90功能表安排:分频器的功能主要有二个:一是爆收尺度秒脉冲旗号;二是提供功能扩展电路所需要的旗号,如仿电台报时用的1KHz的下音频旗号战500KHz的矮音频旗号等.果此,不妨采用3片咱们较认识的中规模集成电路计数器74LS90不妨完毕上述功能.果每片为1/10分频,3片级联则可赢得所需要的频次旗号,即每1片Q0端输出频次为500Hz,每2片Q3输出为10Hz,每3片的Q3端输出1Hz.分频器安排电路4.3 时间计时单元的安排筹备一:分战秒计数器:分战秒计数器皆是模数M=60的计数器,其计数顺序为00—01—…—58—59—00…选74LS92动做十位计数器,74LS90动做个位计数器,再将他们级联组成模数M=60的计数器.图1分秒计数器逻辑电路图时计数器:时计数器是一个“12翻1”的特殊进造计数器,即当数字钟运止到12时59分59秒,秒的个位计数器再输进一个秒脉冲时,数字钟应自动隐现为01时00分00秒,真止凡是死计中习惯时常使用的计时顺序.采用74LS191战74LS74.图2时计数器逻辑电路图筹备二:时计数器:U5、U6分别为时计时电路的十位个位计时芯片,将CKB交Q0真止十进造计数功能,二芯片的R0(1)相交、R0(2)相交,隐现12时U6芯片的Q0输出下电仄交R0(1),U5芯片的Q1、Q2要真止12翻1必须输出是3也便是0110,所以将U5芯片的Q1、Q2交与门输出再交R0(2)真止对付二个芯片的浑整支配,但是此时只是是12翻0.为了真止12翻1必须正在翻0的时间对付U5芯片爆收一个低沉沿脉冲旗号,所以原电路采与将U5芯片的Q1、Q1交与门输出再战U6芯片的Q0相与,如图1-6所示,而后与U5芯片的进位旗号相大概,输出交U5的进位脉冲端,那样便不妨真止正在12翻0前的所有计时,第二个与门输出0,大概门挨开,脉冲旗号仄常通过大概门加进U5的脉冲输进端,当要12翻0的时间,U5输出0110,U6输出0001,第二个与门输出1将大概门启锁,此时二个芯片浑整大概门那女爆收了一个1-0的低沉进位脉冲,使得U5此时形成1 ,真止了12翻1的功能.采用二片74LS90时计数器电路图分秒计数器芯片介绍:74LS192芯片介绍:74LS192是共步十进造可顺计数器,它具备单时钟输进,并具备扫除战置数等功能,其引足排列及逻辑标记如下所示:图2-174LS192的引足排列及逻辑标记CPU为加计数时钟输进端,CPD为减计数时钟输进端.LD为预置输进统造端,同步预置.CR为复位输进端,下电仄灵验,同步扫除.CO为进位输出:1001状态后背脉冲输出,BO为借位输出:0000状态后背脉冲输出.74LS192的功能表如下表:表2-1 74LS192功能表安排:74LS192为十进造计数器,TCU为进位端,其中一个74LS192战与门形成六进造计数.当秒十位的74LS192计数至6(0110)时,与门收出浑整旗号使74LS192浑整.共时另一个74LS192也完毕浑整,那样便完毕了60进造计数.秒战分的计数器结构真足相共.当秒的十位正在浑整时也共时背分的个位收一个脉冲,使分加1.分秒计数器电路图图3 译码隐现当央供输出0-15时,消隐输进“BI”应为下电仄大概开路;灭整输进“RBI”战测试灯输进“LT”皆必须正在无效电仄状态,即应为下电仄.LED 隐示器件有共阳极战共阳极二种 . 选用共阳极的 5011A数码管做为隐示器件 .译码驱动也可选 CD4511 , BCD 码输人 . 它的译码输出端为矮电仄有效,可曲交驱动共阳极 LED 数码管 .译码74LS48是BCD码到七段隐现译码器,它不妨曲交启动共阳极数码管.其中,ABCD分别为输进端,OA OB OC OD OE OF OG分别为输出端交到数码隐现管上的abcdefg上.LTN称为尝试数码管旗号,LTN=0时,则所有的二极管皆收光,称为一个“8”字,表示数码管隐现仄常,不妨仄常处事,可则不克不迭.BIN称为灭灯旗号,当BIN=0时,则无论ABCD为何值,均不隐现;RBIN称为灭整旗号,当RBIN=0时,如果ABCD=0000,则隐现管不隐现,RBON称为灭整输出端,当ABCD=0000时,则RBON输出为0.需要隐现时,只需将74LS48的隐现译码器的输出端交到数码隐现管上对付应的位子即可.当数字钟交通电源大概者计数出现缺面时,需要矫正时间.校时是数字钟应具备的基原功能.普遍电子脚表皆具备时,分,秒等校时功能.为了使电路简朴,那里只举止分战小时的校时.如图所示为校时电路逻辑图.对付校时电路的央供是,正在小时矫正时不做用分战秒的仄常计数;正在分矫正时不做用秒战小时的仄常计数.校时办法有“快校时”战“缓校时”二种,“快校时”是通过开闭统造,使计数器对付1Hz的校时脉冲计数.“缓校时”是用脚动爆收单脉冲动做校时脉冲.图示电路为校“时”,校“分”电路.其中S1为校“分”用的统造开闭,S2为校“时”用的统造开闭,他们的统造功能如图表示.