数字时钟设计报告
数字时钟设计实验报告
电子课程设计【1 】题目:数字时钟数字时钟设计试验陈述一、设计请求:设计一个24小时制的数字时钟.请求:计时.显示精度到秒;有校时功效.采取中小范围集成电路设计.施展:增长闹钟功效.二、设计计划:由秒时钟旌旗灯号产生器.计时电路和校时电路组成电路.秒时钟旌旗灯号产生器可由振荡器和分频器组成.计时电路中采取两个60进制计数器分离完成秒计时和分计时;24进制计数器完成时计时;采取译码器将计数器的输出译码后送七段数码管显示.校时电路采取开关掌握时.分.秒计数器的时钟旌旗灯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、电路道理图:(一)秒脉冲旌旗灯号产生器秒脉冲旌旗灯号产生器是数字电子钟的焦点部分,它的精度和稳固度决议了数字钟的质量.由振荡器与分频器组合产生秒脉冲旌旗灯号.➢ 振荡器: 通经常应用555准时器与RC 组成的多谐振荡器,经由调剂输出1000Hz 脉冲.➢ 分频器: 分频器功效重要有两个,一是产生尺度秒脉冲旌旗灯号,一是供给功效 扩大电路所须要的旌旗灯号,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 尺度秒脉冲.其电路图如下:译码器译码器译码器时计数器 (24进制) 分计数器 (60进制) 秒计数器 (60进制)校 时 电 路秒旌旗灯号产生器图二秒脉冲旌旗灯号产生器(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,从而配合完成60进制计数器.当计数到59时清零着从新开端计数.秒的个位部分的设计:应用十进制计数器CD40110设计10进制计数器显示秒的个位 .个位计数器由0增长到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进制计数和进位功效.应用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增长到5时应用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,从而配合完成60进制计数器.当计数到59时清零着从新开端计数.秒的个位部分的设计:来自秒计数电路的进位脉冲使分的个位加1,应用十进制计数器CD40110设计10进制计数器显示秒的个位 .个位计数器由0增长到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进制计数和进位功效.应用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增长到5时应用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时的个位.其电路图如下:图四60进制--分计数电路➢24进制——时计数电路来自分计数电路的进位脉冲使时的个位加,个位计数器由0增长到9是产生进位,连在十位计数器脉冲输入端CP,当十位计到2且个位计到3是经由74LS11与门产生一个清零旌旗灯号,将所有CD40110清零.其电路图如下:图五24进制--时计数电路➢译码显示电路译码电路的功效是将秒.分.时计数器的输出代码进行翻译,变成响应的数字.用以驱动LED七段数码管的译码器经常应用的有74LS148.74LS148是BCD-7段译码器/驱动器,输出高电平有用,专用于驱动LED七段共阴极显示数码管.若将秒.分.时计数器的每位输出分离送到响应七段数码管的输入端,即可以进行不合数字的显示.在译码管输出与数码管之间串联电阻R作为限流电阻.其电路图如下:图六译码显示电路➢校时电路校时电路是数字钟不成缺乏的部分,每当数字钟与现实时光不符时,须要依据尺度时光进行校时.一般电子表都具有时.分.秒等校时功效.为了使电路简略,在此设计中只进行分和小时的校时.“快校时”是经由过程开关掌握,使计数器对1Hz校时脉冲计数.图中S1为校订用的掌握开关,校时脉冲采取分频器输出的1Hz脉冲,当S1为“0”时可以进行“快校时”. 其电路图如下:图七 校队电路五、试验办法: 1.秒脉冲产生部分采取555多谐振荡器产生1HZ 频率旌旗灯号,作为秒脉冲及整体电路的旌旗灯号输入部分.其仿真电路图如下图所示:图八 秒脉冲产生器仿真电路2、计数电路电子钟计时分为小时.分钟和秒,个中小时为二十四进制,分钟和秒均为六十进制,输出可以用数码管显示,所以请求二十四进制为00000000~00100100计数,六十进制为8910U10C74LS00 123 U11A74LS00 111213U10D74LS00R3 C1S1GND1011U8E74LS04 1HZS2/M2 Q2+5V00000000~01100000计数,并且均为8421码编码情势.(1)小时计数——二十四进制电路仿真用两片74LS160N(分A片.B片)设计一个一百进制的计数器,在24(00100100)处直接掏出所有为1的端口,经由输入与非门74LS00D,再给两个清零端CLR.应用74LS160N异步清零功效完成二十四进制轮回,计数范围为0~23.然后用七段显示译码器74LS47D将A.B两片74LS160N的输出译码给LED数码管.仿真电路如图九所示. :图九 24进制——时计数器仿真电路(2)分钟.秒计数——六十进制电路仿真此电路相似于二十四进制计数器,采取74LS160N设计出一百进制的计数器,在60(01100000)处直接掏出所有为1的端口,经由输入与非门74LS00D,再给两个清零端CLR.应用74LS160N异步清零功效完成六十进制轮回,计数范围为0~59.然后用七段显示译码器74LS47D将 A.B两片74LS160N的输出译码给LED数码管.仿真电路如图所示:图十 60进制——秒计数器仿真电路图十一 60进制——分计数器仿真电路(四)校时校分(秒)电路.