旋转时钟广告屏课程设计
旋转时钟广告屏
摘要
旋转LED显示是利用机械转动动态扫描代替传统逐行扫描方式，显示屏其实质就是与机械转动配合起来的动态扫描显示技术。本设计利用高速旋转中控制LED灯的亮灭，进行文字和时间的显示，控制器采用STC89C52单片机，借助人的视觉暂留效果，通过led灯的机械扫描方式来显示字符和时间。单片机控制各个led灯在旋转平面上相应的位置上点亮，但由于人的视觉暂留，会误认为每个点都是同时点亮的。LED旋转时钟广告屏正主要包括单片机STC89C52 、直流电机、LED灯、光电耦合器件等。旋转时钟的主要特点就是结构新颖，效果奇特，加入了现代科技的元素，利用人眼的视觉暂留特性，用单片机作为主控芯片，采用电机带动发光二极管高速旋转，光电耦合器进行定位，显示效果个性、新颖，并且节省空间和材料。
关键词：旋转时钟广告屏，视觉暂留，光电耦合器定位，动态扫描显示
目录
前言 (1)
第1章LED旋转钟原理 (2)
1.1 视觉暂留原理 (2)
1.2 显示原理 (2)
第2章系统硬件电路设计 (3)
2.1 硬件选型 (3)
2.2 系统硬件电路设计 (4)
2.2.1 系统硬件框图 (4)
2.2.2 系统硬件电路原理图 (4)
2.2.3 主控单元模块 (5)
2.2.4 电机模块 (8)
2.2.5 光电耦合模块 (9)
2.2.6 电源模块 (10)
第3章系统程序的设计 (11)
3.1 系统程序流程图 (11)
3.2 C语言介绍 (12)
第4章硬件的焊接与检查 (14)
4.1 晶振短路 (14)
4.2 导线断路 (14)
4.3 漆包线短路 (14)
结论 (15)
谢辞 (16)
参考文献 (17)
前言
当今时代是一个新技术层出不穷的时代，在电子领域尤其是自动化智能控制领域，传统的分立元件或数字逻辑电路构成的控制系统，正以前所未有的速度被单片机智能控制系统所取代。单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点，可以说，智能控制与自动控制的核心就是单片机。
单片机技术如火如荼，蓬勃发展，其电子产品如雨后春笋地出现，正潮水般的涌入各个领域。其电子产品以灵敏、结构简单易制、成本低、可靠性强等优点迅速占领电子市场，给人们生活带来了极大的方便，深受人们的青睐。
在现在诸多的娱乐场所，都可以看到各式各样的广告流水灯。其实就是将一系列的有颜色的发光二极管连在一起，然后令这些灯按一定的次序逐个或者几个的依次点亮或熄灭。现在的LED显示屏的发光器件主要采用LED平板模块，器件数量多，成本高，而本文给出了一种新型的旋转LED显示，以旋转显示代替逐行扫描，大大降低了成本，而且形式新颖。
在学习了《单片机原理》与《计算机控制与应用》后，我开始将理论学习与实践相结合，逐步完成了一些系统的设计与制作。为了实现用单片机对旋转时钟广告屏进行控制，我先画出流程图、接线图，然后着手进行编程，最后做出实物进行调试与完善。
随着单片机技术、高亮发光二极管制造技术和高速稳定电机制造技术的发展，这种千奇百怪、创意无限的电子旋转时钟广告屏必将走进人们的日常生活中。
第1章LED旋转钟原理
1.1 视觉暂留原理
人眼在观察景物时，光信号传入大脑神经，需经过一段短暂的时间，光的作用结束后，视觉形象并不立即消失，这种残留的视觉称“后像”，视觉的这一现象则被称为“视觉暂留”，是光对视网膜所产生的视觉在光停止作用后，仍保留一段时间的现象，其具体应用是电影的拍摄和放映。原因是由视神经的反应速度造成的.其时值是二十四分之一秒。是动画、电影等视觉媒体形成和传播的根据。
视觉实际上是靠眼睛的晶状体成像，感光细胞感光，并且将光信号转换为神经电流，传回大脑引起人体视觉。感光细胞的感光是靠一些感光色素，感光色素的形成是需要一定时间的，这就形成了视觉暂停的机理。
视觉暂留现象首先被中国人发现，走马灯便是据历史记载中最早的视觉暂留运用。宋时已有走马灯，当时称“马骑灯”。随后法国人保罗·罗盖在1828年发明了留影盘，它是一个被绳子在两面穿过的圆盘。盘的一个面画了一只鸟，另一面画了一个空笼子。当圆盘旋转时，鸟在笼子里出现了。这证明了当眼睛看到一系列图像时，它一次保留一个图像。
物体在快速运动时, 当人眼所看到的影像消失后，人眼仍能继续保留其影像0.1-0.4秒左右的图像，这种现象被称为视觉暂留现象。是人眼具有的一种性质。人眼观看物体时，成像于视网膜上，并由视神经输入人脑，感觉到物体的像。但当物体移去时，视神经对物体的印象不会立即消失，而要延续0.1 -0.4秒秒的时间，人眼的这种性质被称为“眼睛的视觉暂留”。
1.2 显示原理
旋转时钟是利用视觉暂留效应设计出来的，物体在快速运动时, 当人眼所看到的影像消失后，人眼仍能继续保留其影像0.1-0.4秒左右的图像，这种现象被称为视觉暂留现象。假设我们设定我们的眼睛的暂留时间是0.4秒，如果我们的16个LED旋转一周的时间快过0.4秒，那么我们看到的图像就是这一列LED在各个位置显示的图像的叠加那么我们就可以得到一个累加的图像效果了。
第2章系统硬件电路设计
2.1 硬件选型
系统的硬件部分主要有单片机STC89C52及最小系统，电机光电耦合器测速定位系统及LED显示部分组成。
控制系统的设定、测速定位系统各项数据的采集以及根据采集到得数据来调节系统的功能由单片机完成。STC89C52RC/RD+系列单片机是STC mirco推出的新一代超强抗干扰/高速/低功耗的单片机，指令代码完全兼容传统8051 单片机，12 时钟/机器周期和6时钟/机器周期可任意选择，最新的D版本内部集成MAX810专用复位电路。所以，本设计采用STC89C52芯片作为系统的主控单元。
光电耦合器是用来测定电机转速，根据转速来定扫描时间。对射式U型槽光耦管具有响应块，驱动简单，容易安装，易于与单片机通信等特点，所以，本设计采用ITR8105槽型光电传感器。
电机用来带动旋转板以一定的速度旋转，本设计中电机不需要很高的速度和精度，所以选用直流无刷电机EC1230-0625，简单方便。
LED显示部分是通过电机带动高速旋转利用人眼的视觉暂留特性来呈现文字的。由于LED灯和其他部件都集中焊接在旋转板上，为减少板子重量并节约板子空间，LED灯和电阻都选择贴片式的，电阻阻值为1K。
2.2 系统硬件电路设计
2.2.1 系统硬件框图
图2-1 系统硬件框图
2.2.2 系统硬件电路原理图
Led 旋转时钟广告屏正主要包括单片机STC89C52 、直流电机、LED 灯、光电耦合器件等,用单片机作为主控芯片，采用电机带动发光二极管高速旋转，光电耦合器进行定位。
图2-2 89C51系统电路原理图
单片机STC 89C 52
5V 电源
LED 显示
直流电机
光电耦合器
6V 电源
2.2.3主控单元模块
此次设计主要采用宏晶科技的STC89C52RC单片机为主控单元。
STC89C52RC的芯片管脚图如图2-3所示：
图2-3 STC89C52RC的芯片管脚图
1、一个8位的微处理器。
2、片内数据存储器RAM，用以存放可以读/写的数据，如运算的中间结果、最终结果以显示的数据等。
3、片内程序存储器ROM/EPROM，用以存放程序、一些原始数据和表格；
4、四个8位并行I/O接口P0～P3，每个口可以用作输入，也可以用作输出；
5、两个（或三个）定时器/计数器，每个定时器/计数器都可以设置成计数方式，用以对外部事件进行计数，也可以设置成定时方式，并可以根据计数或定时的结果实现计算机控制。
6、五（或六）个中断源的中断控制系统。
7、一个全双工UART接口（通用异步接收发送器）的串行I/O，用于实现单片机之间或单片机与微机之间的串行通信。
8、片内振荡器和时钟产生电路，但石英晶体和微调电容须要外接。可以看出STC89C52RC系列单片机也是一款功能强大的单片机。
特点：