校时脉冲采与分频器输出的1Hz 脉冲,当S1大概S2分别为“0”时不妨举止快校时.如果校时脉冲由单次脉冲爆收器提供,则不妨举止缓校时.需要注意的是,校时电路是由与非们形成的拉拢逻辑电路,开S1大概S2为“1”大概“0”时,大概会爆收抖动,交电容C1,C2可缓解抖动.所以本质使用时,普遍会交一个RS触收器,将其改为去抖动开闭电路.数字钟正在指定的时刻收出旗号,大概启动声响电路“闹时”(那里用可用指示灯去代替声响电路);大概对付某拆置的电源举止交通大概断开“统造”.不管是闹仍旧统造,皆央供时间准确,即旗号的开初时刻与持绝时间必须谦足确定的央供.比圆央供6时59散收出闹钟旗号,持绝时间为1分钟那是对付应数字中的时个位计数器的,分十位计数器的分个位计数器的若将上述技能其输出为1的所有输出端通过与门电路去统造指示灯,不妨使指示灯正佳正在6面59分明,持绝1分钟后燃烧,所以闹时统造旗号Z的表白式为4.7筹备一真足电路图4.8 模块交线图及仿真停止4.8.1用EWB硬件画造的单元交线图分频振荡模块:计数器模块:图3 时计数单元交线图图4 分、秒计数单元校时电路:定时电路:4.8.2单元模块仿真分频仿真停止:计数器仿真停止:图5 时钟停止仿真图由图5可知,该时刻为1时28分51秒.4.8.3真足仿真此时仿真出时刻为10时0分0秒.根据正在EWB硬件中的仿真停止及相映的分解可知,电路不妨真止安排央供,不妨真止数字钟的基原功能,既计数功能,其时间以数字形式隐现时、分、秒的时间;小时的计时央供为“12翻1”,分战秒的计时央供为60进位.鉴于仿真停止不妨认定,此次多功能数字钟的安排是乐成的.六.里包板里包板(也喊集成电路真验板)是电路真验中一种时常使用的具备多孔插座的插件板,正在举止电路真验时,不妨根据电路连交央供,正在相映孔内拔出电子元器件的引足以及导线等,使其与孔内弹性交触簧片交触,由此连交成所需的真验电路,是用于拆试电路的要害工具.里包板的形成里包板的中瞅战里里结构如图所示,里包板分上下二部分,上头部分普遍是由一止大概二止的插孔形成的窄条,止战止之间电气不连通.每5 列插孔为一组,常常的里包板上有 10 组大概11 组.对付于10 组的结构,左边3 组里里电气连通,中间4 组里里电气连通,左边3 组里里电气连通,但是左边3 组、中间4 组以及左边3 组之间是不连通的.对付于11 组的结构,左边4 组里里电气连通,中间3 组里里电气连通,左边4 组里里电气连通,但是左边4 组、中间3 组以及左边4 组之间是不连通的.若使用的时间需要连通,必须正在二者之间跨交导线. 底下部分是由中间一条断绝凸槽战上下各5 止的插孔形成.正在共一列中的5 个插孔是互贯串通的,列战列之间以及凸槽上下部分则是不连通的.里包板真验套材电子统造电路基原真验所用的元器件包罗:电池组2组(3V、6V,戴电池卡、电极引线).里包板(SYB-130大概118、SYB-46型).4只(白、绿、黄、橙),三极管4只(8050、9013×2、9014),数码管(LC5011).数字集成电路10块(74LS00、74LS02、74LS04、74LS08、74LS32、74LS73、74LS74、74LS86、4511、4518).继电器(JRC-21F),单金属复片(开辉器),磁控开闭1套(条形磁铁、搞簧管开闭),压电陶瓷片(φ27mm,戴共鸣壳体),电子蜂鸣器(3V大概6V),小电灯1个(3.8V),玩具曲流电效果(3V,戴小螺旋桨).交钮开闭2个,导线若搞战元器件盘.别的,还需要准备时常使用的工具,如镊子、桃形钳战一字小改锥,自选真验所需增加的一些元器件等.里包板的使用及注意事项正在简曲使用的时间,常常是二窄一宽共时使用,二个窄条的第一止普遍战天线连交,第二止战电源贯串.由于集成块电源普遍正在上头,交天正在底下,如许筹备有帮于将集成块的电源足战上头第二止窄条贯串,交天足战底下窄条的第一止贯串,缩小连线少度战跨交线的数量.中间宽条用于连交电路,由于凸槽上下是不连通的,所以集成块普遍跨插正在凸槽上.拔出头包板上孔内引足大概导线铜芯曲径为0.4~0.6mm,即比大头针的曲径略微细一面.元器件引足大概导线头要沿里包板的板里笔曲目标拔出圆孔,应能感觉到有沉微、匀称的摩揩阻力,正在里包板倒置时,元器件应能被簧片夹住而不脱降.里包板该当正在透气、搞燥处存搁,特天要预防被电池漏出的电解液所腐蚀.要脆持里包板浑净,焊交过的元器件不要插正在里包板上.七.安排历程中出现的问题正在安排佳电路举止仿真时秒计数器出现“1,4,5,2,6,7,8,9”的计数,厥后小心查看电路是果为74LS90与数码管引足的交线过失八.真验用到的器件1. 共阳数码管6个2. 74LS191 1个3. 74LS90 7个4. D触收器 1个5. 与非门15个大概非门3个与门2个5个7. 555定时器 1个8. 开闭、电容若搞9.蜂鸣器 1个10.开闭、电容若搞。