数字钟应具有分校订和时校订功效,是以,应截断分个位和时个位的直接计数通路,并采取正常计时旌旗灯号与校订旌旗灯号可以随时切换的电路接入个中.这里应用两个与非门加一个单刀双掷开关来实现校时功效.第一个74LS00D与非门的输入端一端接清零旌旗灯号,另一端接第二个与非门的输入端,第二个74LS00D的输入端一端接计数脉冲,另一端接一个单刀双掷开关.开关接通的一段接地,另一端接高电平.当开关打到另一端时,时或分的个位就单独开端计数,如许就能实现校时功效.其电路图如图所示:图十二校分仿真电路六、试验成果和结论:数字时钟仿真电路图如下图所示,在Multisim11.0中进行仿真,可以实现数字时钟的显示功效.校时功效.显示功效中,小时实现的是24进制,分和秒实现的是60进制,经由过程校时电路可以或许分离校订时和分.图十三数字时钟仿真电路七、设计领会:在本次Multisim仿真进程,从装配软件.选定课题.设计电路.进行仿真.运行成果都本身现实操纵完成.在数字时钟设计中,依据先生上课所讲的内容,可以用两片集成十进制同步计数器74LS160D级联为100进制,再应用其异步清零功效,可以分离实现小时的24进制和分秒的60进制.当然,在仿真进程中也碰到了许多艰苦和问题.比方说,无法直接从秒进位到分和分进位到时,并且在仿真中老是出错.于是本身就教了一些也做数字时钟的同窗,同时在网上查找了相干材料,最后终于用两个与非门和单刀双掷开关实现了从秒到分的进位.分到时的进位功效及校准功效.经由过程本次试验对数电常识有了更深刻的懂得,将其应用到了现实中来,明确了进修电子技巧基本的意义,也达到了其造就的目标.也明确了一个道理:成功就是在不竭摸索中进步实现的,碰到问题我们不克不及泄气.焦躁,甚至废弃,而要静下心来细心思虑,分部检讨,找出最终的原因进行纠正,如许才会有提高,才会一步步向本身的目标接近,才会取得本身所要寻求的成功.当然,本身的仿真技巧和应用才能照样很欠缺的,固然完成了根本的设计请求,但是许多本身想要的扩大功效还未能实现.并且许多时刻会走过许多弯路,糟蹋了许多不须要的时光.不过,此次设计阅历势必使我受益毕生,让我明确若何更好的获取常识,若何更好的理论接洽现实.往后的进修更须要不竭尽力,在获得常识的同时获得快活,真正的自动摸索,自动进修,形成本身的思维方法,不竭应用,不竭朝上进步.。
单片机实验报告数字时钟设计报告
单片机实验报告数字时钟设计报告一、实验目的本次单片机实验的目的是设计并实现一个基于单片机的数字时钟。
通过该实验,深入了解单片机的工作原理和编程方法,掌握定时器、中断、数码管显示等功能的应用,提高综合运用知识解决实际问题的能力。
二、实验原理1、单片机选择本次实验选用了常见的 51 系列单片机,如 STC89C52。
它具有丰富的资源和易于编程的特点,能够满足数字时钟的设计需求。
2、时钟计时原理数字时钟的核心是准确的计时功能。
通过单片机内部的定时器,设定合适的定时时间间隔,不断累加计时变量,实现秒、分、时的计时。
3、数码管显示原理采用共阳或共阴数码管来显示时间数字。
通过单片机的 I/O 口控制数码管的段选和位选信号,使数码管显示相应的数字。
4、按键控制原理设置按键用于调整时间。
通过检测按键的按下状态,进入相应的时间调整模式。
三、实验设备与材料1、单片机开发板2、数码管3、按键4、杜邦线若干5、电脑及编程软件(如 Keil)四、实验步骤1、硬件连接将数码管、按键与单片机开发板的相应引脚通过杜邦线连接起来。
确保连接正确可靠,避免短路或断路。
2、软件编程(1)初始化单片机的定时器、中断、I/O 口等。
(2)编写定时器中断服务程序,实现秒的计时。
(3)设计计时算法,将秒转换为分、时,并进行进位处理。
(4)编写数码管显示程序,将时间数据转换为数码管的段选和位选信号进行显示。
(5)添加按键检测程序,实现时间的调整功能。
3、编译与下载使用编程软件将编写好的程序编译生成可执行文件,并下载到单片机中进行运行测试。
五、程序设计以下是本次数字时钟设计的主要程序代码片段:```cinclude <reg52h>//定义数码管段选码unsigned char code SEG_CODE ={0xC0, 0xF9, 0xA4, 0xB0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xF8, 0x80, 0x90};//定义数码管位选码unsigned char code BIT_CODE ={0x01, 0x02, 0x04, 0x08, 0x10,0x20, 0x40, 0x80};//定义时间变量unsigned int second = 0, minute = 0, hour = 0;//定时器初始化函数void Timer_Init(){TMOD = 0x01; //定时器 0 工作在方式 1 TH0 =(65536 50000) / 256; //定时 50ms TL0 =(65536 50000) % 256;EA = 1; //开总中断ET0 = 1; //开定时器 0 中断TR0 = 1; //启动定时器 0}//定时器 0 中断服务函数void Timer0_ISR() interrupt 1{TH0 =(65536 50000) / 256;TL0 =(65536 50000) % 256;second++;if (second == 60){second = 0;minute++;if (minute == 60){minute = 0;hour++;if (hour == 24){hour = 0;}}}}//数码管显示函数void Display(){unsigned char i;for (i = 0; i < 8; i++)P2 = BIT_CODEi;if (i == 0){P0 = SEG_CODEhour / 10;}else if (i == 1){P0 = SEG_CODEhour % 10;}else if (i == 2){P0 = 0xBF; //显示“”}else if (i == 3){P0 = SEG_CODEminute / 10;else if (i == 4){P0 = SEG_CODEminute % 10;}else if (i == 5){P0 = 0xBF; //显示“”}else if (i == 6){P0 = SEG_CODEsecond / 10;}else if (i == 7){P0 = SEG_CODEsecond % 10;}delay_ms(1);//适当延时,防止闪烁}}//主函数void main(){Timer_Init();while (1){Display();}}```六、实验结果与分析1、实验结果将程序下载到单片机后,数字时钟能够正常运行,准确显示时、分、秒,并且通过按键可以进行时间的调整。
