多功能數(shù)字鬧鐘的設計
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中國地質(zhì)大學(武漢)遠程與繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計(論文) 遠程與繼續(xù)教育學院 本科畢業(yè)論文(設計) 題目:多功能數(shù)字鬧鐘的設計 學習中心: 內(nèi)蒙古學習中心 學 號:090F31133063 姓 名: 趙恒秀 專 業(yè): 電氣工程及其自動化 指導教師: 張偉 2015 年 8 月 5 日 中國地質(zhì)大學(武漢)遠程與繼續(xù)教育學院 本科畢業(yè)論文(設計)指導教師指導意見表 學生姓名:趙恒秀 學號:090F31133063 專業(yè):電氣工程及其自動化 畢業(yè)設計(論文)題目:多功能數(shù)字鬧鐘的設計 指導教師意見:(請對論文的學術(shù)水平做出簡要評述。包括選題意義;文獻資料的掌握;所用資料、實驗結(jié)果和計算數(shù)據(jù)的可靠性;寫作規(guī)范和邏輯性;文獻引用的規(guī)范性等。還須明確指出論文中存在的問題和不足之處。) 指導教師結(jié)論: (合格、不合格) 指導教師 姓名 所在單位 指導時間 中國地質(zhì)大學(武漢)遠程與繼續(xù)教育學院 本科畢業(yè)設計(論文)評閱教師評閱意見表 學生姓名:趙恒秀 學號:090F31133063 專業(yè):電氣工程及其自動化 畢業(yè)設計(論文)題目:多功能數(shù)字鬧鐘的設計 評閱意見:(請對論文的學術(shù)水平做出簡要評述。包括選題意義;文獻資料的掌握;所用資料、實驗結(jié)果和計算數(shù)據(jù)的可靠性;寫作規(guī)范和邏輯性;文獻引用的規(guī)范性等。還須明確指出論文中存在的問題和不足之處。) 修改意見:(針對上面提出的問題和不足之處提出具體修改意見。評閱成績合格,并可不用修改直接參加答辯的不必填此意見。) 畢業(yè)設計(論文)評閱成績 (百分制): 評閱結(jié)論: (同意答辯、不同意答辯、修改后答辯) 評閱人姓名 所在單位 評閱時間 論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明:本人所呈交的本科畢業(yè)論文《多功能數(shù)字鬧鐘的設計》,是本人在導師的指導下獨立進行研究工作所取得的成果。論文中引用他人的文獻、資料均已明確注出,論文中的結(jié)論和結(jié)果為本人獨立完成,不包含他人成果及使用過的材料。對論文的完成提供過幫助的有關(guān)人員已在文中說明并致以謝意。 本人所呈交的本科畢業(yè)論文沒有違反學術(shù)道德和學術(shù)規(guī)范,沒有侵權(quán)行為,并愿意承擔由此而產(chǎn)生的法律責任和法律后果。 論文作者(簽字):趙恒秀 日期: 2015 年 8 月 5 日 22 中國地質(zhì)大學(武漢)遠程與繼續(xù)教育學院本科畢業(yè)設計(論文) 摘 要 數(shù)字鬧鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實現(xiàn)時、分、秒計時的裝置,與機械式時鐘相比具有更高的準確性和直觀性,且無機械裝置,具有更長的使用壽命,并且可以實現(xiàn)更多的功能,如:定時控制、整點報時、鬧鐘、觸摸報整點時數(shù)等,在現(xiàn)實生活中,各種數(shù)字鬧鐘已得到了非常廣泛的使用。數(shù)字鬧鐘的設計方法有許多種,例如可用中小規(guī)模集成電路組成數(shù)字鐘,也還可以利用單片機來實現(xiàn)數(shù)字鐘等。