多功能数字钟的电路设计

多功能数字钟的电路设计

多功能数字钟的电路设计
1.时钟计数器:使用数字逻辑门和触发器组成的计数器电路,用于实
现时钟的计数功能。

计数器需要能够准确地计时,并能够在到达一定计数
值时进行复位操作。

2.时钟显示器:使用数码管显示器来显示当前的时、分、秒。

每个数
码管都需要能够接收计数器输出的数值,并将其转换成对应的数字显示。

3.按键输入:多功能数字钟通常会包括一些功能设置,例如闹钟、日期、温度等。

因此需要设计一个按键输入电路,用于接收用户的按键输入,并实现对应的功能操作。

4.闹钟功能:在设计中可以添加一个闹钟电路,用于在特定时间发出
警报。

这个电路可以通过比较计数器的当前值和闹钟设定的时间值来判断
何时触发警报。

5.温度传感器:如果需要实现温度显示的功能,可以添加一个温度传
感器,将温度值转换成数字信号,并通过数码管显示出来。

6.日期功能:类似于时钟显示器,设计一个可以显示日期的电路。


以通过按键输入来设置日期,并将其显示在数码管上。

7.电源电路:为了供电整个电路,需要设计一个合适的电源电路,可
以通过插座或电池为电路提供稳定的电源。

在电路设计过程中,需要注意的是不同功能模块之间的连接与通讯方式,以及合理的信号处理和控制逻辑。

同时,还要考虑电路的稳定性、抗
干扰能力和功耗等方面的设计要求。

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。

多功能数字钟设计讲义

多功能数字钟设计讲义

多功能数字钟设计一、设计要求:1、采用24小时制:时、分、秒计时、显示。

2、具有手动校准功能:分为时校准、分校准。

用1个拨码开关,2个按键控制:①设置开关set、分校准键adj_m_in、时校准键adj_h_in;set=‘0’ and adj_m_in=‘0’时,分校准;set=‘0’ and adj_h_in=‘0’时,时校准。

每当按下一次校准键时,时增1小时,分增1分钟。

②同正常计时用同一组计数器。

3、秒复位:只对秒复位,用一个按键(reset_in)控制。

4、闹钟功能:①闹钟设置只控制时、分;与校时用相同的3个控制信号:set=‘1’ and adj_m_in=‘0’时,分设置;set=‘1’ and adj_h_in=‘0’时,时设置。

