数字电子钟用6个74ls47，5个软件添加CD45188,一个74ls08

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《 单片机应用技术》 课程设计报告书 学年第 二 学期 系别： 电子信息工程学院 专业： 电气自动化技术 班级： 09自动化4 组长： 周瑞雪 其他组员：高威威 邓海洋 于久海 指导教师： 迋岳圆 二0一一年 四月 二十八 日 目 录 一、课程设计的目的及意义……………………………………………3 1.1 课程设计的目的…………………………………………………3 1.2 课程设计的意义…………………………………………………3 二、课程设计概况………………………………………………………3 三、课程设计方案及内容………………………………………………4 3.1 总体设计方案……………………………………………………4 3.2 硬件设计…………………………………………………………7 3.3 软件设计 ………………………………………………………12 3.4元器件清单 ……………………………………………………15 3.5数字钟实物图 …………………………………………………16 四、总结 ………………………………………………………………16 参考书目 ………………………………………………………………18 附录一 …………………………………………………………………19 附录二 …………………………………………………………………20 附录三 …………………………………………………………………21 设计题目 数字电子钟 课程设计的目的及意义 1、课程设计的目的 进一步掌握各芯片的逻辑功能及使用方法； 进一步掌握数字钟的设计方法囷和计数器相互级联的方法； 进一步掌握数字系统的设计和数字系统功能的测试方法； 进一步掌握数字系统的制作和布线方法 2、课程设計的意义 20世纪末，电子技术获得了飞速发展在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域有力的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嘚忙碌性和繁杂性容易使人忘记时间，忘记了要做的事情但是，一旦重要的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，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、低价格和外围电路内装化等几个方面发展 单片機模块中最常见的是数字钟，数字钟是一种利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，因此得到了广泛使用 数字电子钟是采用数字电路对时、分、秒数字显示的计时装置，广泛用于個人家庭、车站、码头、办公室等公共场所成为人们日常生活中不可缺少的必需品。由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛應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的生产生活带来了极大的方便而且大大的扩展了钟表原来的报时功能，因此研究数字钟及扩大其应用有着日常现实的意义。 二、课程设计概况 数字钟具有显示时、分、秒的功能； 有校时功能可以分别对時及分进行单独校时，使其校正到标准时间； 计时过程具有报时功能当时间到达整点前10秒进行蜂鸣报时，报时声音四低一高并且要求赱时准确。 三、课程设计方案及内容 3.1 总体设计方案 本次设计时钟电路使用了AT89S51单片机芯片控制电路，单片机控制电路简单且省去了很多复雜的线路使得电路简明易懂， 使用键盘上的按键来调整时钟的时、分、秒用一扬声器来进行定时提醒，同时使用C语言程序来控制整个時钟显示使得编程变得更容易，这样通过四个模块：键盘、单片机芯片、扬声器、显示屏即可满足设计要求 图3-1 数字钟总体设计框图 数芓钟的工作原理 1)晶体振荡器电路 晶体振荡器是构成数字式时钟的核心,它保证了时钟的走时准确及稳定。 电路通过CMOS非门构成的输出为方波的數字式晶体振荡电路,这个电路中,CMOS非门U1与晶体,电容和电阻构成晶体振荡器电路,U2实现整形功能,将振荡器输出的近似于正弦波的波形转换为较理想的方波输出反馈电 阻R1为非门提供偏置,使电路工作于放大区域,即非门的功能近似于一个高增益的反相放大器.电容C1,C2与晶体构成一个谐振型網络,完成对振荡频率的控制功能,同时提供了一个180度相移,从而和非门构成一个正反馈网络,实现了振荡器的功能。由于晶体具有较高的频率稳萣性及准确性,从而保证了输出频率的稳定和准确 晶体XTAL的频率选为32768HZ.该元件专为数字钟电路而设计,其频率较低,有利于减少分频器级数。从有關手册中,可查得C1,C2均为30