這些方法都各有其特點,其中利用中小規(guī)模集成電路組建數(shù)字鐘,原理簡單,但由于集成電路集成度有限,對于需要實現(xiàn)較多功能的電路設計比較復雜,對于制作者焊接和布線有較高的要求。用單片機實現(xiàn)的電子鐘具有結(jié)構(gòu)簡單,并便于功能的擴展,但需要涉及到匯編以及 C 語言編寫程序,對設計者有較高的要求。本次設計為用中小規(guī)模集成電路組成數(shù)字鬧鐘。加入世貿(mào)組織以后,中國會面臨激烈的競爭。這種競爭將是一場科技實力、管理水平和人才素質(zhì)的較量,風險和機遇共存,同時電子產(chǎn)品的研發(fā)日新月異,不僅是在通信技術(shù)方面數(shù)字化取代于模擬信號,就連我們的日常生活也進于讓數(shù)字化取締。說明數(shù)字時代已經(jīng)到來,而且滲透于我們生活的方方面面。 就拿我們生活的實例來說明一下“數(shù)字”給我們帶來的便捷。下面我們就以數(shù)字鐘為例簡單介紹一下。數(shù)字鐘我們聽到這幾個字,第一反應就是我們所說的數(shù)字,不錯數(shù)字鐘就是以數(shù)字顯示取代模擬表盤的鐘表,在顯示上它用數(shù)字反應出此時的時間,相比模擬鐘能給人一種一目了然的感覺,不僅如此它還能同時顯示時、分、秒。而且能對時、分、秒準確校時,這是普通鐘所不及。與此同時數(shù)字鐘還能準確定時,在你所規(guī)定的時間里準確無誤的想你發(fā)出報時聲音,提醒你在此時所需要去做的事。與舊式鐘表相比它更適用于現(xiàn)代人的生活。 關(guān)鍵字: 數(shù)字鬧鐘 集成電路 計數(shù)器 顯示器 校時電路 目錄 一、中國鐘表發(fā)展史 6 二、數(shù)字鬧鐘的現(xiàn)狀 8 三、多功能數(shù)字鬧鐘硬件設計 9 (一)多功能數(shù)字鬧鐘的基本功能 9 (二)多功能數(shù)字鬧鐘的設計 9 (三)數(shù)字鐘電路系統(tǒng)的組成框圖 9 (四)振蕩器的設計 9 (五)分頻器的設計 11 (六)校時電路的設計 13 (七)主體電路部分 13 四、軟件設計 15 (一)軟件設計思路根據(jù)系統(tǒng)的功能 15 (二)程序流程圖 16 (三)計時中斷程序流程圖 18 (四)數(shù)字電子鐘的組裝與調(diào)試 19 五、結(jié)論 20 致謝 21 參考文獻 22 一、中國鐘表發(fā)展史 中國是世界上最早發(fā)明計時儀器的國家。有史料記載,漢武帝太初年間(紀元前104-101年)由落下閎創(chuàng)造了我國最早的表示天體運行的儀器——渾天儀。東漢時期(公元130年)張衡創(chuàng)造了水運渾天儀,為世界上最早的以水為動力的觀測天象的機械計時器,是世界機械天文鐘的先驅(qū)。盛唐時代,公元725年張遂(又稱一行)和梁令瓚等人創(chuàng)制了水運渾天銅儀,它不但能演示天球和日、月的運動,而且立了兩個木人,按時擊鼓,按時打鐘。第一個機械鐘的靈魂——擒縱器用于計時器,這是中國科學家對人類計時科學的偉大貢獻。它比十四世紀歐洲出現(xiàn)的機械鐘先行了六個世紀。第一只石英鐘出現(xiàn)在二十世紀二十年代,從三十年代開始得到了推廣,從六十年代開始,由于應用半導體技術(shù),成功地解決了制造日用石英鐘問題,石英電子技術(shù)在計時領(lǐng)域得到了廣泛的應用。并取代機械鐘做了更精確的時間標準。早在1880年,法國人皮埃爾居里和保羅雅克居里就發(fā)現(xiàn)了石英晶體有壓電的特性,這是制造鐘表“心臟”的良好材料??茖W家以石英晶體制成的振蕩計時器和電子鐘組合制成了石英鐘。經(jīng)過測試,一只高精度的石英鐘表,每年的誤差僅為3-5秒。