②计时用另一组独立的计数器。

设有止闹控制,由止闹控制开关close实现。

5、整点报时:仿中央人民广播电台整点报时信号,从59分50秒起每两秒钟发出一次低音(512hz)“嘟”信号,持续半秒,响5次,最后一次高音(1024hz)“嘀”信号,持续半秒。

功能划分输入输出信号端输入信号:Scanclk:时钟信号;实验箱提供最小时钟1.2Hz,计时实际需要1Hz, 程序中加有1024分频,故scanclk频率约为1024Hz。

Set:设置键;设定闹表定时时、分;计时时、分校准;用拨码开关,拨上为定时,拨下为校准。

Reset_in:异步复为信号;只对秒计时复位。

adj_h_in,adj_m_in:时、分校准,闹钟定时控制close:止闹信号;闹钟响后,close为1止闹;用实验箱的拨码开关。

输出信号:scanout::扫描信号;用于顺序点亮6个数码管。

(用1—6位)led_out:七段数码管段码;高位为g。

sound_out: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。

功能描述通用计数器:LIBRARY ieee;USE ieee.std_logic_1164.all;USE ieee.std_logic_unsigned.all;ENTITY counter ISGENERIC( count_value: INTEGER:=9);PORT(clk,clr,en: IN STD_LOGIC;co : OUT STD_LOGIC;count : OUT INTEGER RANGE 0 TO count_value);END counter;ARCHITECTURE a OF counter ISSIGNAL cnt: INTEGER RANGE 0 TO count_value;BEGINPROCESS (clk,clr)BEGINIF clr = '1' THEN cnt <= 0;ELSIF (clk'EVENT AND clk = '1') THENIF en = '1' THENIF cnt = count_value THEN cnt <= 0;ELSE cnt <= cnt + 1;END IF;END IF;END IF;END PROCESS;co<= '1' when cnt = count_value else '0';count <= cnt;END a;数字钟的实体说明部分LIBRARY ieee;USE ieee.std_logic_1164.all; USE ieee.std_logic_unsigned.all;entity TIMER is PORT(scanclk,reset_in,adj_h_in,adj_m_in,set,close: in std_logic; led_out: out std_logic_vector(6 downto 0); scan_out: out integer range 0 to 5; sound_out: out std_logic; point_out: out std_logic ); end entity;㈠时钟信号生成功能部分signal clk1s: std_logic; --1s 计数时钟 signal cnt: std_logic_vector( 9 downto 0); signal dy : std_logic; --整点报时控制时钟 generat_1s_clock: PROCESS (scanclk) BEGIN IF (scanclk'EVENT AND scanclk = '1') THEN cnt <= cnt + 1; END IF; clk1s <= cnt(9); --scanclk 1024分频 END PROCESS;PROCESS (clk1s,reset) BEGIN IF reset = '1' THEN dy<='0'; ELSIF (clk1s'EVENT AND clk1s = '1') THENLIBRARY ieee;USE ieee.std_logic_1164.all; USE ieee.std_logic_unsigned.all;entity TIMER is PORT(scanclk,reset_in,adj_h_in,adj_m_in,set,close: in std_logic; led_out: out std_logic_vector(6 downto 0); scan_out: out integer range 0 to 5; sound_out: out std_logic; point_out: out std_logic ); end entity;architecture rtl of TIMER isBegindy <= not dy; --clk1s 2分频END IF;END PROCESS;㈡计时功能(用元件例化语句实现)㈡计时功能(用元件例化语句实现)signal reset ,adj_h,adj_m: std_logic;signal c_sh_en, c_ml_en, c_mh_en, c_h_en : std_logic;signal c_h_en1, c_ml_en1 , c_mh_en1 : std_logic;signal enable,disable: std_logic;signal sl,c_ml: integer range 0 to 9;signal c_mh, sh: integer range 0 to 5;signal c_h: integer range 0 to 23;component counter ISGENERIC( count_value: INTEGER);PORT(clk,clr,en : IN STD_LOGIC;co : OUT STD_LOGIC;count : OUT INTEGER RANGE 0 TO count_value);END component;元件例化reset<=not reset_in; --reset_in为按钮输入,通用计数器clr位‘1’状态有效adj_m<=not adj_m_in;adj_h<=not adj_h_in;enable<='1';disable<=‘0’; --用于不需要复位元件的clr端c_ml_en <= (not set and adj_m) or (c_ml_en1 and c_sh_en);c_mh_en <= (c_mh_en1 and c_ml_en);c_h_en <= (not set and adj_h) or (c_sh_en and c_ml_en1 and c_mh_en1 and c_h_en1); CNT1S: countergeneric map( count_value => 9)port map(clk=>clk1s,clr=>reset,en=>enable,co=>c_sh_en,count=>sl);CNT10S: countergeneric map( count_value => 5)port map(clk=>clk1s,clr=>reset,en=>c_sh_en,co=>c_ml_en1,count=>sh);CNT1M: countergeneric map( count_value => 9)port map(clk=>clk1s,clr=>disable,en=>c_ml_en,co=>c_mh_en1,count=>c_ml);CNT10M: countergeneric map( count_value => 5)port map(clk=>clk1s,clr=>disable,en=>c_mh_en,co=>c_h_en1,count=>c_mh);CNT_H: countergeneric map( count_value => 23)port map(clk=>clk1s,clr=>disable,en=>c_h_en,count=>c_h);㈢闹表计时功能描述signal s_ml_en , s_mh_en, s_h_en : std_logic; signal s_mh,: integer range 0 to 5; signal s_ml: integer range 0 to 9; signal s_h: integer range 0 to 23;s_ml_en <= set and adj_m; s_h_en <= set and adj_h; SET1M: countergeneric map( count_value => 9)port map(clk=>clk1s,clr=>disable,en=>s_ml_en,co=>s_mh_en,count=>s_ml); SET10M: countergeneric map( count_value => 5)port map(clk=>clk1s,clr=>disable,en=>s_mh_en,count=>s_mh); SET_H: countergeneric map( count_value => 23)port map(clk=>clk1s,clr=>disable,en=>s_h_en,count=>s_h);㈣显示功能描述clk1sdisableSignal scan:integer range 0 to 5;process (scanclk) beginif scanclk'event and scanclk='1' then if scan = 5 then scan<=0; else scan <= scan + 1; end if; end if; end process;Scan_out<= scan;⒉多路选择器signal hh : integer range 0 to 2; Signal hl,ml,sl: integer range 0 to 9; signal sh,mh: integer range 0 to 5; signal h: integer range 0 to 23;h<=c_h when set = '0' else s_h; hh<=1 when h>=10 and h<20 else 2 when h>=20 else10h 1h 10M 1M 10s 1sScan= 0:sl1:sh 2:ml 3:mh 4:hl 5:hh0;hl<=(h-0) when h<10 else(h-10) when h>=10 and h<20 else(h-20);mh<=c_mh when set = '0' else s_mh;ml<=c_ml when set = '0' else s_ml;②时、分、秒去参加译码的选择Signal hex:integer range 0 to 10;with scan selecthex<=hh when 5,hl when 4,mh when 3,ml when 2,sh when 1,sl when others;⒊七段显示译码signal led: STD_LOGIC_VECTOR (6 downto 0);led_out<= NOT led;with hex selectled<="1111001" when 1, --1"0100100" when 2, --2"0110000" when 3, --3"0011001" when 4, --4"0010010" when 5, --5"0000010" when 6, --6"1111000" when 7, --7"0000000" when 8, --8"0010000" when 9, --9"1000000" when 0, --0"1111111" when others;⒋小数点显示with scan selectpoint_out <='0' when 5,clk1s when 4,'0' when 3,clk1s when 2,'0' when 1,'0' when others;㈤报时、闹铃signal sound,sound1,sound2,sound3: std_logic;sound1 <= cnt(0) when s_ml=c_ml and s_mh=c_mh and s_h=c_h else '0';--闹铃sound2 <= scanclk when c_ml=0 and c_mh=0 and sh=0 and sl=0 and clk1s=‘1’ else ‘0’; ---整点报时(频率scanclk,持续时间半秒)sound3 <= cnt(0) when c_ml=9 and c_mh=5 and sh=5 and dy=‘0’ and clk1s=‘1’ else ‘0’; ---59’ 50’’开始报时(频率610Hz,持续半秒)sound<=sound1 or sound2 or sound3;sound_out <= sound when close = '0' else '0';。

