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机电工程技术年第卷第期机电工程技术年第卷第期基于’的单片多功能数字钟刘旄光,李玲(国防科技大学炮兵学院,湖南长沙)摘要本文介绍了一种基于’的单片多功能数字钟电路。文中阐述了采用原理图与,语言相结合设计电路的方法。关键词’;,;数字钟中图分类号/0文献标识码1文章编号02003422收稿日期/5引言近年来,可编程逻辑器件的广泛使用引发了电子产品领域的一场新的革命。可编程逻辑器件具有设计灵活、速度快、更改方便、功耗低等优点,在数字信号处理中得到广泛应用。采用可编程逻辑器件进行数字信号处理有许多优点,最明显的是系统的元件使用数目大大减少,可节约昂贵的’6板面积,而且具有功耗低、高速高可靠性等优点,其最大优点是设计的灵活性,另一方面还可以使用设计工具,帮助进行自动设计。芯片介绍设计时采用78987公司的05;5作为主芯片,该芯片具有以下特点()高性能。在所有可编程引脚之间828延时仅/。()容量较大。该芯片有5个宏单元,可用系统门为个。()系统可在直流电源进行编程,可以编程次。()该芯片为5脚;封装,体积较小。()ABC口的最高驱动电流为D1,可直接驱动E等。系统设计()结构原理该输出数字中具有整点报时、闹时、校时等功能,其顶层结构原理框图如图所示。()设计方法本设计用78987公司的E1软件FGHIJ8F,采用原理图与,语言相结合的方法。该软件在原理图设计中提供了丰富的集成模块以及基本模块,其中有/系列的大部分集成块以及各种加法器,基本模块有各种门、触发器等。用,语言来设计某些复杂模块,具有设计简洁、快速、稳定性高等优点。在此数字钟的设计中用,语言来设计译码器。()具体实现具体设计时,将’内部分为几个相对独立的功能模块,分别进行设计。采用/25十进制计数器来设计、5进制计数器,其电路如图所示。5进制计数器设计同上,只需将与非门1的输入端接计数器十位上的;’、;6即可。在设计电路时,可使用软件进行模拟。图就是模拟进制计数器的窗口。因为七段码译码器内部电路复杂,因而采用,语言设计,其源程序为98KLILMAEEENGOAEEEJHP9FQ8RP5I99N图顶层结构原理框图研究与开发机电工程技术年第卷第期机电工程技术年第卷第期图、’进制计数器电路图,/0123456789;AB6AC4D2E2FG6;82H9;AB6AC4’D2E2FFGD/GI3JKJH3/I3JK2L/0MNEK56796J6;OPQQEKQQRSSQQEKQQRSSQQEKQQRSSQQEKQQRSSQQEKQQRSSQQEKQQRSS’QQEKQQRSSTQQEKQQRSSUQQEKQQRSSVQQEKQQRSSWQQEKQQRSSMQQEKQQRSSAQQEKQQRSSDQQEKQQRSS6QQEKQQRSSXQQEK2K30GSSD/I3JKG闹时模块分别用J2H和J2H’作锁存器,保存定时时间,并随时与时钟计数器比较。当达到时间时,发出双频交替的信号,并通过信号放大电路驱动扬声器发声。整点报时模块将分钟,秒钟YA;码的个位、十位依次命名为/、/、/、/、/、/、/’、/T。当分钟的/’、/、/、/为高电平,即为V分;秒钟的/’、/、/为高电平,/为低电平,即为、、T秒时,将5Z的信号送往扬声器,驱动扬声器发出频率为5Z的声音。当秒钟的/’、/、/、/为高电平,即为V秒时,将U5Z的信号送往扬声器,驱动扬声器发出频率为U5Z的声音。校时模块将时钟信号与校时信号分别输入,通过图模拟窗口研究与开发’机电工程技术年第卷第期机电工程技术年第卷第期以削弱谐波频率较高的干扰信号,减少对电源的影响。变频器的输出端安装输出滤波器,削弱谐波频率较高的干扰信号。输出端和输入端都安装电抗器(图中所示),削弱频率较低的谐波分量。控制回路的基本回路有模拟回路(电压信号和电流信号)和数字回路(开关电路),一般是小能量、弱信号的回路,极易遭受其他装置产生的干扰,尤其传入、传出’的模拟信号、传于变频器的模拟信号,更易受到干扰,因此在保证可靠屏蔽的同时,安装线路滤波器(图中所示),确保控制指令不失真。在’供电系统中采用隔离变压器保护措施,使输出电压在’能承受的电压范围,同时还可以隔离掉供电电网中的各种干扰信号。’系统和变频器系统不共用接地点,且’系统采用一点接地。对传入’系统的模拟信号,可通过编程,采用平滑处理,平均处理,设置数据处理上下限实现软件滤波。当然,主电源输入线路还必须安装空气开关以在线路故障时切断电源,采用电磁接触器以防止掉电后再启动。结语一般来说,控制系统是弱电信号控制强电系统运作的过程。在此过程中,主要的不确定性在于主电源的波动对控制系统的影响,非线性设备对电源及其他弱电信号的影响。