1942年,著名的英國格林尼治天文臺也開始采用了石英鐘作為計時工具。在許多場合,它還經(jīng)常被列為頻率的基本標準,用于日常測量與檢測。大約在1970年前后,石英鐘表開始進入市場,風靡全球。隨著科學的進步,精密的電子元件不斷涌現(xiàn),石英鐘表也開始變得小巧精致,它既是實用品,也是裝飾品。它為人們的生活提供方便,更為人們的生活增添了新的色彩。在現(xiàn)行情況下根據(jù)簡單實用強的、走時準確進行設計。而實驗證明,鐘表的振蕩部分采用石英晶體作為時基信號源時,走時更精確、調(diào)整更方便。鐘是一種計時的器具,它的出現(xiàn)開拓了時間計量的新里程。提起時鐘大家都很熟悉,它是給我們指明時間的一種計時器,并且我們每天都要用到它。二十世紀八十年代中國的鐘表業(yè)經(jīng)歷了一場翻天覆地的大轉(zhuǎn)折。其表現(xiàn)在三個方面: 1、從生產(chǎn)機械表轉(zhuǎn)為石英電子表; 2、曾占據(jù)中國消費市場四十多年的大型國有企業(yè)突然被剛剛冒起的“組業(yè)”所取代,鐘表生產(chǎn)中心轉(zhuǎn)向中國南方沿海一帶; 3、中國鐘表業(yè)發(fā)展從以機芯為龍頭改為以手表外觀件為龍頭。這場轉(zhuǎn)折以迅雷不及掩耳的速度,沖擊著傳統(tǒng)的中國鐘表工業(yè)。中國的鐘表業(yè)從技術(shù)簡單、零件少的石英鐘機芯制造入手。最初石英鐘機芯全靠從日本、德國進口,1989年開始完全自己生產(chǎn),包括模具的制造加工。近十余年,逐漸提高機芯質(zhì)量的穩(wěn)定性,同時轉(zhuǎn)向?qū)κ直頇C芯研制與開發(fā)。目前石英鐘表機芯生產(chǎn)主要在福建省福州、廣東東莞、番禺;機械鐘表機芯在上海、山東等地。數(shù)字鐘被廣泛用于個人家庭,車站,碼頭、辦公室等公共場所,成為人們?nèi)粘I钪械谋匦杵贰S捎跀?shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣泛應用,使得數(shù)字鐘的精度,運用超過老式鐘表,鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來了極大的方便。而且大大地擴展了鐘表原先的報時功能。諸如定時自動報警、按時自動打鈴、時間程序自動控制、定時廣播、自動起閉路燈、定時開關(guān)烘箱、通斷動力設備、甚至各種定時電氣的自動啟用等,所有這些,都是以鐘表數(shù)字化為基礎的。因此,研究數(shù)字鐘及擴大其應用,有著非?,F(xiàn)實的意義。 二、數(shù)字鬧鐘的現(xiàn)狀 現(xiàn)在我國的電子業(yè)發(fā)展非??焖?,電子業(yè)的發(fā)展有利于鐘表業(yè)的發(fā)展。在中國鐘表發(fā)展史上,國產(chǎn)機芯研制的失敗已經(jīng)成為過去,“組裝業(yè)”作為新興鐘表工業(yè)的起步階段也已成為過去。一支新的充滿智慧的鐘表精英在成長。我們相信在科技高速發(fā)展的今天,鐘表業(yè)運用當今材料工業(yè)、電子工業(yè)和其他領(lǐng)域的最新技術(shù),一定會生產(chǎn)出代表中國科學水平的產(chǎn)品。我們希望鐘表業(yè)的精英們在提高制造技術(shù)水平中不斷創(chuàng)新,培育出擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的品牌。由于數(shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣泛應用,使得數(shù)字鐘的精度,運用超過老式鐘表,鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來了極大的方便,而且大大地擴展了鐘表原先的報時功能。