多功能数字时钟的功能和特点

多功能数字时钟的功能和特点

多功能数字时钟的功能和特点:1. 上电1s复位功能,手动复位功能,复位会给出1s振铃信号;2. 基本时钟计时功能;3. 闹钟功能;4. 计数器倒计时功能;5. 整点报时功能;6. 闹钟具有懒人模式功能,如果启动懒人模式,闹钟振铃每隔一分钟就响一次,如果不启动懒人模式,闹钟振铃响一分钟就停止;7. 任意键关闭闹钟振铃功能(与懒人模式有关);8. 计数器自动装载功能,可实现00h:00m:15s---99h:59m:59s的循环定时振铃;9. 计数器手动启动功能;10. 一键启动或关闭闹钟或者计数器功能;11. 自动检验时钟、闹钟、和计数器设置数字的正确性,不正确的数字不能被输入系统;12. 液晶LCD1602显示,可同时查看时间和闹钟设置时间或者计数器时间;13. 菜单设置功能,人机界面友好;14. 30秒不操作,自动退出菜单功能;15. 8个基本按键:“↑”、“↓”、“←”、“→”、“确定”、“取消”、“闹钟开关alarm_sw”和“计数器开关cntalm_sw”完成全部操作;16. 可以插上4×4小键盘进行快速操作;17. 键盘自动消抖;18. 4×4小键盘快捷键;19. 用4×4小键盘设置时间或闹钟或计数器数字时,正确设置一位数字后,自动移到下一位数字进行设置;20. “↑”、“↓”键连击功能实现快速数字设定;21. 时钟后台计时功能,查看菜单不会影响时钟计时。

22. 各种振铃声音不同,容易分辨,声音洪亮(要换成脉冲型的蜂鸣器)。

************************************************************************多功能数字时钟的使用方法:一、时钟的设定和显示:1. 正常显示时间的界面下,液晶上第一行显示当前时钟的时间,格式为:“Time : h1h0:m1m0:s1s0”,其中“:”会0.5s亮0.5s灭。

多功能数字钟集中讲课课件

多功能数字钟集中讲课课件

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如5C702)中振的荡晶器是数字钟R的F 核心。振荡器
体振荡的器电稳路定,度常及频率的精确度决定了数字
取32晶76振8H钟体的z,频计构因率时成其为的振内准荡确 器程 电度 路, 。22J通 一MT 常 般选来用说石,1R5英振0k晶荡
部成有电路15器,级所的2分以频频输率集出越高,计3时27精68H度z 越高。
秒。 分频器的功能主要有两个
报时用0的1 kHz的高音频信号和500 Hz的低
的Q 端音输频出信为号1等0Hz,第3片的Q 端输出为 ④ 画出数字钟系统的整机逻辑电路图;
3 式中,M为上午的信号输出,要求M=1
由555定时器和外接元件R1、R2、C1构成多谐振荡器,脚2与脚6直接相连,如图所示。
3
1Hz 如果用与非门实现上式,则
3.3k
C2
S2
3.3k
C1
S1
0.01F
0.01F
+ 5V
5. 主体电路的装调
由数字钟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钟的各 功能电路 。
经过联调并纠正设计方案中的错误和不足之处 后,再测试电路的逻辑功能是否满足设计要求。最 后画出满足设计要求的总体逻辑电路图。
3. 时分秒计数器的设计
分和秒计数器都是模M=60的计数

其计数规律为00—01—…—58—59—00… 选74LS192作计数器,将··两片级联组成模数
M=60的计数器
时计数器是一个“12翻1”的特殊进制计数器
即当数字钟运行到12时59分59秒时,秒的个位计 数器再输入一个秒脉冲时,数字钟应自动显示为 01时00分00秒,实现日常生活中惯用的计时规律
级联时如果出现时序配合不同步,或尖峰脉冲 干扰,引起逻辑混乱,可以增加多级逻辑门来延时
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课程设计课程名称课题名称多功能数字钟专业班级学号姓名指导教师2012年12月3目录摘要 (1)一系统原理框图 (2)二方案设计与论证 (3)2.1时间脉冲产生电路 (3)2.2分频器电路 (4)2.3译码驱动及显示单元电路 (4)2.4校时电路 (4)2.5报时电路 (5)三单元电路设计 (6)3.1计数电路的设计 (6)3.2 60进制计数器的设计 (6)3.3进制计数器的设计 (7)3.4 校时电路的设计 (8)3.5 译码及驱动显示电路 (9)3.6 闹铃功能 (9)四总电路图 (11)五、总结与设计调试体会 (12)附录 (13)摘要多功能数字钟具有时间显示、闹钟设置、环境温度测量、电网电压、电网频率显示,闹铃控制和电网电压的过压、欠压报警等功能,深受人们欢迎。