● 1.增强型6时钟/机器周期，12时钟/机器周期8051CPU。
● 2.工作电压：5.5V-3.4V（5V单片机)/3.8V-2.0V（3V单片机）。
● 3.工作频率范围：0-40MHz，相当于普通8051的0-80MHz，实际工作频率可达48MHz。
● 4.用户应用程序空间4K/8K/13K/16K/20K/32K/64K字节。
● 5.片上集成1280字节/512字节RAM。
● 6.通用I/O口（32/36个），复位后为：P1/P2/P3/P4是准双向口/弱上拉，P0口是开路输出，作为总线扩展用时，不加上拉电阻，作为I/O口用时，需加上拉电阻。
● 7.ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器/仿真器，可通过串口(P3.0/P3.1)直接下载用户程序，8K程序3秒即可完成一片。
● 8.EEPROM功能。
● 9.看门狗。
● 10.内部集成MAX810专用复位电路(D版才有)，外部晶体20M以下时，可省外部复位电路。
● 11.共3个16位定时器/计数器，其中定时器0还可以当成2个8位定时器使用。
● 12.外部中断4路：下降沿中断或低电平触发中断，Power Down模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒。
● 13.通用异步串行口（UART），还可用定时器软件实现多个UART。
● 14.封装：LQFP-44，PDIP-40，PLCC-44，PQFP-44。
引脚功能说明：
VCC——电源电压
GND——地
P0口——P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口，也即地址/数据总线复用口。作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动8个TTL逻辑门电路，对端口P0写“1”时，可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上
拉电阻。在FLASH编程时，P0口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接“上拉电阻”。
P1口——P1口是一个内部带上拉电阻的8位双向I/O口，P1的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输出口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。
P1.0和P1.1的第二功能：
P1.0 T2（定时/计数器2外部计数脉冲输入），时钟输出
P1.1 T2EX（定时/计数2捕获/重装载触发和方向控制）
P2口——P2是一个内部带上拉电阻的8位双向I/O口，P2的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口P2写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器（例如执行MOVX@DPTR指令）时，P2口送出高8位地址数据。在访问8位地址的外部数据存储器（如执行MOVX@RI指令）时，P2口输出P2锁存器的内容。
FLASH编程或校验时，P2亦接收高位地址和一些控制信号。
P3口——P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O口。P3口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对P3口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。此时，被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流。
P3口除了作为一般的I/O口线外，更重要的用途是它的第二功能，如下所示：
P3.0 RXD(串行输入口)
P3.1 TXD(串行输出口)
P3.2 INTO(外中断0)
P3.3 INT1(外中断1)
P3.4 TO(定时/计数器0)
P3.5 T1(定时/计数器1)
P3.6 WR(外部数据存储器写选通信号)
P3.7 RD(外部数据存储器读选通信号)
此外，P3口还接收一些用于FLASH闪存编程和程序校验的控制信号。
RST——复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将是单片机复位。
ALE/PROG——当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。一般情况下，ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。对FLASH存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG）。如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH单元的D0位置位，可禁止ALE操作。D0置位后，只有一条MOVX和MOVC指令才能将ALE激活。此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE禁止位无效。
PSEN——程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当STC89C52由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN有效，即输出两个脉冲，在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次PSEN信号。
EA/VPP——外部访问允许，欲使CPU访问外部程序存储器（地址
0000H-FFFFH），EA端必需保持低电平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被编程，复位时内部会锁存EA端状态。如EA端为高电平（接VCC端），CPU则执行内部程序存储器的指令。 FLASH存储器编程时，该引脚加上+12V的编程允许电源VPP，当然这必须是该器件是使用12V编程电压VPP。
STC89C52RC/RD+系列单片机是STC mirco推出的新一代超强抗干扰/高速/低功耗的单片机，指令代码完全兼容传统8051 单片机，12 时钟/机器周期和6时钟/机器周期可任意选择，最新的D版本内部集成MAX810专用复位电路。
2.2.4电机模块
杯形绕组电机EC1230_Φ12mm定子绕组采用杯形绕组，无齿槽效应，转矩波动极小，高性能稀土钕铁硼磁钢，功率密度极高，额定输出功率高达8W，全铝合金外壳，散热更好，温升更低进口品牌滚珠轴承，高寿命保证，可达20000
小时新颖的端盖机身组合结构，保证安装精度，无霍尔传感器设计，适用于电动工具、医疗器械、伺服控制等多种场合。
电动工具用无刷直流电机12mm/6V/4mNm的详细描述：
产品类型：无刷直流电动机
型号：EC1230-0625
额定功率：0.008（kW）W
额定电压：6（V）V
额定电流：1.95（A） A
额定转速：20625（rpm）rpm
额定转矩：0.004（NM）NM
外形尺寸：D12*30（mm）mm
产品认证：ISO9001
适用范围：电动工具,玩具,医疗器械
效率：72 %
2.2.5光电耦合模块
图2-4 光电耦合管原理图
如图所示，对射式U型槽光耦管具有响应块，驱动简单，容易安装，易于与单片机通信等特点。上电之后光耦的光敏三极管的集电极输出低电平，当有物体挡住了光敏三极管的红外光线时，光敏三极管的集电极和发射极处于高阻态，所以集电极输出高电平，当光敏三极管再次感应到红外光源时，集电极再次输出低电平，从而给单片机一个中断信号。