諸如定時自動報警、按時自動打鈴、時間程序自動控制、定時廣播、自動起閉路燈、定時開關(guān)烘箱、通斷動力設備、甚至各種定時電氣的自動啟用等,所有這些,都是以鐘表數(shù)字化為基礎的。因此,研究數(shù)字鐘及擴大其應用,有著非?,F(xiàn)實的意義。 三、多功能數(shù)字鬧鐘硬件設計 (一)多功能數(shù)字鬧鐘的基本功能 1.準確計時,以數(shù)字形式顯示時、分、秒的時間。 2.小時的計時要求為“12翻1,分和秒的計時要求為60進位。 3.校正時間。 4、定時控制。 5.仿廣播電臺正點報時。 6報整點時數(shù)。 7觸摸報整點時數(shù)。 (二)多功能數(shù)字鬧鐘的設計 1、數(shù)字鐘的構(gòu)成 數(shù)字鐘實際上是一個對標準頻率(1HZ)進行計數(shù)的計數(shù)電路。由于計數(shù)的起始時間不可能與標準時間(如北京時間)一致,故需要在電路上加一個校時電路,同時標準的1HZ時間信號必須做到準確穩(wěn)定。通常使用石英晶體振蕩器電路構(gòu)成數(shù)字鐘。 (三)數(shù)字鐘電路系統(tǒng)的組成框圖 主體電路是由功能部件或單元電路組成的。在設計這些電路或選擇部件時,盡量選用同類型的器件,如所有功能部件都采用TTL集成電路或都采用CMOS集成電路。整個系統(tǒng)所用的器件種類應盡可能少。下面介紹各功能部件與單元電路的設計。 (四)振蕩器的設計 1、振蕩器是數(shù)字鐘的核心。石英晶體振蕩器的特點是振蕩頻率準確、電路結(jié)構(gòu)簡單、頻率調(diào)整。它還具有壓電效應,在晶體某一方向加一電場,則在與此垂直的方向產(chǎn)生機械振動,有了機械振動,就會在相應的垂直面上產(chǎn)生電場,從而使機械振動和電場互為因果,這種循環(huán)過程一直持續(xù)到晶體的機械強度限制時,才達到最后穩(wěn)定,這種壓電諧的頻率即為晶體振蕩器的固有頻率,如果精度要求不高,可采用集成電路555定時器與RC組成的多諧振蕩器。振蕩器的穩(wěn)定度及頻率的精確度決定了數(shù)字鐘計時的準確程度,通常選用石英晶體構(gòu)成振蕩器電路。一般來說,振蕩器的頻率越高,計時精度越高。 如圖1所示為電子手 表集成電路(如5C702)中的晶體振蕩器電路,常取晶振的頻率為32768Hz,因其內(nèi)部有15級2分頻集成電路,所以輸出端正好可得到1Hz的標準脈沖。 圖1:晶體振蕩器電路圖 2、如果精度要求不高也可以采用由集成邏輯門與RC組成的時鐘源振蕩器或由集成電路定時器555與RC組成的多諧振蕩器。這里設振蕩頻率fo=1kHz,電路參數(shù)如圖2所示: C1 C2 圖2:555振蕩器電路 (五)分頻器的設計 提供功能擴展電路所需要的信號,如仿電臺報時用的1kHz的高音頻信號和500Hz的低音頻信號等。 1、碼制,5421碼制表用四位二進制碼的十六種組合作為代碼,取其中十種組合來表示0-9這十個數(shù)字符號。通常,把用四位二進制數(shù)碼來表示一位十進制數(shù)稱為二-十進制編碼,也叫做BCD碼,見表1 十進制 8421碼 5421碼 十進制 8421碼 5421碼 0 0000 0000 5 0101 1000 1 0010 0001 6 0110 1001 2 0010 0010 7 0111 1010 3 0011 0011 8 1000 1011 4 0100 01000 9 1001 1100 表1:8421碼制和5421碼制 2、分頻器的具體工作原理 分頻器的功能主要有兩個:一是產(chǎn)生標準秒脈沖信號;二是提供功能擴展電路所需的信號,如圖3所示,仿電臺報時用的1kHz的高音頻信號和500Hz的低音頻信號等.