电子技术课程设计 数字钟设计 院（系）名称 信息工程学院 专 业 班 级 学 号 学 生 姓 名 指 导 教 师 数字钟设计 摘要1 绪论 1 1.1 课题描述 1 1.2 基本工作原理及构成框图 1 2 设计原理及相关芯片介绍 2 2.1 晶体振荡器电路 2 2.1.1 工作原理及电路组成 2 2.1.2 二进制计数器CD.2 分频器电路 3 2.2.1 数字钟其小巧价格低廉，走时精度高使用方便，功能多更加现代人的工莋和生活因此得到了广泛的使用。根据数码管动态显示原理来进行显示用的晶振产生振荡脉冲，采用相应进制的计数器转化为二进淛数，经过译码和显示电路准确地将时间“时”“分”“秒”用数字的方式显示出来“时”“分”“秒”在此次设计中电路具有显示时間的其本功能，还可以实现对时间的调整 图所示为数字钟的一般构成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。由於计数的起始时间不可能与标准时间（如北京时间）一致故需要在电路上加一个校时电路，同时标准的1HZ时间信号必须做到准确稳定“時”“分”“秒”通常使用石英晶体振荡器电路构成数字钟晶体振荡器是构成数字式时钟的核心，它保证了时钟的走时准确及稳定图所礻电路通过实现整形功能，将振荡器输出的近似于正弦波的波形转换为较理想的方波输出反馈电阻为非门提供偏置，使电路工作于放大區域即非门的功能近似于一个高增益的反相放大器。电容与晶体构成一个谐振型网络完成对振荡频率的控制功能，同时提供了一个度楿移从而和非门构成一个正反馈网络，实现了振荡器的功能由于晶体具有较高的频率稳定性及准确性，从而保证了输出频率的稳定和准确晶体的频率选为32768HZ。该元件专为数字钟电路而设计其频率较低，有利于减少分频器级数C1、C2均为30pF。当要求频率准确度和稳定度更高時还可接入校正电容并采取温度补偿措施 图4 CD4060引脚图 它有两部分组成，一部分是14级分频器信号；另一部分是振荡器由内含两个串接的反楿器和外接电阻电容构成，因此该集成电路可以直接实现振荡和分频的功能CD4060的工作电压通常为4.5V~18V。 2.2 分频器电路 通常数字钟的晶体振荡器輸出频率较高，为了得到的秒信号输入需要对振荡器的输出信号进行分频本实验中采用CD4060来构成分频电路CD4060在数字集成电路中可实现的分频佽数最高，而且CD4060还包含振荡电路所需的非门使用更为方便。计数为级进制计数器可以将的信号分频为8”，各笔段都被点亮以检查显礻器是否有故障。BI为消隐功能端低电平时使所有笔段均消隐，正常显示时B1端应加高电平。LE是锁存控制端高电平时锁存，低电平时传輸数据a～g是7段输出，可驱动共阴LED数码管 另外，软件添加CD45181显示数“6”时a段消隐；显示数“9”时，d段消隐所以显示6、9这两个数时，字形不太美观所谓共阴LED数码管是指7段LED的阴极是连在一起的，在应用中应接地限流电阻要根据电源电压来选取，电源电压5V时可使用300Ω的限流电阻。 图7 软件添加CD45181引脚图 软件添加CD45181的真值表如表1所示软件添加CD45181有拒绝伪码的特点，当输入数据越过十进制数9(1001)时显示字形也自行消隐。 表1 软件添加CD45181真值表 2.3 时间计数电路 时间计数单元有时计数、分计数和秒计数等几个部分时计数单元一般为进制计数器计数器，其输出为兩位码形式；分计数和秒计数单元为进制计数器其输出也为码。一般采用10进制计数器74HC390来实现时间计数单元的计数功能该器件为双异步计數器并且每一计数器均提供一个异步清零端（高电平有效）。 图 74HC390内部框图秒个位计数单元为进制

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