产品详细说明:
槽式光电开关通常是U型结构，其发射器和接收器分别位于U型槽的两边，并形成一光轴，当被检测物体经过U型槽且阻断光轴时，光电开关就产生了检测到的开关量信号。槽式光电开关比较安全可靠的适合检测高速变化，分辨透明与半透明物体。
表2-1 ITR8105参数
产品类型复印机，打印机，传真机，自动售票机品牌/商标Everlight亿光型号/规格ITR-8105 结构光电开关
封装形式直插型封装材料塑料封装
功率特性中功率频率特性高频
发光颜色红外LED封装红外感应
出光面特征侧向管发光强度角分布标准型
最高反向电压VR 5（V）正向直流电流IF 20（mA）
ITR8105(光电对管/槽型光电传感器/对射式光电开关/U型光耦）参数：类别：传感器
检测距离：2.6mm
输出配置：晶体管
正向电压：1.2v*1.6v
反向电流：10uA
波长：940nm
响应时间：20us
电流-集电极（Ic）最大：20mA
安装类型：通孔
工作温度：-25~+85
标准包装：150pcs/包
2.2.6电源模块
任何电路都离不开电源部分，单片机也不例外，而且我们应该高度重视电源部分，不能因为电源部分电路比较简单而有所忽略，其实有将近一半的故障或制作失败都和电源有关，电源部分做好才能保证电路的正常工作。
我们通过外接6v电压电源来进行供电模块供电，供电机旋转。
第3章系统程序的设计
3.1 系统程序流程图
系统上电
显示：陈伟娜
02号课程设计
初始化电机转动否
延时3秒？
是
显示：电气工程
否与自动化系
是否转动一周
是否
延时3秒？
外部零中断是
计数系统定位显示：电子时钟
时：分：秒
否时间处理延时3秒？
是
图3-1 系统程序流程图
3.2 C语言介绍
C语言是一种通用的计算机程序设计语言，在单片机开发中得到了越来越广泛的应用，C语言具有以下的几个特点：
(1) 语言简洁，使用灵活
C语言是现在程序设计中规模最小的语言之一，而小的语言体系通常能设计出比较好程序，C语言的书写形式比较自由，表示方法简洁，使用相对简单的方法就可以构造出相当复杂的数据类型和程序结果。
(2) 可移植性好
汇编语言完全依赖于机器硬件，不同的机器，汇编语言是不一样的，因而不具备可移植性。而C语言通过编译来得到可执行代码，不同机器上的C语言编译程序80%的代码是公共的，其编译程序便于移植。在一种机器上使用的C语言程序，不加修改或稍加修改就可以移植到另一种机器上。
(3) 表达能力强
C语言具有丰富的数据结构和多种运算符，可以根据需要采用整型、实型、字符型、数组类型、指针类型等。C语言具有多种运算符，灵活使用各种运算符可以实现其他高级语言难以实现的运算。
(4) 表达方式灵活
C语言可以采用多种方法来获得表达式的值，使得开发人员在程序开发中有更大的灵活性。C语言的语法规则不太严格，程序设计的自由度比较大，程序的书写格式比较灵活、方便和实用。
(5) 可进行结构化程序设计
各种C语言编译器都提供了一个函数库，其中包含了许多标准函数，C语言程序可以由多个函数组成，一个函数相当于一个程序模块，因而使用c语可以很容易进行结构化的程序设计。
(6) 可以直接操作计算机硬件
C语言具有直接访问机器物理地址的能力，很多C5l编译器可以直接操8051单片机的内部特殊功能寄存器和I/O口，并直接访问片内或片外存储器，还可以执行各种位操作。
(7) 生成的目标代码质量高
用C语言编写的程序生成代码的效率仅比用汇编语言编写的程序低10%到20%，而且大部分C5l编译器能够产生形式简洁、效率极高的程序代码。
C语言具有丰富的函数库，包含100多种功能数，为用户编程提供了极大的方便，而且，C语言程序可以和汇编语言接口，二者之间的相互调用十分方便。
鉴于C语言编程简洁方便，本次课程设计使用C语言进行编程。
第4章硬件的焊接与检查
4.1 晶振短路
万用板上插孔之间有的已经通过锡导通，在焊接时没有用电烙铁把锡挑掉，造成晶振短路，还好发现及时，并没有造成严重后果。
4.2 导线断路
由于我们制造的旋转LED主板要在上面旋转，使得我们必须要尽可能的将主板的面积、宽度减小，所以我们画的导线不是很粗，经过腐蚀之后常常检测有短路的地方。花了一点时间还是一一解决了。
4.3 漆包线短路
在电源供电部分和主板各个芯片都检测完无误后发现，主板转的挺好，但是电源供不上来，查找很久才发现在固定漆包线时不小心将漆包线的绝缘层给破坏了，而导致与主板电路发生短路，在无奈之下只得换了漆包线，用了新的漆包线，最终成功实现了旋转时钟广告屏的显示。
结论
经历了一周的奋战，紧张而又充实的旋转时钟广告屏的课程设计终于落下了帷幕。回想这段日子的经历，感慨万千，这次课程设计过程中，有苦有甜，留下了难忘的回忆。
在制作过程中遇到困难时，通过上网查资料，自己修改程序，调试硬件，也有找同学帮忙，问老师，在大家的努力下，困难一个接一个解决了，作品也慢慢成型了。
脚踏实地，认真严谨，实事求是的学习态度，不怕困难，坚持不懈，吃苦耐劳的精神是我在这次设计中最大的收益，这是一次意志的磨练，也是对我C语言编程能力和动手实践能力的一次提升。
当然，本次课程设计也存在很多的不足之处，比如旋转速度太高会产生较大的震动和风，而速度太低显示效果又不清晰；供电采用电池直接供电，太费电，而且电池是直接焊在旋转板上，加重了旋转板，不利于旋转板快速旋转；旋转板子是平面旋转的，可视角度小，可以改进为沿着圆形轨迹旋转，从而产生柱式旋转屏，360度可见。
谢辞
在这次课程设计过程中，亲身经历了设计、采购、制作、调试改进等几个过程之后，获得了许多实践经验，还总结了一些解决问题的办法，拥有一个难忘的回忆并且得到了非常多的宝贵经验和教训。
首先，非常感谢我们的吕光老师——她为我们提供这样一个进行课程设计实践活动的宝贵机会，在这学期的《计算机控制与应用》学习中，给了我们很多的指导，解决了我们很多的困惑。
同时也要感谢我们的家人以及我身边的同学和朋友们，在此次实验过程中，他们给予了我许多支持，还为我提出了许多宝贵的意见。
参考文献
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[2]潘新民,王艳芳.微型计算机控制技术实用教程.北京:电子工业出版社,2006.2
[3]杭和平.单片机原理与应用.北京:机械工业出版社,2008.9
[4]李朝青.单片机原理及接口技术.三版.北京:北京航空航天大学出版社,2006. 12
[5]谭浩强.C程序设计.第三版.北京:清华大学出版社,2005.6
[6]沈精虎.C语言设计实例教程.[M].人民邮电出版社,2004.2
[7]李哲英.实用电子电路设计[M].电子工业出版社,1997.10
[8]姚福安.电子电路设计与实践[M].山东科技出版社,2001.3
[9]余孟尝.数字电子技术基础简明教程第三版.北京:高等教育出版社,2006.2
[10]杨素行.模拟电子技术基础简明教程.北京:高等教育出版社,2001.9
[11]郁有文,常健.传感器原理及工程应用.西安电子科技大学出版社,2008.7
数字时钟课程设计方案设计方案
课程设计题目名称：数字时钟 专业名称：电气工程及其自动化班级： ******** 学号： *******8 学生姓名： ******* 任课教师： *******
《电子技术课程设计》任务书