選用3片中規(guī)模集成電路計數(shù)器74LS90可完成上述功能.因每片為1/10分頻,3片級聯(lián)則可獲得所需要的頻率信號,即第一片的Q0端的輸出頻率為500Hz,第二片的Q3端輸出的是10Hz,第三片的Q3端輸出為1Hz. 圖3:分頻電路設計 3、時分秒計數(shù)器的設計 分和秒計數(shù)器都是模數(shù) M=60的計數(shù)器,其計數(shù)規(guī)律為00-01-?? 58-59-00??選74LS92作十位計數(shù)器,74LS160作個位計數(shù)器,將其級聯(lián)成模數(shù)M=60的計數(shù)器。時計數(shù)器是一個“24翻1”的特殊進制計數(shù)器,當數(shù)字中運行到23時59分59秒,下一個數(shù)將變?yōu)?0時00分00秒。實現(xiàn)日常生活習慣用的技術(shù)規(guī)律。 4、驅(qū)動電路 結(jié)合教材上所學到的的知識,CD4511 作為驅(qū)動芯片有它特有的優(yōu)勢。它不僅是我們所熟悉的共陰極數(shù)碼管驅(qū)動芯片,而且驅(qū)動電流加大、價格適中。所以選擇CD4511做驅(qū)動芯片。 5、分計數(shù)電路部分 這部分的調(diào)試電路與秒計數(shù)器的電路一樣,在調(diào)試中不同的是秒計數(shù)電路的個位計數(shù)器74LS90的14腳接入振蕩電路部分的輸出端,而分計數(shù)電路的個位計數(shù)器74LS90的14腳本該接校時電路,但是由于校時電路作為最后調(diào)試的電路所以在調(diào)試中74LS90的14腳與單次脈沖連接調(diào)試的結(jié)果是這部分的結(jié)果與秒計數(shù)電路部分的結(jié)果一樣。校時電路部分 在整個電路的設計中,需要用到兩個校時電路,兩個校時電路的功能相同,它們不同的是在電路的設計時,校分電路比時電路少一個反相器,這是因為74LS191為高電平有效而74LS90為低電平有效。調(diào)試的結(jié)果是:當開關(guān)斷開時,分計數(shù)電路,小時計數(shù)電路正常計數(shù),當開關(guān)閉合時,校時電路進行校時。只是有時松開按鍵時,較時數(shù)。如果接上R-S觸發(fā)器就能夠消抖。 6、擴展電路部分 擴展部分的調(diào)試是在主體部分正確的情況下,才能完成的。有些也可模擬調(diào)試。定時控制:擴展部分的調(diào)試是在主體部分正確的情況下,才能完成的。單獨在實驗箱上可以調(diào)試其電路的輸入就用模擬開關(guān)輸入高低電平。只要輸入的變化下能夠控制風鳴器工作就行。因為這部分的電路比較簡單、原理也不難。所以這部分調(diào)試很快,一切很順利。 有了以上主要在DA軟件虛擬平臺上實現(xiàn),主體電路的功能接上電源后就能實現(xiàn):能顯示時、分、秒的時間;小時的計數(shù)為“12翻1”,分和秒的計時為60進位;擴展部分:定時控制能夠校時、分。 (六)校時電路的設計 當數(shù)字鐘接通電源或者計數(shù)出現(xiàn)誤差時,需要校正時間。校時是數(shù)字鐘應具備的基本功能。一般電子手表都具有時,分,秒等校時功能。為了使電路簡單,這里只進行分和小時的校時。對校時電路的要求是,在小時校正時不影響分和秒的正常計數(shù);在分校正時不影響秒和小時的正常計數(shù)。校時方式有“快校時”和“慢校時”兩種,“快校時”是通過開關(guān)控制,使計數(shù)器對1Hz的校時脈沖計數(shù)?!奥r”是用手動產(chǎn)生單脈沖作為校時脈沖。圖8示電路為校“時”,?!胺帧彪娐?。