數(shù)電課程設(shè)計報告(數(shù)字鐘的設(shè)計)

經(jīng)典word整理文檔，僅參考，雙擊此處可刪除頁眉頁腳。本資料屬于網(wǎng)絡(luò)整理，如有侵權(quán)，請聯(lián)系刪除，謝謝！數(shù)電課程設(shè)計報告2.12.22.33.13.24.14.24.34.45.15.2第一章設(shè)計背景與要求一．設(shè)計背景與要求在公共場所，例如車站、碼頭，準確的時間顯得特別重要，否則很有可能給合邏輯電路和時序電路。設(shè)計一個簡易數(shù)字鐘，具有整點報時和校時功能。（1）以四位LED數(shù)碼管顯示時、分，時為二十四進制。（2）時、分顯示數(shù)字之間以小數(shù)點間隔，小數(shù)點以1Hz頻率、50%占空比的亮、滅規(guī)律表示秒計時。（3）整點報時采用蜂鳴器實現(xiàn)。每當整點前控制蜂鳴器以低頻鳴響4次，響1s、停1s，直到整點前一秒以高頻響1s，整點時結(jié)束。（4以0~230~59循環(huán)變化，但時顯示值不能變化。二．設(shè)計要求電子技術(shù)是一門實踐性很強的課程，加強工程訓(xùn)練，特別是技能的培養(yǎng)，對于培使電路達到性能要求。第二章系統(tǒng)概述2.1設(shè)計思想與方案選擇方案一，利用數(shù)字電路中學(xué)習的六十進制和二十四進制計數(shù)器和三八譯碼器來實現(xiàn)數(shù)字中的時間顯示。AT89S51單片機和74HC573八位鎖存器以及利用C語言對AT89S51進行編程來實現(xiàn)數(shù)字鐘的時間顯示。比較多我們沒學(xué)過的內(nèi)容，所以選擇方案一來實施。校正按鍵控制選擇秒、分計數(shù)器的溢出信號或校正10Hz計數(shù)信號。計數(shù)器的輸出通過七段譯碼后顯示，同時通過數(shù)值判斷電路控制蜂鳴器報時。2.2各功能塊的組成60244位顯示譯碼模塊，正點報時電路模塊，脈沖按鍵消抖動處理模塊2.3工作原理一．簡易數(shù)字鐘的基本工作原理是對1Hz標準頻率（秒脈沖）進行計數(shù)。當秒脈沖個數(shù)累計滿6060后產(chǎn)生3計數(shù)為二十四進制。將FPGA開發(fā)裝置上的基準時鐘OSC作為輸入信號通過設(shè)計好的分頻器分成1Hz~10MHz8個101Hz的脈沖作為秒計數(shù)器4時間。時間的顯示范圍為00時00分~23時59分。脈沖；校正狀態(tài)時都為5~10Hz的校正脈沖。這兩種狀態(tài)的切換由脈沖按鍵控制選擇器的S端來實現(xiàn)。為了更準確的設(shè)定時間，需要對脈沖按鍵進消抖動處理。三．電路在整點前10秒鐘內(nèi)開始控制蜂鳴器報時，可采用數(shù)字比較器或邏輯門判斷分、秒計數(shù)器的狀態(tài)碼值，以不同頻率的脈沖控制蜂鳴器的鳴響。第三章單元電路設(shè)計與分析3.1各單元電路的選擇（18級倍率為101Hz、10Hz、100Hz、1kHz、10kHz、100kHz、1MHz、10MHz8組占空比為50%的脈沖信號。（2）60進制計數(shù)器模塊，采用兩片74161級聯(lián)。（3）24進制計數(shù)器模塊，采用兩片74161級聯(lián)。（44位顯示譯碼模塊，由分頻器，計數(shù)器，數(shù)據(jù)選擇器，七段顯示譯碼，3-8線譯碼器構(gòu)成一個4位LED4位計數(shù)器用74161，數(shù)據(jù)選擇器用74153，七段顯示譯碼器部分采用AHDL硬件描述語言設(shè)精確地設(shè)定時間。3.2設(shè)計及工作原理分析分頻模塊10MHz7490CLRACLRBCLKACLKBQAQBQCQD1MHzoscinst7490CLRACLRBCLKACLKBQAQBQCQDinst27490CLRACLRBCLKACLKBQAQBQCQDinst3CLRACLRBCLKACLKBQAQBQCQD1KHzinst4CLRACLRBCLKACLKBQAQBQCQDinst5CLRACLRBCLKACLKBQAQBQCQDinst67490CLRACLRBCLKACLKBQAQBQCQD1Hz(2)60進制計數(shù)器模塊(3)24進制計數(shù)器模塊(4)4位顯示譯碼模塊4位計數(shù)器由74161構(gòu)成。