2．对课程设计成果的要求〔包括图表（或实物）等硬件要求〕：设计电路，安装调试或仿真，分析实验结果，并写出设计说明书,语言流畅简洁，文字不得少于3500字。要求图纸布局合理，符合工程要求，使用Protel软件绘出原理图（SCH）和印制电路板(PCB),器件的选择要有计算依据。 3．主要参考文献：⑴《电子技术课程设计指导》彭介华编，高等教育出版社，1997年10月 ⑵《数字电子技术》康华光编著高等教育出版社， 2001年 要求按国标GB 7714—87《文后参考文献著录规则》书写。 4．课程设计工作进度计划： 序号起迄日期工作内容 初步设想和资料查询，原理图的绘画 1 2015.11.18-2015.12.21 仿真调试，元件参数测定，实物的拼接与测试 2 2015.12.21-2016.1.8 叙写设计报告，总结本次设计，论文提交 3 2016.1.8-2016.1.18 主指导教师日期：年月日
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。并且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。报告围绕此次数字钟的设计进行介绍、总结，包含了设计的步骤，前期的准备，装配的过程。在实装时，采用了74LS90进行计数，用CD4060产生秒脉冲，CD4511进行数码管转换显示，还要考虑电路的校时、校分，每块芯片各设计为几进制等等，最后实现了数字钟设计所要求的各项功能：时钟显示功能；快速校准时间的功能。 关键字：数字时钟校时CD4511
《数字逻辑》数字时钟课程设计报告资料
《数字逻辑》课程设计报告 题目数字时钟 学院（部）信息工程学院 专业计算机科学与技术 班级计算机一班 学生姓名 学号20132402 6 月29 日至 7 月 3 日共1 周 指导教师（签字）
题目 一．摘要： 钟表的数字化给人们的生产生活带来了极大的方便，并且极大的扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报有这些，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，有着非常警、学校的按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、定时启闭路灯，甚至各种定时电气的自启用等。所现实的意义。本次数电课设我组设计的数字时钟是由石英晶体振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器、校时电路、报时电路和计时电路组成，石英晶体振荡器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，计数结果通过“时”、“分”、“秒”译码器在七段显示器上显示时间。 二．关键词： 校时计时报时分频石英晶体振荡器 三．技术要求： 1、有“时”、“分”、“秒”（23小时59分59秒）显示且有校时功能； 2、有计时功能，时钟不会在计时的时候停下。计时范围是0~99秒； 3、有闹铃功能，闹铃响的时间由使用者自己设置，闹铃时间至少一分钟； 4、要在七段显示器（共阴极6片）显示时间； 5、电子钟要准确正常地工作。 四、方案论证与选择： 钟表的是长期使用的器件，误差容易积累由此增大。所以要求分频器产生的秒脉冲要极其准确。而石英晶体产生的信号是非常稳定的，所以我们使用石英晶体产生的信号经过分频电路作为秒脉冲。秒脉冲信号经过6级计数器，分别得到“秒”、“分”、“时”的个位、十位的计时。由实际的要求，“秒”、“分”计数器为60进制的计数器，小时为24进制。由于74LS160十进制加法计数器易于理解使用，我们在设计各个计数器时都是由采用74LS160芯片级联构成。在计时部分，最小单位是0.01s，我们采用555多谐振荡器产生100HZ的信号作为秒脉冲进入一个4级计数器，计时范围是0~99秒。石英晶体
数字电子钟课程设计实验报告
中北大学 信息与通信工程学院 通信工程专业 《电子线路及系统》课程设计任务书2016/2017 学年第一学期 学生姓名：张涛学号： 李子鹏学号： 课程设计题目：数字电子钟的设计 起迄日期：2017年1月4日～2017年7月10日 课程设计地点：科学楼 指导教师：姚爱琴 2017年月日 课程设计任务书
中北大学 信息与通信工程学院 通信工程专业 《电子线路及系统》课程设计开题报告2016/2017 学年第一学期 题目：数字电子钟的设计 学生姓名：张涛学号： 李子鹏学号：
指导教师：姚爱琴 2017 年 1 月 6 日 中北大学 信息与通信工程学院 通信工程专业 《电子线路及系统》课程设计说明书2016/2017 学年第二学期 题目：数字电子钟的设计 学生姓名：张涛学号： 李子鹏学号： 指导教师：姚爱琴 2017 年月日
目录 1 引言 (6) 2 数字电子钟设计方案 (6) 2.1 数字计时器的设计思想 (6) 2.2数字电路设计及元器件参数选择 (6) 2.2.2 时、分、秒计数器 (7) 2.2.3 计数显示电路 (8) 2.2.5 整点报时电路 (10) 2.2.6 总体电路 (10) 2.3 安装与调试 (11) 2.3.1 数字电子钟PCB图 (11) 3 设计单元原理说明 (11) 3.1 555定时器原理 (12) 3.2 计数器原理 (12) 3.3 译码和数码显示电路原理 (12) 3.4 校时电路原理 (12) 4 心得与体会 (12) 1 引言 数字钟是一种用数字电子技术实现时，分，秒计时的装置，具有较高的准确性和直观性等各方面的优势，而得到广泛的应用。此次设计数字电子钟是为了了解数字钟的原理，在设计数字电子钟的过程中，用数字电子技术的理论和制作实践相结合，进一步加深数字电子技术课程知识的理解和应用，同时学会使用Multisim电子设计软件。 2数字电子钟设计方案 2.1 数字计时器的设计思想 要想构成数字钟，首先应选择一个脉冲源——能自动地产生稳定的标准时间脉冲信号。而脉冲源产生的脉冲信号地频率较高，因此，需要进行分频，使得高频脉冲信号变成适合于计时的低频脉冲信号，即“秒脉冲信号”（频率为1Hz）。经过分频器输出的秒脉冲信号到计数器中进行计数。由于计时的规律是：60秒=1分，60分=1小时，24小时=1天，就需要分别设计60进制，24进制计数器，并发出驱动信号。各计数器输出信号经译码器、驱动器到数字显示器，是“时”、“分”、“秒”得以数字显示出来。 值得注意的是：任何记时装置都有误差，因此应考虑校准时间电路。校时电路一般
基于单片机的电子时钟课程设计报告
目录 一、引言········ 二、设计课题········· 三、系统总体方案········· 四、系统硬件设计······ 1.硬件电路原理图 2.元件清单 五、系统软件设计········· 1.软件流程图 2.程序清单 六、系统实物图········ 七、课程设计体会········ 八、参考文献及网站········· 九、附录·········
一．引言 单片机因将其主要组成部分集成在一个芯片上而得名，就是把中央处理器、随机存储器、只读存储器、中断系统、定时器/计数器以及I/O接口电路等部件集成在一个芯片上。 基于单片机设计的数字钟精确度较高，因为在程序的执行过程中，任何指令都不影响定时器的正常计数，即便程序很长也不会影响中断的时间。 数字钟是采用数字电路实现对日期、时、分、秒，数字显示的计时装置，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的报时功能。数字钟已成为人们日常生活中的必需品，广泛应用于家庭、车站、码头、剧院、办公室等场所，给人们的生活、学习、工作带来极大的方便。不仅如此，在现代化的进程中，也离不开电子钟的相关功能和原理，比如机械手的控制、家务的自动化、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。而且是控制的核心部分。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。 本设计使用12MHZ晶振与单片机AT89C51相连接，以AT89C51芯片为核心，采用动态扫描方式显示，通过使用该单片机，加之在显示电路部分使用HD74LS373驱动电路，实现在8个LED数码管上显示时间，通过4个按键进行调时、复位等功能，在实现各功能时数码管进行相应显示。软件部分用C语言实现，分为显示、延迟、调时、复位等部分。通过软硬件结合达到最终目的。