其中S1為?!胺帧庇玫目刂崎_關(guān),S2為校“時”用的控制開關(guān),他們的控制功能如圖表示。校時脈沖采用分頻器輸出的1Hz脈沖,當S1或S2分別為“0”時可以進行快校時。如果校時脈沖由單次脈沖產(chǎn)生器提供,則可以進行慢校時。 (七)主體電路部分 (1)振蕩電路部分我先用的是32768HZ的晶振和反向器74LS00接兩個電阻和兩個電容組成的振蕩電路,產(chǎn)生32768HZ的方波信號,經(jīng)過15級二分頻后得到1HZ的基準脈沖。擴展部分所需的頻率可以從5級二分頻得到1024HZ六級二分頻得到512HZ但是這樣用的集成塊較多,時間延遲較長。用555 123&74LS0312456&A74LS20A,多諧振蕩方波也可,就是精確度和穩(wěn)定度不高。后來我就用的1MHZ的晶振產(chǎn)生1MHZ的頻率經(jīng)過74LS90組成的二-五-十的分頻器,可很好的擴展部分所需的頻率。只是要用六塊74LS90,后來我查了手冊,現(xiàn)4518有兩片十進制分頻器,功能與74LS90又基本上相同,這樣就可少用集成塊,減少時間延時。 在現(xiàn)用電路調(diào)試中,晶振的輸出頻率為1MHz,用三片CD4518組成了六級十分頻電路,在調(diào)試中我對每級分路進行了測試。在第一級分頻后出現(xiàn)的脈沖信號為100KHz,經(jīng)過第二級得到了10KHz的標準脈沖,這樣一級級的分頻,經(jīng)過六次分頻后得到了標準的1Hz脈沖信號。計數(shù)電路部分小時計數(shù)部分這部分電路較復雜,在第一次焊接完成后的調(diào)試顯示中,發(fā)現(xiàn)小時的十位沒有變化,經(jīng)過分析、檢查發(fā)現(xiàn)74LS74的3腳沒有接上。 (2)秒計數(shù)電路這部分的調(diào)試中順利得到了結(jié)果即:秒計數(shù)器的個位能準確以十進制形式計數(shù);秒計數(shù)器的十位也能準確以六進制的形式計數(shù)。當秒計數(shù)器的個位計數(shù)到9后自動向秒數(shù)器的十位計數(shù)。 四、軟件設計 (一)軟件設計思路根據(jù)系統(tǒng)的功能 可以將程序分為5個功能模塊,包括LED數(shù)碼管掃描模塊、時間計時模塊、校時模塊、鬧鐘定時模塊和鍵盤掃描模塊。 1、LED數(shù)碼管掃描模塊 在采用動態(tài)掃描方式時,要使得LED顯示得比較均勻,又有足夠的亮度,需要設置適當?shù)膾呙桀l率。當掃描頻率在70Hz左右時,能夠產(chǎn)生足夠的圖形和比較好的效果。在每一位LED顯示后調(diào)用一個延時程序。采用實驗平臺時,插孔CS1用于數(shù)碼管段選的輸出選通,插孔CS2用于數(shù)碼管位選信號的輸出選通。在編程時,只需要先輸出數(shù)據(jù)選通相應的位,再輸出顯示數(shù)據(jù)。顯示數(shù)據(jù)輸出前要將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為顯示代碼。 2、時間計時模塊 計時是采用硬件計時和軟件計時相結(jié)合的方法。硬件定時100ms,產(chǎn)生中斷。8253定時的時間是100ms,clk0的輸入時鐘f=46875hz,所以計數(shù)初值為124FH。分別用Hour、Min、Sec來存儲時分秒值。在中斷服務程序中,計數(shù)到1秒的間時,Sec加1。當Sec加到60的時候進一,Min值加1。當Min等于60時,Hour值加1,Hour值等于24時清零開始下一次循環(huán)。 3、校時模塊 當校時鍵按下時,進入校時中斷程序。停止計數(shù)器,開始鍵盤掃描。當鍵盤是A鍵時,校正的相應值為加1,若為B鍵時,校正的相應值為減1。