如下圖所示數(shù)據(jù)選擇器采用兩片74153和一片74153M（74153M構(gòu)成的數(shù)據(jù)選擇器）)b"0000"b"0001"b"0010"b"0011"b"0100"b"0101"b"0110"b"0111"b"1000"b"1001"b"1010"b"1011"b"1100"b"1101"b"1110"b"1111"endtable;end;=>1,1,1,0,1,1,1;=>0,0,1,1,1,1,1;=>1,0,0,0,1,1,0;=>0,1,1,1,1,0,1;=>1,0,0,1,1,1,1;=>1,0,0,0,1,1,1;整個四位顯示譯碼模塊如圖所示74153ABABABCD正點報時電路模塊該模塊采用與門和數(shù)據(jù)選擇器74153構(gòu)成，如下圖所示。7個輸入端口的與門控制，當時間在59分51s53s55s57s59s的時候，A為高電平1，當秒的個位數(shù)為9時，B為高電平1A為1B為0時，輸出C1低頻率信號，A為1B為1時輸出C3高頻率信號，實現(xiàn)整點的不同頻率的報時電路。（整點報時電路模塊）（通過T觸發(fā)器得到的5HZ校正脈沖）第四章電路的組構(gòu)與調(diào)試（2）時、分調(diào)整按鍵沒有安裝消抖動裝置。（1）仍然采用兩片74161，第一片可以從0~9，第二片只能從0~2，而且當?shù)诙瑸?4計數(shù)器，而且能與七段顯示譯碼器配合使用，直觀的顯示數(shù)字。（2）在脈沖控制按鍵上加上了D觸發(fā)器，這樣子可以達到消抖動的效果。（3）加上選擇器，把兩路信號分開，當調(diào)整分的時候，不對時計數(shù)器產(chǎn)生進位，這樣子就不會產(chǎn)生十進位了，解決了這個問題。4.4功能的測試方法、步驟，記錄的數(shù)據(jù)（1）簡易數(shù)字鐘的測試，將電路圖連好后，分析與綜合，仿真，編譯，下載到儀器上，表示秒的小數(shù)點按1Hz，占空比50%跳動，分從0~59計數(shù)，分過了59后，向時計數(shù)器進1。（2）整點點報時功能的測試，到了整點，即59分51s53s57s時蜂鳴器低頻率間斷性鳴響，59分59秒時，蜂鳴器高頻率鳴響一次。（3）時、分調(diào)整功能的測試，按分調(diào)整鍵，分按一定的頻率逐次加一，但是時顯示不變；按時調(diào)整鍵，時按一定的頻率逐次加一，但是分顯示不變。第五章結(jié)束語5.1對設(shè)計題目的結(jié)論性意見及進一步改進的意向說明可以在簡易數(shù)字鐘的基礎(chǔ)上加上24小時和12能，這樣更能滿足人們的使用需求。5.2總結(jié)設(shè)計的收獲與體會而且對軟件應(yīng)用的接受能力不強，剛開始的時候做的很慢，看到別人都做好了，心里比較著急，于是，我找出了數(shù)電課本，復(fù)習所涉及的知識點，并練習所學(xué)軟件，終于有了進步，可以更上同學(xué)們的進度，但數(shù)字鐘的設(shè)計一直困擾我，看到別人拓展功能都做好了，自己基本的都還沒做好，心里很急。在設(shè)計的過程中，（分頻器仿真波形）下圖為分頻器線路圖10MHz7490CLRACLRBCLKACLKBQAQBQCQD1MHzoscinst7490CLRACLRBCLKACLKBQAQBQCQDinst27490CLRACLRBCLKACLKBQAQBQCQDinst3CLRACLRBCLKACLKBQAQBQCQD1KHzinst4CLRACLRBCLKACLKBQAQBQCQDinst5CLRACLRBCLKACLKBQAQBQCQDinst67490CLRACLRBCLKACLKBQAQBQCQD1Hz（60進制計數(shù)器仿真波形）（24進制計數(shù)器仿真波形）4位顯示譯碼模塊七段顯示譯碼器模塊)b"0000"b"0001"b"0010"b"0011"b"0100"b"0101"b"0110"b"0111"b"1000"b"1001"b"1010"b"1011"b"1100"b"1101"b"1110"b"1111"endtable;end;=>0,0,1,1,1,1,1;=>1,0,0,0,1,1,0;=>0,1,1,1,1,0,1;=>1,0,0,1,1,1,1;=>1,0,0,0,1,1,1;整個4位顯示譯碼模塊74153data_in[3..0]abcdefAB1GN1C01C11