模拟时钟转动程序
模拟时钟转动程序 一、课程设计的内容 能模拟机械钟表行走，还要准确利用数字显示日期和时间，在屏幕上显示一个活动时钟，按任意键时程序退出。 二、课程设计的要求与数据 １.进一步掌握和利用Ｃ语言进行课程设计的能力 ２.进一步理解和运用结构化程序设计的思想和方法 ３.初步掌握开发一个小型实用系统的基本方法 ４.学会调试一个较长程序的基本方法 ５.学会利用流程图和Ｎ－Ｓ图表示算法 ６.掌握书写程序设计开发文当的能力 三、课程设计应完成的工作 １、编写完成相应题目的程序 ２、编写课程设计报告，课程设计报告应该包含以下６部分 １）需求分析：包括设计题目、设计要求以及系统功能需求分析 ２）总体设计：包括系统总体设计框架和系统功能模块图 ３）详细设计：包括主要功能模块的算法设计思路以及对应的工作流程图 ４）调试分析过程描述：包括测试数据、测试输出结果以及对程序测试过程中存在问题进行思考（主要问题的出错现象、出错原因、 解决方法及其效果等，相应效果截图） ５）总结：课程设计完成了哪些主要功能，是否有扩展功能？还有哪些地方需要改进？课程设计的学习与体会？有哪些合理化建 议？ ６）附录：主要原程序代码含必要的注释 ３、答辩：在实验室建立程序运行环境，并在指导教师的监督下，独立解决问题，运行程序和回答教师的提问。 四、课程设计进程安排
五、应收集的资料及其主要参考文献 ［１］谭浩强．Ｃ程序设计（第三版）［Ｍ］北京：清华大学出版社，2005年9月 ［２］谭浩强．Ｃ程序设计题解与上机指导（第三版）［Ｍ］北京：清华大学出版社，2005年7月 ［３］夏宝岚张慕蓉夏耘.程序设计教程（第二版）[M]，上海：华东理工出版社，2003.1 ［４］陈锦昌赵明秀.C语言计算机绘图教程（第一版）[M]，广州:华南理工大 学出版社，1998.9 发出任务日期：2010年12月15日指导教师签名： 计划完成日期：2010年12月30日基层教学单位责任人签名： 主管院长签章： 目录 １.设计目的与要求 (5)
电子时钟课程设计_数电课程设计数字电子时钟的实现
电子时钟课程设计_数电课程设计数字电子 时钟的实现 课程设计报告设计题目：数字电子时钟的设计与实现班级： 学号： 姓名： 指导教师： 设计时间： 摘要钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，大大的扩展了原先钟表的报时。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。功能数字钟是一种用数字电路实现时、分、秒、计时的装置，与机械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。从原理上讲，数字钟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，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使用方法。通过此次课程设计可以进一步学习与各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。通过仿真过程也进一步学会了Multisim 7的使用方法与注意事项。
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，，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。 关键词：数字钟，组合逻辑电路，时序电路，集成电路目 录摘要 (1) 第1章概述 (3) 第2章课程设计任务及要求 (4) 2.1设计任务 (4) 2.2设计要求 (4) 第3章系统设计 (6) 3.1方案论证 (6) 3.2系统设计 (6) 3.2.1 结构框图及说明 (6) 3.2.2 系统原理图及工作原理 (7) 3.3单元电路设计 (8) 3.3.1 单元电路工作原理 (8) 3.3.2 元件参数选择···································14 第 4章软件仿真 (15) 4.1仿真电路图 (15) 4.2仿真过程 (16)
数字电子时钟课程设计
数字电子技术基础课程设计报告 班级：姓名: 学号： 一、设计目的 1掌握专业基础知识的综合能力。 2完成设计电路的原理设计、故障排除。 3逐步建立电子系统的研发、设计能力，为毕业设计打好基础。 4让学生掌握组合逻辑电路、时序逻辑电路及数字逻辑电路系统的设计、安装、测试方法。 5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。 6培养书写综合实验报告的能力。 二、设计仪器 1 LM555CH 2 74LS161N 74LS160N 74LS290 3 74LS00 74LS08 4 电源电阻电容二极管接地等 三数字电子钟的基本功能及用途 现在数字钟已成为人们日常生活中：必不可少的必需品，广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧场、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使数字钟具有走时准确、性
能稳定、集成电路有体积小、功耗小、功能多、携带方便等优点，，因此在许多电子设备中被广泛使用。 电子钟是人们日常生活中常用的计时工具，而数字式电子钟又有其体积小、重量轻、走时准确、结构简单、耗电量少等优点而在生活中被广泛应用，因此本次设计就用数字集成电路和一些简单的逻辑门电路来设计一个数字式电子钟，使其完成时间及星期的显示功能。 多功能数字钟采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置。具有时间显示、走时准确、显示直观、精度、稳定等优点。电路装置十分小巧,安装使用也方便。同时在日期中，它以其小巧，价格低廉，走时精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受广大消费的喜爱。 四设计原理及方框图 数字钟实际上是一个对标准频率进行计数的计数电路，标准的1HZ时间信号必须做到准确稳定。由图可见：本数字钟电路主要由震荡器、、时分秒计数器、译码显示器构成。它们的工作原理是：由震荡器产生的高频脉冲信号作为数字钟的时间基准，送入秒计数
模拟时钟电路的程序
//单片机实验模板文件。具有三个基本功能： // 1、数码管、发光二极管扫描显示 // 2、键盘扫描，返回0---15 // 3、T0中断，产生基本延时2.5ms，并且调用显示函数 // 根据以上功能，该文件为进一步编写实验程序、实际应用程序，提供了基础 #include
电子时钟课程设计55026
. 单片机课程设计题目：电子时钟 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 设计时间：
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摘要 针对数字时钟的问题，利用8051单片机，proteus软件，vw(伟福)等软件，运用单片机中定时计数器T0,中断系统以及按键的控制实现了电子时钟的设计。设计的电子时钟通过数码管显示，并能通过按键的设计实现小时与分钟的调整。时间的启动与暂停等等。 关键字：数字时钟；单片机；定时计数器 .