数字时钟的设计实习报告
数字时钟的设计实习报告一、实习目的本次实习旨在通过设计一个数字时钟,使学生掌握数字电路的设计方法,熟悉集成电路的使用,提高对单片机的学习和应用能力,培养学生的软硬件开发能力。
二、实习内容1. 设计一个数字时钟,能够显示时分秒。
2. 掌握数字时钟的设计方法。
3. 熟悉集成电路的使用方法。
4. 培养学习、设计、开发软、硬的能力。
三、实习过程1. 首先,我们对数字时钟的设计进行了需求分析,明确了数字时钟的功能和要求。
数字时钟应能够显示时分秒,采用24小时标准计时制。
2. 接下来,我们进行了数字时钟的设计方案制定。
数字时钟主要由单片机、LED数码管、按键等部分构成。
单片机负责控制整个系统,LED数码管用于显示时间,按键用于调整时间。
3. 然后,我们进行了数字时钟的硬件设计。
我们选择了AT89C52单片机作为核心控制器,6个共阳极的高亮度LED数码管用于显示时间,还选择了两个按键用于调整时间。
4. 在硬件设计的基础上,我们进行了数字时钟的软件设计。
我们编写了程序,使单片机能够控制LED数码管显示时间,并能够通过按键调整时间。
5. 最后,我们对数字时钟进行了测试和调试,确保其功能的正确性和稳定性。
四、实习心得通过本次实习,我们掌握了数字时钟的设计方法,熟悉了集成电路的使用方法,提高了对单片机的学习和应用能力。
我们在设计过程中,学会了如何分析需求、制定方案、设计硬件和软件,并通过测试和调试,确保设计的正确性和稳定性。
此外,我们还学会了如何协作和沟通,提高了团队协作能力。
在设计过程中,我们遇到了很多问题,但通过互相讨论和请教老师,我们逐一解决了问题,取得了实习的成功。
五、实习成果本次实习,我们成功设计了一个数字时钟,能够显示时分秒,并具有时间调整功能。
数字时钟的硬件电路稳定运行,软件程序正确无误。
六、实习展望在今后的学习和工作中,我们将继续深入学习数字电路和单片机的相关知识,提高自己的设计能力和开发水平。
我们还将把在实习中学到的知识和技能应用到实际项目中,为我国电子行业的发展做出贡献。
数字钟设计报告
数字钟设计报告摘要:数字钟作为一种常见的时间显示设备,广泛应用于日常生活中。
本文通过对数字钟设计的研究和分析,提出了一种创新的数字钟设计方案,并对其进行了实验验证。
通过对数字钟的功能、外观、材质等方面进行认真思考和设计,旨在提供一种更加符合现代审美需求的数字钟产品。
1. 引言1.1 背景随着科技的不断发展,数字钟作为一种简单、方便、易于阅读的时间显示设备,已成为人们日常生活中必不可少的物品。
然而,市面上大部分数字钟外观单调、功能单一,很难满足人们对美观、实用性的双重需求。
因此,设计一款具有创新性和美观性的数字钟,具有重要的现实意义。
1.2 目的本文的目的是设计一款新型的数字钟,通过提供更多样化的功能和更美观的外观,满足人们对数字钟的需求。
同时,本文还探索了数字钟的材质选择和细节处理,以提高其整体质感。
2. 功能设计2.1 基本功能数字钟的基本功能是准确、清晰地显示时间。
通过射线会聚显示技术,我们设计了数字钟的显示模块,以确保时间数字的清晰度并提高显示效果。
2.2 智能功能为了提升数字钟的实用性,我们增加了一些智能功能。
数字钟配备了人体感应器,可以感知人们的接近,自动点亮显示屏,提供时间信息。
此外,数字钟还可以与手机连接,同步手机上的时间和闹钟设置。
3. 外观设计3.1 形状设计数字钟的形状设计非常重要,直接影响产品的美观度和视觉效果。
我们采用了简约的方形设计,结合了流线型的曲线,使其外观简洁而不失现代感。
3.2 色彩搭配为了增加数字钟的时尚感,我们采用了黑色和金色的搭配,使整个产品看起来更加高端大气。
数字的显示颜色也可以根据用户的喜好进行切换,以满足用户的个性化需求。
4. 材质选择4.1 外壳材质数字钟的外壳材质对产品的质感和耐用性有着重要影响。
我们选择了优质的钢材作为数字钟的外壳材质,具有良好的防腐性和耐用性。
4.2 显示屏材质数字钟的显示屏材质应保证显示的清晰度和反光性。
我们选用了高透明度的玻璃材质作为数字钟的显示屏,以确保数字的清晰可见。
数字时钟实验报告
数字时钟实验报告一、实验目的本次数字时钟实验的主要目的是设计并实现一个能够准确显示时、分、秒的数字时钟系统,通过该实验,深入理解数字电路的原理和应用,掌握计数器、译码器、显示器等数字电路元件的工作原理和使用方法,提高电路设计和调试的能力。
二、实验原理1、时钟脉冲产生电路时钟脉冲是数字时钟的核心,用于驱动计数器的计数操作。
本实验中,采用石英晶体振荡器产生稳定的高频脉冲信号,经过分频器分频后得到所需的秒脉冲信号。
2、计数器电路计数器用于对时钟脉冲进行计数,分别实现秒、分、时的计数功能。
秒计数器为 60 进制,分计数器和时计数器为 24 进制。
计数器可以由集成计数器芯片(如 74LS160、74LS192 等)构成。
3、译码器电路译码器将计数器的输出编码转换为能够驱动显示器的信号。
常用的译码器芯片有 74LS47(用于驱动共阳数码管)和 74LS48(用于驱动共阴数码管)。