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,远远超过老式钟表, 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。

诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等,所有这些,都是以钟表数字化为基础的。

因此,研究数字钟及扩大其应用,有着非常现实的意义。

1系统原理框图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一致,故需要在电路上加一个校时电路。

同时必需以标准的1HZ时间信号作为时钟驱动。

通常使用石英晶体振荡器电路构成数字钟。

图1所示为数字钟的一般构成框图。

2.设计原理框图⑴晶体振荡器电路:晶体振荡器电路给数字钟提供一个频率稳定准确的32768Hz的方波信号,可保证数字钟的走时准确及稳定。

不管是指针式的电子钟还是数字显示的电子钟都使用了晶体振荡器电路。

⑵分频器电路:分频器电路将32768HZ的高频方波信号经32768(152)次分频后得到1Hz 的方波信号供秒计数器进行计数。

分频器实际上也就是计数器。

⑶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。

⑷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。

⑸整点报时电路:一般时钟都应具备整点报时电路功能,即在时间出现整点前数秒内,数字钟会自动报时,以示提醒.其作用方式是发出连续的或有节奏的音频声波,较复杂的也可以是实时语音提示。

2方案设计与论证2.1时间脉冲产生电路由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器作为时间标准信号源。

图 1 555与RC组成的多谐振荡器图2.2分频器电路通常,数字钟的晶体振荡器输出频率较高,为了得到1Hz 的秒信号输入,需要对振荡器的输出信号进行分频。

通常实现分频器的电路是计数器电路,一般采用多级二进制计数器来实现。

例如,将32768Hz 的振荡信号分频为1HZ 的分频倍数为32768(152),即实现该分频功能的计数器相当于15级二进制计数器。

从尽量减少元器件数量的角度来考虑,这里可选多极二进制计数电路CD4060和CD4040来构成分频电路。

CD4060和CD4040在数字集成电路中可实现的分频次数最高,而且CD4060还包含振荡电路所需的非门,使用更为方便。

CD4060计数为14级二进制计数器,可以将32768Hz 的信号分频为2Hz ,其内部框图如图2.1所示,从图中可以看出,CD4060的时钟输入端两个串接的非门,因此可以直接实现振荡和分频的功能。

CD4040计数器的计数模数为4096(122),其逻辑框图如图5.2。

如将32768Hz 信号分频为1Hz ,则需外加一个8分频计数器,故一般较少使用CD4040来实现分频。

综上所述,可选择CD4060同时构成振荡电路和分频电路。

照图5.1,在0CP 和0CP 之间接入振荡器外接元件可实现振荡,并利用时计数电路中多一个2分频器(后述)可实现15级2分频,即可得1Hz 信号.2.3译码驱动及显示单元电路译码电路的功能是将“秒”、“分”、“时”计数器的输出代码进行翻译,变成相应的数字。

用于驱动LED 七段数码管的译码器常用的有74LS48。

74LS48是BCD-7段译码器/驱动器,其输出是OC 门输出且低电平有效,专用于驱动LED 七段共阳极显示数码管。

如图9所示。

若将“秒”、“分”、“时”计数器的每位输出分别接到相应七段译码器的输入端,便可进行不同数字的显示。

2.4校时电路首先截断正常的计数通路,然后再进行人工出触发计数或将频率较高的方波信号加到需要校正的计数单元的输入端,校正好后,再转入正常计时状态即可。

根据要求,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。

图所示为所设计的校时电路。

2.5报时电路采用仿广播台整点报时的功能:每当数字钟计时快要到正点时候发出响声,通常按照四低音,一高音的顺序发出间断声,以最后一声高音结束的时刻为正点时刻。

4低音(约500Hz)分别发生在59分56秒、发生在59分57秒、发生在59分58秒、发生在59分59秒、,最后一声高音(约1KHz)发生在00分00秒,他们的持续时间均为一秒。

三单元电路设计3.1计数电路的设计秒、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74LS160。

3.2 60进制计数器的设计“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4.所示由74LS160构成的60进制计数器。