1 引言 时钟，自他发明的那天起，就成为人类的朋友，但随着时间的推移，科学技术不断的发展，人们对时间计量的进度要求越来越高，应用越来越广。怎样让时钟更好地为人类服务，怎样让我们的老朋友焕发青春呢？这就要求人们不断设计出新型时钟。 现金，高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器，由于电子钟，石英表，石英钟都使用了石英技术，因此走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要经常调校，数字式电子钟用集成电路计时时，译码代替机械式传动，用LED显示器代替指针显示器，减小了计时误差，这种表具有时、分、秒显示的功能，还可以进行时、分的校对，片选的灵活性好。 时钟电路在计算机系统中起着非常重要的作用，是保证系统正常工作的基础。在一个单片机应用系统中，时钟有两方面的含义：一是指为保障系统正常工作的基准震荡定时信号，主要由晶振和外围电路组成，晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢；二是指系统的标准定时时钟，及定时时间，它通常有两种方法实现：一是软件实现，即用单片机内部的可编程定时/计数器来实现，但误差很大，主要用在对时间精度要起不高的场合；二是用专门的时钟芯片实现，在对时间精度要求很高的情况下，通常采用这种方法。本文主要介绍用单片机内部的定时计数器来实现电子时钟的方法，以单片机为核心，辅以必要电路，构成了一个单片机电子时钟。 单片机应用系统由硬件系统和软件系统两部分组成。硬件系统是指单片机以及扩展的存储器、I\O接口、外围扩展的功能芯片以及接口电路。软件系统包括监控程序和各种应用程序。 在单片机应用系统中，单片机是整个系统的核心，对整个系统的信息输入、处理、信息输出进行控制。与单片机配套的有相应的复位电路、时钟电路以及扩展的存储器和I\O接口，使单片机应用系统能够运行。 在一个单片机应用系统中，往往都会输入信息和显示信息，这就涉及键盘和显示器。在单片机应用系统中，一般都根据系统的要求配置相应的键盘和显示器。配置键盘和显示器一般都没有统一的规定，有的系统功能复杂，需输入的信息和显示的信息量大，配置的键盘和显示器功能相对强大，而有些系统输入/输出的信息少，这时可能用几个按键和几个LED指示灯就可以进行处理了。在单片机应用系统在中配置的键盘可以是独立键盘，也可能是矩阵键盘。显示器可以是LED指示灯，也可以是LED数码管，也可 .
数字钟课程设计
数字逻辑电路课程设计 课题：数字钟 姓名：刘亮 班级：通信2班 学号：21 成绩： 指导教师：查根龙 开课时间: 2014-2015学年第2学期
摘要 (1) ABSTRACT (2) 第1章设计背景 (3) 1.1设计任务 (3) 1.2设计要求 (3) 1.3 设计目的 (3) 第2章课程设计方案 (4) 2.1 数字钟的基本组成和工作原理 (4) 2.2 振荡电路 (5) 2.3 分频电路 (6) 2.4时分秒计数电路 (7) 2.5 校时校分功能 (10) 2.6整点报时电路 (10) 2.7上下午显示电路 (11) 第三章课程总结 (12) 第四章参考文献 (13) 第五章附件 (14) 5.1 电路原理图 (14) 5.2 元器件清单 (14)
摘要 电子钟在现代社会已经使用的非常广泛，伴随着数字电路技术的发展，数字钟的出现，更加方便了大家的生活，同时也大大地促进了社会的进步。数字电路具有电路简单、可靠性高、成本低等优点，本设计就以数字电路为核心设计智能电子钟。 数字钟就是由电子电路构成的计时器。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，另外应有校时功能和、报时、上下午显示等附加功能。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，上下午显示，整点报时电路组成。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，一般用石英晶体振荡器加分频器来实现。秒信号产生器将标准秒信号送入“秒计数器”，“秒计数器”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分钟，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进制计时器，可实现对一天24和12小时的累计。计数器用的是74160。译码显示电路将“时”、“分”、“秒”计数器的输出状态送到七段显示译码器译码，通过六位LED七段显示器显示出来。整点报时电路时根据计时系统的输出状态产生一脉冲信号，然后去触发一音频发生器实现报时。校时电路时用来对“时”、“分”、“秒”显示数字进行校对调整的 关键词：计时器；计数；译码；报时；校时校分
单片机电子时钟课程设计报告
目录 1、引言·3 2、总体设计·4 3、详细设计·5 3.1硬件设计·5 3.2软件设计·10 4、实验结果分析·26 5、心得体会·27 6、参考文献·27
摘要 单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用很广、发展很快。单片机体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求不高、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容易。由于具有上述优点，在我国，单片机已广泛地应用在工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器、电力电子、机电一体化设备等各个方面，而51单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。这次毕业设计通过对它的学习、应用，以AT89S51芯片为核心，辅以必要的电路，设计了一个简易的电子时钟，它由4.5V直流电源供电，通过数码管能够准确显示时间，调整时间，从而到达学习、设计、开发软、硬件的能力。 关键词：单片机 AT89C51
1.引言 20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地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当前的时间。忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。但是，一旦重要事情，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、低价格和外围电路装化等几个方面发展。下面是单片机的主要发展趋势。单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。
模拟电梯问题实验报告
电梯模拟问题 一、目的与要求 1. 掌握线性结构的逻辑特点及存储实现； 2. 根据选题，按规范化流程完成课程设计报告： ⑴．提供需求分析。（15分） ⑵．列出概要设计。（包括：抽象数据类型的描述；程序结构图或功能模块图）（20分） ⑶．给出详细设计。（包括：①存储结构的描述；②算法的详细设计，对复杂算法，最好画出其N-S流程图；③函数的调用关系图）（30分） ⑷．进行调试分析（注：调试时遇到的问题及解决方法，程序的输出结果及对结果的分析）。（15分） ⑸. 整理设计总结。（设计心得体会，以及其他总结信息等）（10分） ⑹．附有程序清单（注：代码可具有适当注释，用来说明程序的功能、结构）。（10分） 二、设计步骤 1、线性结构是有序数据元素的集合，存在着“一对一”的线性关系且只有一 个首结点，一个尾结点，首结点只有后继没有前趋，尾结点只有前趋没有后继。顺序表的存储结构包括顺序表和链表，顺序存储是指将线性表元素按照逻辑顺序依次存储在一组连续的地址单元中。链式存储是通过结点中的链域将线性表中n个结点按其逻辑顺序链接在一起。分为：单向链表，双向链表，循环链表。 2、（1）设计一个电梯模拟系统。这是一个离散的模拟程序，因为电梯系统是 乘客和电梯等“活动体”够成的集合，虽然他们彼此交互作用，但是他们的行为是基本独立的。在离散的模拟中，一模拟时钟决定每个活动体的动作发生的时刻和顺序，系统在某个模拟瞬间处理有待完成的各种事情，然后把模拟时钟推进到某个动作预定要发生的下一个时刻。可模拟某校五层教学楼的电梯系统，或者九层教学楼的电梯系统。 此程序的关键是模拟好电梯运行状态的转换与乘客进出的同步进行，需要一个函数判断电梯的运行状态，决定电梯的下一个运行状态如电梯的开门，关门，上升，下降，减速，加速等，也需要模拟时钟的函数来判断该运行哪个函数，也需要定义几个结构体存放结点信息。 （2）时钟函数： void DoTime() { //此函数用于模拟时钟 while(1) { if(Time>MaxTime)