显示器用于显示数字时钟的时、分、秒信息。
可以使用数码管(LED 或 LCD)作为显示元件。
三、实验器材1、集成电路芯片74LS160 十进制计数器芯片若干74LS47 BCD 七段译码器芯片若干74LS00 与非门芯片若干74LS10 三输入与非门芯片若干2、数码管共阳数码管若干3、电阻、电容、晶振等无源元件若干4、面包板、导线、电源等四、实验步骤1、设计电路原理图根据实验原理,使用电路设计软件(如 Protel、Multisim 等)设计数字时钟的电路原理图。
在设计过程中,要合理布局芯片和元件,确保电路连接正确、简洁。
按照设计好的电路原理图,在面包板上搭建实验电路。
在搭建电路时,要注意芯片的引脚排列和连接方式,避免短路和断路。
3、调试电路接通电源,观察数码管是否有显示。
如果数码管没有显示,检查电源连接是否正确,芯片是否插好。
调整时钟脉冲的频率,观察秒计数器的计数是否准确。
如果秒计数器的计数不准确,检查分频器的连接是否正确,晶振的频率是否稳定。
数字时钟课程设计报告
一.设计题目数字时钟仿真设计二.设计目的和要球1)目的掌握数字时钟的工作原理和设计方法,学会用Multisim10软件操作实验内容,掌握设计性试验的实验方法。
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,具有更长的使用寿命,因此得到了广泛的应用。
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序电路。
通过它可以进一步学习和掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理和方法。
2)要求(1)设计一个具有时、分、秒的十进制数字显示的计时器。
(2)具有手动校时、校分的功能。
(3)通过开关能实现小时的十二进制和二十四进制转换。
(4)具有整点报时的功能,应该是每个整点完成相应点数的报时,如3点钟响3声。
三.设计原理1)总体方案设计数字时钟由振荡器、分频器、计数器、译码现实、报时等电路组成。
其中,振荡器和分频器组成标准信号发生器,直接决定计时系统的精度。
由不同进制的计数器、译码器和显示器组成计时系统。
将标准秒信号送入采用六十进制的“秒计数器”,每累计60s就发出一个“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,每累计60min,发出一个“时脉冲”信号,该信号将被送到“时计数器”。
“时计数器”采用二十四进制或十二进制计时器,可实现对一天24h 或12h 的累计。
译码显示电路将“时”、“分”、“秒”计数器的输出状态通过六位七段译码器显示器显示出来,可进行整点报时,计时出现误差时,可以用校时电路校时、校分。
数字时钟的原理框图如图1所示。
2)单元电路设计1.秒脉冲产生电路秒脉冲产生电路用一个1Hz 的秒脉冲时钟信号源代替。
数字电子钟设计报告,完整版
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。
数字钟的设计报告完整版
电子技术课程设计(数电部分)——简易数字钟专业____________姓名____________班级____________学号____________二〇一三年四月基于EDA的简易数字钟设计第一章设计背景与要求 (1)一.设计背景 (1)二.设计要求 (1)第二章系统概述 (1)2.1设计思想与方案选择 (1)2.2各功能块的组成 (2)第三章单元电路设计与分析 (2)3.1各单元电路的选择 (2)3.2基本计时电路子模块的设计及工作原理分析 (3)(1)脉冲发生电路(分频模块) (3)(2)60进制计数器模块 (5)(3)24进制计数器模块 (6)(4)两片60进制计数器和一片24进制计数器联级构成24小时电路 (8)3.3外围子模块电路的设计及工作原理分析 (9)(1)4位显示译码模块 (9)(2)整点报时电路原理及模块设计 (12)(3)校正开关及脉冲按键消抖动处理模块 (14)(4)12小时制与24小时制的切换电路 (15)第四章电路的调试过程 (19)4.1遇到的主要问题 (19)4.2现象原因分析及解决措施及效果 (19)4.3功能的测试方法、步骤,记录的数据 (20)第五章结束语 (20)5.1对设计题目的结论性意见及进一步改进的意向说明 (20)5.2总结设计的收获与体会 (21)参考文献: (21)第一章设计背景与要求一.设计背景在公共场所,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。
二.设计要求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。
最新数字钟实验报告
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。
EDA课程数字钟设计报告(1)
EDA课程数字钟设计报告(1)EDA课程数字钟设计报告一、设计目标:本次设计要求设计一款数字钟,要求具有如下功能:1.计时功能:能够以时、分、秒的形式显示时间,每经过一秒钟就自动更新时间。
2.报时功能:能够在每个整点或半个小时时报时,并具有报时器关闭功能。
3.闹钟功能:设定闹钟时间后,在设定时间到达时自动响铃。
4.指示功能:能够以数字形式指示时间,并能在背景板上对时间进行显示。
二、方案设计:1.硬件设计:本次设计所需器材包括Cyclone IV E FPGA,七段数码管以及电路底板。
Cyclone IV E是英特尔公司推出的第四代Cyclone系列FPGA器件,具有可编程的逻辑元件、存储器单元和DSP功能单元等特点,足以满足本项目所需的复杂性。
七段数码管是一种显示器件,可以用来显示数字和一些字母。
本设计采用了常见的共阳极七段数码管。
电路底板是一个电路板,用于连接各种测试设备并测试控制电路。