首先将两片74LS160,将两片计数器并行进位则最大可实现100进制的计数器。

现要设计一个60进制的计数器,可利用“反馈清零”的方法实现。

当计数器输出“2Q32Q22Q12Q0、1Q3Q2Q1Q0=0110、0000”时,通过门电路形成一置数脉冲,使计数器归3.3进制计数器的设计同理当个位计数状态为“Q3Q2Q1Q0=0100”,十位计数器状态为“Q3Q2Q1Q0=0010”时,要求计数器归零。

3.4 校时电路的设计数字种启动后,每当数字钟显示与实际时间不符进,需要根据标准时间进行校时。

校“秒”时,采用等待校时。

校“分”、“时”的原理比较简单,采用加速校时。

对校时电路的要求是 :1.在小时校正时不影响分和秒的正常计数。

2.在分校正时不影响秒和小时的正常计数。

如图17所示,当开关打向下时,因为校正信号和0相与的输出为0,而开关的另一端接高电平,正常输入信号可以顺利通过与或门,故校时电路处于正常计时状态;当开关打向上时,情况正好与上述相反,这时校时电路处于校时状态。

与非门可选74LS00,非门则可用与非门2个输入端并接来代替节省芯片。

因此实际使用时,须对开关的状态进行消除抖动处理,图17为加2个0.01uF的电容。

3.5 译码及驱动显示电路译码电路的功能是将“秒”、“分”、“时”计数器的输出代码进行翻译,变成相应的数字。

用于驱动LED七段数码管的译码器常用的有74LS48。

74LS48是BCD-7段译码器/驱动器,其输出是OC门输出且低电平有效,专用于驱动LED七段共阳极显示数码管。

由74LS48和LED七段共阳数码管组成的一位数码显示电路如图 16 所示。

若将“秒”、“分”、“时”计数器的每位输出分别接到相应七段译码器的输入端,便可进行不同数字的显示。

图 2译码及驱动显示电路图3.6 闹铃功能由6片74LS85数据选择芯片串联,分别将时分秒的各个输出端按照从上到下接到每个85芯片的B3B2B1B0端,然后将85芯片各个A3A2A1A0接到一个双向开关,开关的另为两端分别接到高电平上与地线上。

当这样接入时,如果我们需要设定闹铃,就用85芯片连接的开关进行置数,当计时模块的输出端输出的数据与我们置入的数据相同就会从第一块85芯片的OAEQB端口输出一个高电平,将这个高电平与蜂鸣器相连就会在那个时刻产生蜂鸣。

达到闹钟的功能。

总电路图五、总结与设计调试体会通过此次课程设计,使我更加扎实的掌握了有关数字电子技术方面的知识,在设计过程中,刚开始毫无头绪,可谓举步维艰。

后来经过小组同学的讨论,决定采用化整为零的方法,一个模块一个模块来做,再把它们整合起来。

有了清晰的思路,经过大家的努力终于设计出来了,并且仿真正确。

做课程设计不仅需要清晰的思路还要谨慎的态度,必须要对各个芯片都了解,对课本知识熟悉才能又快又好的完成。

在接线的时候,我们遇到的不少困难,出现各种各样的问题,比如芯片坏了,线路接触不良,电路达不到预期的效果。

回顾此次课程设计,至今我仍感慨颇多,从理论到实践,在这段日子里,可以说得是苦多于甜,但是可以学到很多很多的东西,同时不仅可以巩固了以前所学过的知识,而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。

通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的,只有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,才能真正为社会服务,从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

在设计的过程中遇到问题,可以说得是困难重重,但可喜的是最终都得到了解决。

实验过程中,与队友合作更是一件快乐的事情,只有彼此都付出,彼此都维护才能将作品做的更加完美。

果然是团结就是力量,只有互相之间默契融洽的配合才能换来最终完美的结果。

最后,感谢老师对我们的指导和教诲,感谢学校给我们安排这次课程设计活动。

附录74LS160 6片4线-10线译码器74LS48 6片四2输入正或门74LS32 1片74LS04 4片74LS20 4片四2输入与非门74LS00 4片74LS08 1片7476N 1片74LS85 5片蜂鸣器参考文献«数字电子技术基础»周良权编«电子技术课程设计指导»彭介华编«电子技术基础实验»陈大钦编«电子技术基础实验与仿真»孙胜麟、郭照南主编电气信息学院课程设计评分表指导教师签名:________________日期:________________注:①表中标*号项目是硬件制作或软件编程类课题必填内容;②此表装订在课程设计说明书的最后一页。

课程设计说明书装订顺序:封面、任务书、目录、正文、评分表、附件(非16K大小的图纸及程序清单)。

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