随着控制系统精度要求的不断提高,进一步探索干扰噪声的机理,寻求抗干扰性能更好及产生干扰噪声更低的设备,已成为高精密控制系统必须面对的问题。参考文献[]卢文祥,杜润生机械工程测试、信息、信号分析[,]武汉华中科技大学出版社,[]吴湘淇信号、系统与信号处理[,]北京电子工业出版社,[]章蔚青变频器应用中的干扰问题及其对策[]工业控制计算机,,/01[]杨明,杨世斌变频器控制回路的抗干扰措施[]自动化技术与应用,,()1[]罗兵,刘金夏消除变频设备对自动控制信号的干扰[]石油化工自动化,,()212[]胡大宝’控制系统中抗干扰解决方法探讨[]冶金电力,,()313第一作者简介刘存祥,男,2年生,河南滑县人,博士,副教授。研究领域电动汽车理论及控制系统。/编辑吴智恒0图总线输入输出电路图456控制输出是时钟信号还是校时信号,如果是校时信号则再通过456控制信号输往时钟模块或闹时模块,分别用于校正时间和设置闹时时间。计数及译码显示模块为了在调整闹时时间时能显示此时间以及平时能查看闹时时间。设计了一个选2数据选择器模块,见图中的7。用58作为控制端,控制输出的是计时数据或者闹时数据。在设计该模块以及进制计数器、进制计数器、译码器时,采用了总线输入输出的方法,用这种方法可以减少连线,简化电路,其电路如图。其中7、7为选2数据选择器,7为分计数器,72为时计数器,73用于保存闹钟的分钟时间,7用于保存小时时间。安装与使用该电路使用直流9电源,系统组装于一块电路板上,整个电路仅需个轻触按键开关。只要程序编写无误,则无需更多调试。实际使用时,只要按动功能开关,就可调整其相关输出,操作简单,运行精确、可靠。该系统若需用于其它装置进行定时、报警等方面的控制时,只需编写、修改其中程序即可。参考文献[]胡振华编著9;与’设计[,]中国铁道出版社,[]阎石主编数字电子技术基础[,]高等教育出版社,第一作者简介刘旄光,男,年生,广东人,大学本科,副教授。研究领域电子技术与模拟训练。已发表论文余篇。/编辑吴智恒0(上接第页)研究与开发3’,/0112’34’,’54’2,6’7’8492’,48954;;;’,/0;A’,/012033/034516,13,/01234563,5,41/01(3’535B53CD2EF074’5458G;25348’3’;25348HI9JCE’758,’4FG3’535B53C2EFH9CKLMMNKHC’)789804C’,1158H52G’4522’E54525748’,5D,’E56BC’,52852’J5,,5’4’2G934’,,93C,7’3585184’EH7’E348225,4C2FHC9F54534D’E’5GG’33’9,’O934’52’’4’EH25’EC45,98D’E75828’EH9115831945839’34’EH5436B,5,5,5H4C5,5G934’,458’2’J5,C44C5’4522’E54525748,C925’F,HFC7585G5853572956BC’,1158G39,5,4C5184’G52’E’423482H187’5,,5’1844C8853’839’4,,G485G23C846P2,,54C552H,5’,39,,’,85544C5852’4522’E545257485,’E6’’4522’E54525748QRQ944’7810613,/01209619;0/605100/3;,611,965;2(9JC9/34’2’758,’4FH9JC9STUMTTHC’)7898BC’,1158’48935,4C554CG3534’EVW’,12F’4C,’E253C’1’383194586042,185,54,C49,54,’E253C’1’38319458,’5,F,45C439’345’4C1822529,54554C54,’E253C’1’D38319458,6’,’E253C’1’38319458QVWWXYW000Q18225239’34’7,9329010/53315108AB45;/2345412(P84’2258F3C2HZ4’2’758,’4FGA5G5,5B53C2EFHCE,CKTMTTSHC’)7898BC’,84’325’48935’G525348’33’839’4G84C5924’G934’’E’42323,5WA5\14’45,4C554CG5,’E’E525348’33’839’4F9,’E,3C54’34DE54C58’4C/IA2E9E56’WAQ/IAQ’E’423237C8693560/216D8,5;0113E0F;50350/650/6A;B2C3D6E,F1/G2C3F5,G1/012H(T6Z4’2ZF,45;E6X5,583C5458H9