数字电路课程设计--数字时钟
数字电路课程设计--数字时钟
《数字时钟》技术报告 概要 数字钟是一个将“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。一个基本的数字钟电路主要由秒信号发生器、“时、分、秒、”计数器、译码器及显示器组成。由于采用纯数字硬件设计制作，与传统的机械表相比，它具有走时准，显示直观，无机械传动装置等特点。 本设计中的数字时钟采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”的显示和调整。通过采用各种集成数字芯片搭建电路来实现相应的功能。具体用到了555震荡器，74LS90及与非，异或等门集成芯片等。该电路具有计时和校时的功能。 在对整个模块进行分析和画出总体电路图后，对各模块进行仿真并记录仿真所观察到的结果。 实验证明该设计电路基本上能够符合设计要求！ 一、系统结构。 （1）功能。 此数字钟能显示“时、分、秒”的功能，它的计时周期是24小时，最大能显示23时59分59秒，并能对时间进行调整和校对，相对于机械式的手表其更为准确。 （2）系统框图。
译码器译码器译码器 时计数分计数秒计 校时电路 振荡器分频器 系统方框图 （3）系统组成。 1.秒发生器：由555芯片和RC组成的多谐振荡器，其555上3的输出频率由接入的电阻与电容决定。 2.校时模块：由74LS03中的4个与非门和相应的开关和电阻构成。 3.计数器：由74LS90中的与非门、JK触发器、或门构成相应芯片串接得到二十四、六十进制的计数器，再由74LS90与74LS08相连接而得到秒、分、时的进分别进位。 4.译码器：选用BCD锁存译码器4511，接受74LS90来的信
(完整版)数字电路课程设计--数字时钟
《数字时钟》技术报告 概要 数字钟是一个将“ 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。一个基本的数字钟电路主要由秒信号发生器、“时、分、秒、”计数器、译码器及显示器组成。由于采用纯数字硬件设计制作，与传统的机械表相比，它具有走时准，显示直观，无机械传动装置等特点。 本设计中的数字时钟采用数字电路实现对“时” 、“分”、“秒” 的显示和调整。通过采用各种集成数字芯片搭建电路来实现相应的功能。具体用到了555 震荡器，74LS90 及与非，异或等门集成芯片等。该电路具有计时和校时的功能。 在对整个模块进行分析和画出总体电路图后，对各模块进行仿真并记录仿真所观察到的结果。 实验证明该设计电路基本上能够符合设计要求！ 一、系统结构。 （1）功能。此数字钟能显示“时、分、秒”的功能，它的计时周期是24 小时，最大能显示23 时59 分59 秒，并能对时间进行调整和校对，相对于机械式的手表其更为准确。 2）系统框图
系统方框图 1 （3）系统组成。 1.秒发生器：由555 芯片和RC 组成的多谐振荡器，其555 上3 的输出频率由接入的电阻与电容决定。 2.校时模块：由74LS03 中的4 个与非门和相应的开关和电阻构成。 3.计数器：由74LS90 中的与非门、JK 触发器、或门构成相应芯片串接得到二十四、六十进制的计数器，再由74LS90 与74LS08 相连接而得到秒、分、时的进分别进位。 4.译码器：选用BCD 锁存译码器4511，接受74LS90 来的信号，转换为7 段的二进制数。
5.显示模块：由7 段数码管来起到显示作用，通过接受CD4511 的信号。本次选用的是共阴型的CD4511 。 二、各部分电路原理。 1.秒发生器：555 电路内部（图2-1）由运放和RS 触发器共同组成，其工作原理由8处接VCC ，C1 处当 Uco=2/3Vcc>u11 时运放输出为1，同理C2 也一样。最终如图3 接口就输出矩形波，而形成的秒脉冲。 图 2-2 555 功能表 2.校时模块：校时模块主要由74LS03中的4个与非门构成（图2-3），由其功能图看得出只要有一个输入端由H 到L 或者从L 到H 都会使输出端发生高低变化。因此通过开关的拨动产生高低信号从而对时、分处的计数器起到调数作用。
大连理工大学数字电路课程设计报告：多功能数字时钟设计
大连理工大学本科实验报告题目：多功能数字时钟设计 课程名称：数字电路与系统课程设计 学院（系）：信息与通信工程学院 专业：电子信息工程 班级： 学生姓名： 学号： 完成日期：2014年7月16日 2014 年7 月16 日
题目：多功能数字时钟设计 1 设计要求 1) 具有“时”、“分”、“秒”及“模式”的十进制数字显示功能； 2) 具有手动校时、校分功能，并能快速调节、一键复位（复位时间12时00分00秒）； 3) 具有整点报时功能，从00分00秒起，亮灯十秒钟； 4) 具有秒表功能（精确至百分之一秒），具有开关键，可暂停、可一键清零； 5) 具有闹钟功能，手动设置时间，并可快速调节，具有开关键，可一键复位（复位时间12时00分00秒），闹钟时间到亮灯十秒钟进行提醒； 6) 具有倒计时功能（精确至百分之一秒），可手动设置倒计时时间，若无输入，系统默认60秒倒计时，且具有开关键，计时时间到亮灯十秒钟进行提醒，可一键复位（复位时间默认60秒）。 2 设计分析及系统方案设计 2.1 模式选择模块：按键一进行模式选择，并利用数码管显示出当前模式。模式一：时钟显示功能；模式二：时钟调节功能；模式三：闹钟功能；模式四：秒表功能；模式五：倒计时功能。 2.2 数字钟的基本功能部分：包括时、分、秒的显示，手动调时，以及整点报时部分。基本模块是由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器等几部分组成。利用DE2硬件中提供的50MHZ晶振，经过分频得到周期为1s的时钟脉冲。将该信号送入计数器进行计算，并把累加结果以“时”“分”“秒”的形式通过译码器由数码管显示出来。 具有复位按键1，在时钟模式下按下复位键后对时钟进行复位，复位时间12时00分00秒。 进入手动调时功能时，通过按键调节时间，每按下依次按键2，时钟时针加一，按下按键2一秒内未松手，时钟时针每秒钟加十；按键1对分针进行控制，原理与时针相同并通过译码器由七位数码管显示。 从00分00秒开始，数字钟进入整点报时功能（本设计中以一个LED灯代替蜂鸣器，进行报时），亮灯10秒钟进行提示。 2.3多功能数字钟的秒表功能部分：计时范围从00分00.00秒至59分59.99秒。可由复位键0异步清零，并由开关1控制计时开始与停止。 将DE2硬件中的50MHZ晶振经过分频获得周期为0.01秒的时钟脉冲，将信号送入计数器进行计算，并把累计结果通过译码器由七位数码管显示 2.4多功能数字钟的闹钟功能部分：进入闹钟功能模式后，通过按键2（设定小时）和按键1（设定分钟）设定闹钟时间，当按下按键一秒内未松手时，可进行快速设定时间。当时钟进入闹钟设定的时间（判断时钟的时信号时针，分针分别与闹钟设定的时信号时针、分针是否相等），则以LED灯连续亮10秒钟进行提示，并由开关0控制闹钟的开和关。 2.5 多功能数字钟的倒计时功能部分：可通过按键3（设定分针）和按键2（设定秒针）设定倒计时开始，当按下按键一秒内未松手时，可进行快速设定时间。当没有手动时间设定时，系统默认为60秒倒计时。倒计时的时钟与数字钟的时钟相同，每迎到一个1s时钟上升
C语言模拟时钟转动程序