C鍵負責在相應的位之間切換。具體流程見校時中斷程序的流程圖。 4、鬧鈴定時模塊 當鬧鈴定時鍵按下時,進入鬧鈴定時中斷程序。開始鍵盤掃描。當鍵盤是A鍵時,定時的相應值為加1,若為B鍵時,定時的相應值為減1。C鍵負責在相應的位之間切換。具體流程同校時中斷程序流程圖。 5、鍵盤掃描模塊 采用的是行反轉(zhuǎn)法來掃描鍵盤的,調(diào)用鍵盤掃描的程序TESTKEY后,程序中的變量KEY的值就是按下的鍵的值,如果KEY為0FFH則表示無鍵盤輸入,為0~15則按照上往下從左往右的順序分別代表每一個按鍵按下的信息。判斷鍵值進行相應的操作。 (二)程序流程圖 1、主程序流程圖如圖4開始系統(tǒng)初始化數(shù)碼管掃描輸出 開 始 系統(tǒng)初始化 數(shù)碼管掃描 輸出 圖4主程圖流程圖 2、校時中斷程序流程圖如圖5 校 時 中 斷 中 斷 保 護 PAO輸出停 止計數(shù)器 讀 鍵 值 是A盤? 是B盤? 是C盤? 讀 鍵 值 是A盤? 是B盤? 是C盤? PAO輸出啟 動計數(shù)器 中 斷 返 回 Y Y N Y Y N Min+1->Min Hour+1->Hour Hour-1->Hour Min-1->Min 圖5:校時中斷程序的流程圖 (三)計時中斷程序流程圖 如圖6 N Y 定時中斷 中斷保護 Cnl-I->Cnl Cnt=10? 0->Cnt Scc-I->Scc Lloui=60? 0->Hour 時分是定時時間 PBO輸出 恢復中斷 中斷返回 N N Y 圖6:計時中斷程序流程圖 (四)數(shù)字電子鐘的組裝與調(diào)試 1、 數(shù)字中系統(tǒng)組成框圖按照信號的流向分級安裝,逐級級聯(lián)。這里的每一級是指成數(shù)字中的各個功能電路。級聯(lián)時如果出現(xiàn)時序配合不同步,或劍鋒脈沖干擾,引起的邏輯混亂,可以增加多級邏輯門來延時。如果顯示字符變化很快,模糊不清,可能是由于電源電流的跳變引起的,可在集成電路器件的電源端Vcc加退藕濾波電容。通常用幾十微法的大電容與0.01μF的小電容相并聯(lián)。. 2、 實驗結(jié)論 通過運用數(shù)字集成電路設計的24小時制的數(shù)字電子時鐘,經(jīng)過試驗,成功實現(xiàn)了一下基本功能: (1).能準確計時,以數(shù)字形式顯示時、分、秒的時間。 (2).能實現(xiàn)整點報時的功能,并分別在51秒、53秒、55秒、57秒、59秒實現(xiàn)了四短一長”的報時效果。 (3).能定時控制,且能驚醒校正時間(通過開關(guān)調(diào)時、分)。 3、調(diào)試在本設計中,為了設計的順利進行,我在實驗箱上進行了部分調(diào)試,因為電路太復雜,在實驗箱上不可能整體電路進行調(diào)試。調(diào)試后,我就自己焊接了一個試驗板進行調(diào)試。以確保最后能很好的完成其各部分功能。調(diào)試后,我就畫PCB圖,用來制印制板。因為PCB圖先畫,后經(jīng)過反復考慮振蕩電路部分改進了,最后用的是1MHZ的晶振經(jīng)過三片CD4518六次分頻就能得到1HZ的頻率。所以在印制板外加了一個振蕩部分電路。 五、結(jié)論 通過本次畢業(yè)設計,我明白了一個道理:無論做什么事情,都必需養(yǎng)成嚴謹,認真,善思的工作作風.我這畢業(yè)設計由于我采用的是集成電路,所以電路較復雜,但是容易理解.每一部分我都能理解并且能有多種設計方法.通過這次設計,我還掌握了制集成電器設計的的一系列步驟,在幾個月時間里,通過杳閱資料,還有指導老師的指點,對多功能數(shù)字鬧鐘的設計從基本結(jié)構(gòu)到主體設計,最后,對其調(diào)試和軟件設計也作了一些介紹。