2.软件设计:本设计的软件应该被分为以下几个部分来实现:1.时钟模块:该模块负责自动更新钟表,更新范围应该包括时、分、秒的更新。
2.闹钟模块:该模块负责实现闹钟功能,比较当前时间和设定时间,如果相同,则自动响铃。
3.报时模块:该模块负责在每个整点或半个小时时报时,并可自动关闭报时器。
4.数字显示模块:该模块主要用于以数字形式指示时间,并能在背景板上显示时间。
5.用户交互模块:该模块负责接受用户输入,开关闹钟、报时器,并显示设置的时间和状态信息。
三、实现:1. 外部电路该设计采用七段数码管显示时间,其中每个数码管都有8个引脚,分别对应7条段和一个共阳极。
在数字显示时,需要依次将每个数码管复位,并发送相应的数据信号,以显示所需的数字。
数字与LED的亮度控制采用PWM宽度调制技术,可实现手动调节亮暗。
2. 操作流程本设计操作流程为:用户首先输入设定的闹钟时间、关闭报时器的时间间隔及报时器、闹钟等的开启与关闭状态。
系统开始计时并根据所设定的时间执行相应操作。
数字钟课程设计报告
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。
数字钟设计报告总结
数字钟设计报告总结数字钟是一种可以显示时间的电子设备,通常由数字显示屏和控制电路组成。
在本次设计报告总结中,我们将对数字钟的设计过程和关键技术进行总结,以及我们所遇到的问题和解决方案进行归纳和总结。
首先,我们对数字钟的设计进行了需求分析和功能设计。
我们确定了数字钟需要显示小时、分钟和秒钟,并且需要具备时间调整和闹钟功能。
在功能设计上,我们还考虑了数字钟的外观设计和用户操作体验。
通过需求分析和功能设计,我们明确了数字钟的设计目标和功能要求。
其次,我们进行了数字钟的硬件设计和电路设计。
在硬件设计中,我们选择了适合的数字显示屏和控制芯片,并设计了合适的外壳和支架。
在电路设计中,我们设计了稳定的时钟电路和精准的时间调整电路,以确保数字钟的准确性和稳定性。
通过硬件设计和电路设计,我们实现了数字钟的基本功能和性能要求。
接着,我们进行了数字钟的软件设计和程序编写。
在软件设计中,我们编写了显示时间、调整时间和设置闹钟的程序,并进行了用户界面设计和交互设计。
在程序编写中,我们优化了程序的效率和稳定性,以确保数字钟的正常运行和良好体验。
通过软件设计和程序编写,我们实现了数字钟的人性化操作和功能扩展。
最后,我们进行了数字钟的测试和优化。
在测试中,我们对数字钟的显示精度、时间准确性和闹钟响应进行了检测和调试。
在优化中,我们对数字钟的外观、功能和性能进行了改进和完善,以提升数字钟的整体质量和竞争力。
通过测试和优化,我们确保了数字钟的稳定性和可靠性。
总的来说,数字钟的设计报告总结中,我们通过需求分析、硬件设计、软件设计、测试和优化,全面总结了数字钟的设计过程和关键技术。
在设计过程中,我们遇到了一些问题,如电路稳定性、程序效率和外观设计,但通过团队合作和技术攻关,我们成功解决了这些问题。
希望我们的设计报告总结能够对数字钟的设计和研发工作有所启发,也希望能够为数字钟的进一步发展和应用做出贡献。
数字时钟设计实验报告
数字时钟设计实验报告数字时钟设计实验报告引言:在现代社会中,时钟是我们生活中不可或缺的一部分。
无论是在家中、办公室还是在公共场所,我们都可以看到各种各样的时钟。
随着科技的不断发展,数字时钟逐渐取代了传统的指针时钟,成为人们生活中的主流。
本次实验旨在设计一个简单的数字时钟,通过实践来了解数字时钟的原理和工作方式。
一、实验目的本次实验的主要目的是设计一个数字时钟,通过学习数字时钟的原理和工作方式,加深对时钟的理解,并提高对电子电路的实际操作能力。
二、实验原理数字时钟是一种利用数字显示时间的设备,其核心部分是一个时钟芯片和数码管。
时钟芯片负责计时和控制,而数码管则用于显示时间。
时钟芯片通常由晶体振荡器、计数器、分频器和时钟控制电路组成。
三、实验材料和仪器本次实验所需材料和仪器如下:1. 时钟芯片2. 数码管3. 电阻、电容和晶体振荡器4. 电路板和导线5. 电源和示波器四、实验步骤1. 按照电路图连接电路板上的元件,确保连接正确无误。
2. 将时钟芯片插入电路板中,并连接晶体振荡器。
3. 将数码管插入电路板,并连接相应的引脚。
4. 连接电源和示波器,确保电路正常工作。
5. 调节示波器,观察时钟芯片的输出信号。
6. 调试电路,确保数码管能够正确显示时间。
五、实验结果和分析经过调试和测试,我们成功设计出一个简单的数字时钟。
通过示波器观察到时钟芯片的输出信号,可以看到信号的频率和波形变化,进而控制数码管的显示。
数码管能够准确地显示时间,实现了我们的设计目标。
六、实验心得通过本次实验,我对数字时钟的原理和工作方式有了更深入的了解。
通过亲自动手搭建电路,我不仅加深了对电子电路的理解,还提高了对电路调试和故障排除的能力。
此外,我还学会了如何使用示波器观察信号波形,这对我今后的学习和工作都具有重要意义。
结论:本次实验成功设计出一个简单的数字时钟,通过实践加深了对数字时钟的理解和对电子电路的掌握。
通过亲自动手操作,我不仅学到了知识,还培养了动手能力和解决问题的能力。
数字钟设计报告
数字钟设计报告
《数字钟设计报告》
背景
数字钟是一种非常常见的时钟设计,它使用数字显示时间,通常是以小时和分钟的格式。
数字钟在现代生活中扮演着重要的角色,它们可以用于家庭、办公室、商店等各种场所。
设计要求
本设计报告旨在设计一款简洁大方的数字钟,满足以下设计要求:
1. 数字显示清晰,易于辨认。
2. 外观简约大方,适合不同装饰风格的环境。
3. 可靠的时间显示功能,准确显示当前时间。
4. 具备基本的设置功能,如闹钟、定时器等功能。
设计方案
为了满足设计要求,我们采用LED数字显示屏进行时间显示,LED显示屏具有清晰度高、亮度可调、耗电低的优点,非常适合数字钟设计。
外观方面,我们选择简约的方形设计,选用黑色或白色的外壳,配合仿金属的边框,既简约大方又具有现代感。