#include"graphics.h" #include"math.h" #include"dos.h" #define pi 3.1415926 #define X(a,b,c) x=a*cos(b*c*pi/180-pi/2)+300 #define Y(a,b,c) y=a*sin(b*c*pi/180-pi/2)+240 #define d(a,b,c) X(a,b,c);Y(a,b,c);line(300,240,x,y) void init() /*划时钟边框函数*/ { int i,l,x1,x2,y1,y2; setbkcolor(1); circle(300,240,200); circle(300,240,205); circle(300,240,5); for(i=0;i<60;i++) /*划钟点上的短线*/ { if(i%5==0) l=15; else l=5; x1=200*sin(i*6*pi/180)+300; y1=200*cos(i*6*pi/180)+240; x2=(200-l)*sin(i*6*pi/180)+300; y2=(200-l)*cos(i*6*pi/180)+240; line(x1,y1,x2,y2); } } #include"graphics.h" #include"math.h" #include"dos.h" #define pi 3.1415926 #define X(a,b,c) x=a*cos(b*c*pi/180-pi/2)+300 #define Y(a,b,c) y=a*sin(b*c*pi/180-pi/2)+240 #define d(a,b,c) X(a,b,c);Y(a,b,c);line(300,240,x,y) void init() /*划时钟边框函数*/ { int i,l,x1,x2,y1,y2; setbkcolor(1); circle(300,240,200); circle(300,240,205); circle(300,240,5); for(i=0;i<60;i++) /*划钟点上的短线*/ { if(i%5==0)
数字时钟课程设计报告
《电子线路课程设计报告》 系另 1」： 机电与自动化学院 专业班级：电气及自动化技术1001 学生姓名：陈星涯 指导教师：梁宗善 i=r （课程设计时 间： 2012年1月3日——2012年1月13日） 华中科技大学武昌分校 1.课程设计目的................................................. 3页 2.课程设计题目描述和要求....................................... 3页 2.1课程设计题目............................................. 3页
2.2课程设计要求............................................. 3页 3. ......................................................................................................... 比较和选定设计的系统方案.................................................... 4页 3.1数字钟的构成............................................. 4页 4.单元电路设计及工作原理....................................... 5页 4.1时基电路................................................. 5页 a. 多谐振荡器的工作原理................................... 5页 4.2计数器................................................... 7页 a.中规模计数器组件介绍.................................. 7页 b.60 进制计数器 .......................................... 8页 C.12 翻1计数器........................................... 9页 4.3译码器................................................... 10页 4.4显示器................................................... 10页 4.5校时电路................................................. 11页 4.6定时控制电路............................................. 12页 4.7仿广播电台正点报时电路................................... 13页 5.调试过程及分析............................................... 14页 5.1显示器故障排查........................................... 14页 5.2计数器调试及分析......................................... 15页 5.3校时电路的调试........................................... 16页 5.4增加抗干扰电路........................................... 16页 5.5闹时电路的调试........................................... 17页 5.6仿广播电台整点报时电路调试............................... 17页 6.课程设计总结................................................. 17页 7.参考文献..................................................... 19页 8.附件一：电子时钟主体电路电路图............................... 20页 9.附件二：扩展电路电路图....................................... 21页 10.附件三：系统所需元器件清单 ................................ 22页 11.课程设计成绩.............................................. 23页 一、设计任务与目的 数字时钟是一种利用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与传统的
C语言模拟时钟转动课程设计报告
《C语言程序设计》 课 程 设 计 报 告 题目：模拟时钟转动程序 班级： 组别： 组员： 指导教师：
目录 第一章课程设计的题目 (2) 1.1 C语言课程设计的题目 (2) 第二章课程设计的要求 (2) 2.1 C语言课程设计的要求 (2) 第三章课程设计的目的 (2) 3.1 C语言课程设计的目的 (2) 第四章课程设计的内容 (3) 4.1 C语言课程设计的程序清单和注释 (3) 第五章课程设计的运行结果 (7) 5.1 C语言课程设计的运行结果 (7) 第六章课程设计的结果分析 (8) 6.1 C语言课程设计的结果分析 (8) 第七章课程设计的心得体
会 (9) 7.1 C语言课程设计的心得体会 (9) 模拟时钟转动程序 第一章课程设计的题目 1.1 C语言课程设计的题目 本次为期两周的课程设计的题目为设计一个模拟时钟转动的程序。 第二章课程设计的要求 2.1 C语言课程设计的要求 能模拟机械钟表行走；要准确地利用数字显示日期和时间；在屏幕上显示一个活动时钟；程序界面设计合理，色彩得体大方，显示正确；各指针运动规律正确；数字式时钟的时间显示与指针式时钟显示一致；按任意键时程序退出。
第三章课程设计的目的 3.1 C语言课程设计的目的 加深对讲授内容的理解，尤其是一些语法规定。通过课程设计，自然地、熟练地掌握。熟悉所用的计算机系统的操作方法，也就是熟悉语言程序开发的环境。学会上机调试程序。 第四章课程设计的内容 4.1 C语言课程设计的程序清单和注释 模拟时钟转动程序清单+注释 #include