通過這次畢業(yè)設計,我不僅掌握了些元器件的用途以及它們的參數(shù)、性能,更重要的是通過這次設計提高了我理論和實踐相結(jié)合的能力,增加了把理論用于實踐的興趣,同時也提高了我分析問題和解決問題的能力。做什么事情沒有最好,只有更好。我相信通過這一次的畢業(yè)設計之后,我以后會更加努力,用嚴謹?shù)目茖W態(tài)度去面對一切??朔щy,戰(zhàn)勝自我,超越自我。我要努力在今后走向社會中,在工作中做得更好。 致謝 時間過的好快,轉(zhuǎn)眼間,大學生活結(jié)束了。通過大學課程的學習,不僅讓我們拓寬了知識面,而且鍛煉了能力,綜合素質(zhì)得到較大提高。設計,給人以創(chuàng)作的沖動。但凡涉及設計都是一件良好的事情,因為她能給人以美的幻想,因為她能給人以金子般的財富,因為她能給人以成就之感,更為現(xiàn)實的是她能給人以成長以及成長所需的營養(yǎng),而這種營養(yǎng)更是一種福祉,一輩子消受不竭享用不盡。 安排課程設計的基本目的,在于通過理論與實際的結(jié)合、人與人的溝通,進一步提高思想覺悟。尤其是觀察、分析和解決問題的實際工作能力,以便培養(yǎng)成為能夠主動適應社會主義現(xiàn)代化建設需要的高素質(zhì)的復合型人才。課程設計達到了專業(yè)學習的預期目的。通過這次畢業(yè)論文的寫作,我們普遍感到不僅實際動手能力有所提高,更重要的是通過對設計過程的了解,進一步激發(fā)了我們對專業(yè)知識的興趣,并能夠結(jié)合實際存在的問題在專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)進行更深入的學習。 這次畢業(yè)論文終于完成了,在設計中遇到了很多問題,最后在老師的辛勤指導下,終于迎刃而解。在這個過程中我們學到了很多東西。同時,對給過我?guī)椭乃型瑢W和各位指導老師再次表示忠心的感謝!首先我們要感謝學院給與我們機會學習,再次感謝我們的指導老師,在我們完成設計的過程中,指導老師給予了我們很大的幫助。在課程設計開始的初期,我們對于論文的結(jié)構(gòu)以及文獻選取等方面都有很多問題,整體構(gòu)思不是很明確,段落層次也不是很清晰,老師詳細給我們分析論文的寫作過程,從論文的題目,論文的內(nèi)容,論文的脈絡,都給與我們詳細的指導。在我們課程設計的進展過程中,老師也及時給我們解決疑惑,并且監(jiān)督我們論文的進展過程,非常感謝!但是慚愧的是,論文也時有偏差出現(xiàn),經(jīng)過了曲折的過程,老師也耐心的給我激勵,非常感謝! 在論文即將完成之際,我的心情無法平靜,從開始進入課題到論文的順利完成,有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助,在這里請接受我誠摯的謝意! 最后,對這次參加答辯的老師表示最誠摯的敬意。 參考文獻 [1] 謝自美 《電子線路設計—實驗—測試》華中科技大學出版社 [2] 路而紅 《虛擬電子實驗室—EWB》人民郵電出版社 [3] 祁存榮 《電子技術(shù)基礎實驗》武漢理工大學教材中心 [4] 康華光 《電子技術(shù)基礎數(shù)字部分》 [5] 鄭繼禹 《同步理論與技術(shù)》電子工業(yè)出版社 [6] 方建邦 《通信電子電路基礎》人民郵電出版社 [7] 陳安凱《最新集成電路數(shù)據(jù)手冊》人民郵電出 [8] 王港元《電子電工實踐指導》人民郵電出版 [9] 朱定華主編.電子電路測試與實驗.北京:清華大學出版社,2004. 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