在功能方面,我们提供基本的时间设置功能,可设定闹钟和定时器,同时具备自动时间校正功能,确保时间的准确性。
设计实施
在实施过程中,我们充分利用现代的数字技术,采用高性能的芯片和电路设计,保证数字钟的稳定性和可靠性。
LED显示屏采用的是高亮度LED灯珠,确保显示效果清晰明亮。
外壳选择了优质的ABS塑料材料,既坚固耐用又轻便易携带。
在功能实施上,我们特别设计了简单易懂的操作界面,用户可以轻松完成时间设置和功能调整,符合现代用户对便捷操作的需求。
结论
通过本次设计,我们成功设计出一款符合现代生活需求的数字钟。
其采用LED显示屏和简约大方的外观设计,不仅能满足时间显示功能的需求,还能提升用户的生活品质。
我们相信这款数字钟将在市场上获得良好的反响,并为用户带来便利和舒适的使用体验。
数字钟设计报告总结
数字钟设计报告总结一、引言数字钟已经成为了现代人生活中必不可少的一部分,其重要性在于它能够准确地显示时间,并且以一种美观、简洁的方式展现给人们。
基于此,我们小组在老师的指导下开展了数字钟的设计项目。
本报告旨在总结我们小组的设计过程、经验和教训,以及对设计结果进行评价和展望。
二、设计过程在设计数字钟的过程中,我们小组首先进行了研究和调研。
我们了解了市场上各种数字钟的类型、样式、价格等情况,并根据用户需求进行了调查。
随着深入研究,我们逐步明确了数字钟的设计目标和要求,包括:准确、简洁、美观、易用、低成本等。
接着,我们开始进行数字钟的结构设计和功能设计。
我们通过CAD软件进行绘图和模拟,确定了数字钟的整体大小、形状、显示屏、时针分针等结构要素。
同时,我们根据用户需求和市场情况,确定了数字钟的各项功能,如定时、闹钟、温度、湿度等。
我们通过芯片、传感器、显示器等电子元器件的选择和组合,实现了数字钟各项功能的设计和调试。
在设计过程中,我们还注重数字钟的电路板设计、耐用性设计、安全设计等方面,提高了数字钟的质量和可靠性。
三、经验与教训在数字钟设计的过程中,我们小组积累了许多宝贵的经验,也从中吸取了教训。
我们发现,良好的组织协作是数字钟设计成功的重要保障。
在设计过程中,我们要通过分工合作、沟通协调、查漏补缺等方式,互相支持和配合。
同时,我们在设计过程中也遇到了一些困难和挑战,如电子元器件的选择、电路板的设计、兼容性的保证等。
面对这些问题,我们认真查阅资料、讨论解决方案、与老师请教等,最终解决了这些问题。
四、设计评价通过数字钟的实际制作和测试,我们小组确信我们的设计取得了较为成功的成果。
我们的数字钟准确度高、显示清晰、操作方便、功能齐全、外形美观等。
此外,我们还考虑到数字钟的市场价值和竞争情况,将成本控制在了合理的范围之内。
因此,我们小组的数字钟设计在未来也有很大的发展前景和商业价值。
五、展望数字钟的设计是一个充满挑战和创新的过程,我们小组在设计过程中遇到了一些问题和困难,但通过努力和合作,克服了这些难关。
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。
数字电子钟的设计报告
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。
数字时钟设计实验报告
数字时钟设计实验报告一、实验目的本次数字时钟设计实验的主要目的是通过运用数字电路的知识和技能,设计并实现一个能够准确显示时、分、秒的数字时钟。
通过这个实验,加深对数字电路中计数器、译码器、显示器等基本组件的理解和运用,提高电路设计和调试的能力。
二、实验原理数字时钟的基本原理是通过对时钟信号进行计数和分频,将时间信息转换为数字信号,并通过译码器和显示器进行显示。
1、时钟信号产生通常使用石英晶体振荡器产生稳定的高频时钟信号,然后通过分频电路将其分频为适合计数的低频信号,如 1Hz 信号用于秒的计数。
2、计数器使用二进制计数器对时钟信号进行计数,分别实现秒、分、时的计数。
秒计数器满60 向分计数器进位,分计数器满60 向时计数器进位。
3、译码器将计数器输出的二进制编码转换为能够驱动显示器的信号,如七段数码管译码器。
4、显示器使用七段数码管或液晶显示器来显示时、分、秒的数字信息。
三、实验器材1、数字电路实验箱2、集成电路芯片:计数器芯片(如 74LS160)、译码器芯片(如74LS47)、与非门芯片(如 74LS00)等3、七段数码管4、电阻、电容、导线等四、实验步骤1、设计电路原理图根据实验原理,使用数字电路设计软件(如 Protel)或手绘的方式设计出数字时钟的电路原理图。
在设计过程中,要合理安排芯片的布局和连线,确保电路的正确性和稳定性。
2、芯片选择与引脚连接根据电路原理图,选择合适的集成电路芯片,并按照芯片的引脚功能进行正确的连接。
在连接过程中,要注意引脚的极性和连接的可靠性,避免虚焊和短路。
3、电路搭建与调试将连接好的芯片和元器件安装在数字电路实验箱上,按照电路原理图进行布线。
接通电源后,使用示波器和逻辑分析仪等工具对电路的各个节点进行测试和调试,观察时钟信号、计数器输出、译码器输出等是否正常。
4、故障排除如果电路出现故障,如数码管不显示、显示错误、计数不准确等,要根据故障现象进行分析和排查。
数字时钟设计报告
数字时钟设计报告数字时钟是一种可以显示时间的电子设备。
它可以显示小时、分钟和秒,并且可以按照24小时或12小时的格式显示时间。
数字时钟常常在家庭、办公室和公共场所等地方使用,其设计需要考虑到易用性、精度、可靠性和美观性等方面。
本报告将介绍数字时钟的设计,包括设计目的、设计思路、硬件设计和软件设计,以及测试结果和最终设计的优缺点等方面。
设计目的设计一个数字时钟,以满足以下需求:1. 精度高:时钟需要准确地显示时间,并且保持时间的精度。
2. 易使用:时钟需要简单易用,按钮操作简单明了。
3. 显示美观:时钟需要提供清晰明亮的数字显示,以及美观的外观设计。