CKLMMNKHC’QS6V9EER3C’58FX5,583C0,4’4945,V9EJC9UTMLUHC’)789822857’35’,357’35G83’8392845,4D’EG3C’542,HC’3CC,FE92’4’5,H,93C,C’EC1853’,’H,’125’,4224’H,C8445,44’55184,6I5758H22857’35’,84C582’’45’’4,31’2’4F45,985,228’9,3498,’,2F5’5,’25,985546BC’,1158185,54,4’5,’25,985D5457’35575215FI5’5C’6BF1’3258884F15,1,,’2539,5,G83’8392845,4’E852FJ5’54’2,,5,,54C,G3’8392845,4,85’489356;\125,G3’8D392845,4,855\12’542,46’3’8392845,4,QZ3C’542Q125E84’E7156533G5693,106133A8510HB29010120466IE,/2(C5JC55’8B53C’320,4’4945HC5DJC5UTMKUHC’)7898,54C5’58W0AG934’GR0B0I0_XUMM,58’5,’758458H’,8’322F458,9112F,F,453D48225FW8E825E’32482258‘WA’,185,545’4C’,11586’4C4C’,,F,45H4C5458,9112FG8924’,48’59’2’EH’9,48FHG’85G’EC4’E,H35’1255455GG’3’542FH4C5,F,45G54985,’4C944’3,44185,,985G8458,9112FHC,’,4’34’187554’55G’43584’729254,3’54F6’G85953F3482QW0AG934’QW3482Q’,D8’322F458,9112FI351012;8096’56102/9651012G560,10160/501061330/,10,93290F10J6516J,DG2/2C,H,B,62C3JE56/KG2C36,12/GC(T6A518454GR53C’32;E’558’EH9C0,4’4945GB53C2EF9CKLMMNLHC’QS6225E5GR53C63’6B;EHI9JCE’758,’4FG3’535BB53CD2EF,9CKLMMNKHC’)7898’4C4C55\125G4C5’48’E34822’E,F,45924’G934’5\48348H4C’,1158185,54,4C51D12’34’G4C55498F483G’E984’,G485’’9,D48’23482,F,456BC5,48934985HG54985,G934’,G5498F483G’E984’,G4858551C,’J56’924’G934’5\48348Q5498F483G’E984’,G485Q’48’E34822’E,F,45KL;/0505351012M’,G;’96N5452/L,M;,G1/N2(;25348’32;E’558’E0,4’4945GC5OE’758,’4FHIEJC9LTMMSNHC’)7898’4C4C5’385,’E’187554G4C5112’34’G4C55,’EGVW,F,45HVWC,12F5’385,’E2F’D1844825’224F15,G7’E4’E,F,45,6BC’,1158’48D935,4C518’3’125GVW39’34’4C5112’34’GVW’7’E4’,F,45G75C’325HC’3C’,18O5345’E388’5946P42,4H’451C4’322F31,5,184G,983518E87’E4’GVW575215’4C59158R132,,5,43312’,C4C57’E4’G313457’35,6’VWQ59158R1Q313457’35OPN85351000/6569/06;,12/G36A;B/O2(V9EJC93’4FI’ECFB8GG’3;,42’,C54_348FHV9EJC9UTMUMHC’)7898P’’E44C59’758,2;25348E54’3’458G58535‘;R0A1825,’852’4FH4C’,1158,98’J5,4C55,’E5,985,’’45E8453’839’4,5;R33514’338D’E4;R0,9835,H,84,3912’E1183C5,6’;RQ’458G58535,9835Q3912’EQG’2458
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