4. 可靠性高:时钟需要具有稳定的电路设计,防止电路失效或出现故障的情况。
5. 低功耗:时钟需要具有低功耗的特点,以便延长电池寿命或减少电费开支。
设计思路数字时钟的设计需要考虑到硬件和软件两个方面。
硬件方面需要设计电路板、显示屏、时钟芯片、电源等部分,软件方面需要编写程序代码,以便控制电路板上的各模块进行工作。
我们的设计思路如下:1. 硬件设计显示屏:我们选择了四位共阴数码管,可以清晰地显示小时、分钟和秒。
驱动芯片:我们使用了MAX7219芯片来驱动数码管显示,该芯片可以提供高亮度输出、扫描控制以及LED引脚等功能。
时钟芯片:我们使用DS1302时钟芯片来保存和更新时间,该芯片可以提供秒计时、闹钟、电压监测等功能。
按钮:我们设置了四个按钮来控制时间的调整和闹钟的设置,方便用户使用。
2. 软件设计我们使用了Arduino开发板来实现数字时钟的控制程序,程序主要包括以下功能:1. 时钟控制:程序通过DS1302时钟芯片获取当前时间并将其显示在数码管上,同时每秒钟更新一次时间。
2. 时钟调整:用户可以通过按下按钮来调整小时、分钟和秒数,并将修改后的时间保存在DS1302芯片中。
3. 闹铃控制:用户可以通过按下按钮来设置闹铃时间,并在闹铃时间到达时启动蜂鸣器进行提示。
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设计要求(1)稳定的显示时、分、秒(要求24小时为一个计时周期);(2)当电路发生走时误差时,要求电路有校时功能;(3)电路有整点报时功能。
报时声响为四低一高,最后一响高音正好为整点。
设计原理及框图根据题目要求,数字时钟主要由以下6个模块构成:振荡器、秒计时电路、分计时电路、小时计时电路、校时电路和整点报时电路。
但考虑到设计的完善,我组在设计时增加了两项拓展功能:小时计时电路的24进制与12进制转换和星期计时电路。
增加拓展功能后,系统结构大致如下图所示:图1 设计原理框图器件说明开关S1 1只单刀双掷开关S2,S3,S4,S5 4只电阻43 1只电阻50 1只电容10u 1只电容10u 1只导线若干设计过程为保证各模块功能的实现,我组采用分块设计的方法,即先分别设计好各模块,然后进行整体连接。
具体过程如下:1.振荡器振荡器是数字时钟的脉冲信号来源,其工作稳定程度及频率精确程度决定了数字时钟计时的准确程度。
基于此种考虑,我组采用555定时器。
该电路使用灵活、方便,只需接少量的阻容元件就可以构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器,故广泛应用于信号的产生、变换、控制与检测。
其内部电路结构及功能表如下:图2 555定时器内部电路结构图表2 555定时器功能表复位端DR高电平触发端U11低电平触发端U12放电三极管VT D输出端U O0 ××导通01 >2/3V CC >1/3V CC 导通01 <2/3V CC >1/3V CC 不变不变1 >2/3V CC <1/3V CC 截止 11 <2/3V CC <1/3V CC 截止 1图3 多谐振荡器Multisim仿真电路图2.分秒计时电路由于分秒计时电路均为60进制,其设计原理一致,故一并介绍。
为使设计电路尽量简单,我组没有使用十六进制计数器74LS161,而是使用十进制计数器74LS160。
此芯片为8421编码的十进制加法计数器,具有异步清零、同步置数功能,且其输出端能直接与数码管相连接,在设计60进制分秒计时电路时较74161更为方便。
其引脚排列图及功能表如下:图4 74160引脚排列图VCC5VU32LM555CMGND1DIS7OUT3RST4VCC8THR6CON5TRI2R343?R550?C310uFC410uF3VCC21表3 74160功能表我组采用反馈置数法来实现六十进制计数器。
首先采用并行进位方式将两片74LS160级联成100进制计数器,然后将电路的59状态(01011001状态)作为置数信号同时加到两片74LS160的置数端上,从而得到六十进制计数器,即分秒计时电路。
其电路设计原理图如下:图5 分秒计时电路Q3 Q2 Q1 Q0741LS160EP ET C LD ’ CR ’ CP Q3 Q2 Q1 Q0741LS160EP ET C LD ’ CR ’ CP&1Key = Space图6 分秒计时电路Multisim仿真电路图3.小时计时电路我组将小时计时电路设计成可在12进制与24进制之间转换的模式,仍使用74LS160芯片并通过反馈置数法来实现其设计。
首先仍采用并行进位方式将两片74LS160级联成100进制计数器。
在实现24进制时,将电路的23状态(00100011状态)作为置数信号同时加到两片74LS160的置数端上;在实现12进制时,将电路的11状态(00010001状态)作为置数信号同时加到两片74LS160的置数端上。
12进制与24进制之间的转换通过一个单刀双掷开关手动实现。
其电路设计原理图如下:图7 小时计时电路Key = Space图8 小时计时电路Multisim仿真电路图4.星期计时电路星期计时电路为七进制计数器,只需使用一片74LS160芯片,此电路通过反馈置数法来实现其设计:将电路的6状态(0110状态)作为置数信号加到74LS160的置数端。
在此设计中,我组以数字“0”表示星期日。
其电路设计原理图如下:图9 星期计时电路DCD_HEX5V图10 星期计时电路Multisim仿真电路图5.校时电路考虑到大众对秒的要求较低,故我组未设计秒校时电路。
所谓校时,就是在时间不准时手动改变至所需时间。
我组的实现方法是对需要进行校时的电路切换至另一个脉冲信号。
此信号可以由另外的信号发生电路提供,也可以由时钟本身的振荡器提供。
当电路接收到相应的信号时对应的计时电路即记一次数,直至数码管显示出需要的时间。
其具体实现方法大致有二。
第一种方法采用逻辑门进行切换:当Q=1时,校时信号传到计数器的时钟信号端,此时计时信号被封锁而进行校时工作;当Q=0时,计时信号传到计数器的时钟信号端,此时校时信号被封锁而进行计时工作。
第二种方法采用单刀双掷开关进行切换:开关的一个选择端接校时信号,另一个选择端接计时信号。
两种方法进行比较可知:第一种比较精确,但也比较复杂;第二种精度稍欠,但设计简单明了。
本题对精度并没有过多要求,故我组采用第二种方法,其Multisim仿真电路已在图6、图8、图10中体现,详见以上各图。
6.整点报时电路根据本题对整点报时电路的要求,我组在分显示59,秒分别显示51、53、55、57、59时进行报时工作,产生前四低后一高的报时效果。
为满足测试需要,我组以小绿灯发光代表发出低声,以小红灯发光代表发出高声。
其设计过程如下:首先列真值表如下:由卡诺图化简可得 L=D’A,H=DC’B’A。
按以上结果设计的报时电路Multisim仿真图如下:图13 报时电路Multisim仿真电路图仿真调试过程在设计过程中,我组遇到的主要问题及解决方案如下:1.在设计时分秒计时电路时,我组起初采用的是反馈清零法,但在完成后进行仿真时发现,各计时电路在显示时都会出现最后的清零信号,即小时计时器在24进制时会显示24,12进制时会显示12,分秒计时器会显示60。
这种现象在时钟的设计中很不合理,故我组决定采用反馈置数法取代反馈清零法。
重新设计之后,此问题得到有效解决。
故之后设计星期计时电路时,我组便直接采用了反馈置数法。
2.在设计报时电路时,由于我组起初采用的是反馈清零法,故设计为在分显示59,秒分别显示56、57、58、59、60时进行报时工作,产生前四低后一高的报时效果。
但在完成后进行仿真时发现,在56信号来到时,开始发出低声,但没有间断地一直响到59结束,之后发出高声。
这种现象在时钟的设计中仍然很不合理,故我组更改设计为在分显示59,秒分别显示51、53、55、57、59时进行报时工作,产生前四低后一高的报时效果。
重新设计之后,报时工作正常进行,此问题得到有效解决。
收音机原理及焊接调试1.收音机原理本次实习中使用的是中夏牌S 6 6E型收音机,它采用的是典型六管超外差式电路,其各部分工作原理如下:(1)输入调谐电路输入调谐电路由双连可变电容器的CA和T 1的初级线圈Lab组成,是一并联谐振电路,T l是磁性天线线圈,从天线接收进来的高频信号,通过输入调谐电路的谐振选出需要的电台信号,电台信号频率是f=l/2πLabCA,当改变CA 时,就能收到不同频率的电台信号。
(2)变频电路本机振荡和混频合起来称为变频电路。
变频电路是以VT l为中心,它的作用是把通过输入调谐电路收到的不同频率电台信号(高频信号)变换成固定的465KHz的中频信号。
VT l、T2、CB等元件组成本机振荡电路,它的任务是产生一个比输入信号频率高465 KHz的等幅高频振荡信号。
由于C l对高频信号相当短路,T l的次级Lcd的电感量又很小,对高频信号提供了通路,所以本机振荡电路是共基极电路,振荡频率由T2、cB控制,CB是双连电容器的另一连,调节它以改变本机振荡频率。
T2是振荡线圈,其初次绕在同一磁芯上,它们把VT 1的等电极输出的放大了的振荡信号以正反馈的形式耦合到振荡回路,本机振荡的电压由T2的初级的抽头引出,通过C2耦合到VT 1的发射极上。
混频电路由VT l、T3的初级线圈等组成,是共发射极电路。
其工作过程是:(磁性天线接收的电台信号)通过输入调谐电路接收到的电台信号,通过Tl的次级线圈Lcd送到VT l的基极,本机振荡信号又通过C2送到VT l和发射极,两种频率的信号在T 1中进行混频,由于晶体三极管的非线性作用,混合的结果产生各种频率的信号,其中有一种是本机振荡频率和电台频率的差等于465KHz的信号,这就是中频信号。
混频电路的负载是中频变压器,T3的初级线圈和内部电容组成的并联谐振电路,它的谐振频率是465KHz,可以把465KHz的中频信号从多种频率的信号中选择出来,并通过T3的次级线圈耦合到下一级去,而其它信号几乎被滤掉。
(3)中频放大电路它主要由VT2、VT3组成的两级中频放大器。
第一中放电路中的VT2负载是中频变压器T4和内部电容组成,它们构成并联谐振电路,谐振频率是465KHz,与前面介绍的直放式收音机相比,超外差式收音机灵敏度和选择性都提高了许多,主要原因是有了中频放大电路,它比高频信号更容易调谐和放大。
(4)检波和自动增益控制电路中频信号经一级中频放大器充分放大后由T4耦合到检波管VT3,VT3既起放大作用,又是检波管,VT3构成的三极管检波电路,这种电路检波效率高,有较强的自动增益控制(AGC)作用。
AGC控制电压通过R3加到VT2的基极,其控制过程是:外信号电压↑→Vb3↑—Ib3↑→Ic3↑→Vc3↓通过R3 Vb2↓→Ib2↓→Ic2↓→外信号电压↓检波级的主要任务是把中频调幅信号还原成音频信号,C4、C5起滤去残余的中频成分的作用。
(5)前置低放电路检波滤波后的音频信号由电位器RP送到前置低放管VT4,经过低放可将音频信号电压放大几十到几百倍,但是音频信号经过放大后带负载能力还很差,不能直接推动扬声器工作,还需进行功率放大。
旋转电位器RP可以改变VT4的基极对地的信号电压的大小,可达到控制音量的目的。
(6)功率放大器(OTL电路)功率放大器的任务是不仅要输出较大的电压,而且能够输出较大的电流。
本电路采用无输出变压器功率放大器,可以消除输出变压器引起的失真和损耗,频率特性好,还可以减小放大器的体积和重量。
VT5、VT6组成同类型晶体管的推挽电路,R7、R8和R9、R10分别是VT5、VT6的偏量电阻。
变压器T5做倒相耦合,C9是隔直电容,也是耦合电容。
为了减少低频失真,电容C9选得越大越好。
无输出变压器的功率放大器的输出阻抗低,可以直接推动扬声器工作。
2.收音机焊接及调试焊接时严格按照原理图进行焊接,各元件焊接无误。
但测试时发现,时而有声时而无声。
判断是接触不良,故重新检查并处理各焊点。
经处理收音机工作基本正常。