自动打铃器设计.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除数字电子技术课程设计题 目： 自动打铃器 学 院： 计算机与电气自动化学院 专 业： 电气工程及其自动化 精品文档 摘 要 为方便人们的日常生活，优化学校、机关等单位的计时系统，采用以数字电路为基础设计了一种的自动打铃器。本电路由电源，显示电路，按键控制电路，功放电路四部分组成。这次设计利用了数字芯片555的定时和计数功能，来完成时间的计时、校时和定时功能。用LM12864液晶显示时、分、秒。选用蜂鸣器模拟现实的电铃实现打铃，其中计时和定时功能是软件为主，硬件为辅。而校时功能是软件为辅，由外部按键控制，实现加一与减一的操作。本次设计利用函数信号发生器来进行脉冲信号的输出、利用74160N来设置十进制和六进制的进位输出、利用数码显示器来显示时间、利用或门、与门、非门、与非门、等电路元件进行组合、级联后得到设计所要求的电路图。关键词：计时，校时，定时，自动打铃 目 录摘 要- 1 -第一章 绪论- 3 -1.1 课题背景- 3 -1.2 自动打铃器的简介- 3 -第二章 方案设计- 3 -2.1 方案论证- 3 -2.2 方案分析- 4 -第三章 电路设计- 5 -3.1 设计过程- 5 -3.2 总体设计框图- 5 -3.3 分频电路- 7 -3.4 扫描电路，即时间显示功能的实现- 7 -3.5 响铃电路- 7 -3.6 打铃器- 7 -第四章 调试与仿真- 8 -4.1 测试计时系统- 9 -4.2 测试校时系统- 9 -4.3 测试定时系统- 9 -第五章 总结- 9 -参考文献- 10 - 第一章 绪论1.1 课题背景 随着科学技术的发展，原来老式的打铃器已渐渐淡出人们的生活，为方便人们的日常生活，优化学校、机关等单位的计时系统，采用数字电路为基础设计的自动打铃器，此设计利用了数字芯片的定时和计数功能。1.2 自动打铃器的简介 打铃器打铃器可设定打铃的时间，性能可靠，外形美观，广泛使用于学校、机关、工厂、部队、医院、车站等单位，是自动化的工具扩展阅读。打铃器开放分类：打铃器，打铃仪，音乐打铃仪，学校打铃器，微电脑打铃器“打铃器”。自动打铃器,充分发挥数字芯片的体积小、价格便宜、功耗低、可靠性好等特点。它将微机计算机的中央处理器CPU和外围芯片，如程序存储器ROM（或EPROM）数据存储器RAM，并行和串行接口，定时器/计数器，中断控制系统等部件集成在一个芯片之中，通过这些功能就能体现了利用数字电路来控制打铃器的优势。 第二章 方案设计2.1 方案论证 1.显示屏 方案一. 选用LED显示屏。 优点：使用方便，价格便宜。 缺点：LED显示屏点密度高,不适合近距离观看,而且,编程比较复杂。 方案二. 选用LM12864液晶显示屏。 优点：此液晶功耗低,显示字符锐利,屏幕稳定不闪烁,屏幕调节方便,并且编程与LED显示屏相比较要简单的多。 缺点：价格稍贵一些。 由上述两个方案比较，选择方案二。 2. 定时系统 方案一 选用555定时芯片 优点：芯片内有集成的定时系统，在编写程序时只需对相应的口位进行操作，操作方便。 缺点：价格昂贵，市面上难够买。 方案二 选用数字电路定时系统 优点：计时、校时与定时集成在一块片子上，方便程序编写，电路结构简单，避免了许多干扰。 由上述两个方案比较，选择方案二。2.2 方案分析 1.为使电路有计时功能，分别用两个74160设置成60进制和24进制计数器。 2.将已经完成的两个60进制和一个24进制计数器进位连接，完成时、分、秒的计数功能。 3.用74161设计成分频器，将给出的732HZ的频率分频得到1HZ的时钟脉冲，作为时钟输入信号。 4.用74161设置成8进制计数器， 74151八选一数据选择器和BCD七段7449译码器设计成电路完成数字显示功能，用高频信号快速扫描做成扫描显示电路。 5.用或门，与门，或非门实现定时分别为1时、3时、5时、7时、9时、11时的功能。 6.用D触发器做成响铃5秒的响铃电路。 第三章 电路设计3.1 设计过程计时功能的实现 用两个74160采用整体置数法分别构成60进制计数器（如图3.2）和24进制计数器（如图3.3），用两个60进制和一个24进制计数器分别完成秒，分，时的计时功能，为了保证时钟显示零的同时才进位因此在计数器后加一D触发器使进位延迟一个周期，然后将三者依次异步连接（如图3.4），实现24小时计时功能。3.2 总体设计框图 图3.1 总体框图 图3.2 六十进制计数器 图3.3 二十四进制计数器 图 3.4 二十四小时计时功能原理图3.3 分频电路 用三个74161构成732进制的分频电路，得到输出1HZ的频率，使输出信号周期为1秒。3.4 扫描电路，即时间显示功能的实现 扫描电路由74161构成的八进制计数器（如图3.5），四个八选一数据选择器74151、时钟模块和7449七段译码器构成。 图3.5 八进制计数器3.5 响铃电路 用四个D触发器做成一个移位寄存器，使最后的触发器能在五个脉冲的时间输入为1，构成响铃五秒的响铃电路。3.6 打铃器 利用或门，与门，或非门从24小时记时器中选出六个时间点，设置为1时，3时，5时，7时，9时，11时响铃，与响铃模块连接起来控制响铃，做成响铃五秒钟的打铃器，如图3.6：图3.6 打铃器电路 第四章 调试与仿真4.1 测试计时系统 在软件中将时间定格为23：59：50，接下来程序在运行时，液晶显示时间就会计时。当计时到00：00：00时，观察时分秒是否全部往下计时，时间在转换的过程中是否有错误。4.2 测试校时系统 当液晶显示的时间正常计时，并需要修改时间时，第一次按下按键S1后，光标会在秒的位置闪动，同时停止计时，按下S2和S3键后，进行时间的加一和减一操作。两次按下按键S1后，光标会在分和时的位置闪动，再按下S2和S3键，从而达到时间的校对。4.3 测试定时系统 在计时和校时系统工作正常时，将软件中时间定时为某一你需要定时的时间（比如02：05：50），观察当计时到此时间时，蜂鸣器是否会响，测定蜂鸣器响铃多长时间。设定一个停止的按钮，当蜂鸣器响铃时，可以随时按下按钮，停止响铃。 按照总电路图连接线路，将已写好的程序下载到单片机内，打开电源，测试系统。第五章 总结 通过这次对数字钟的设计实训，使我们将课堂上的理论知识有了进一步的了解，也让我了解了关于数字钟的原理与设计理念，更重要的是增强了我对这门课程的兴趣。了解了电子元件的工作原理。同时也认识了学电子这门专业必须要有认真和耐心的心态！因为任何异步出错的话，下边的工作将前功尽弃。比如说原理图和PCB的布局画线。 在此次的数字钟设计过程中，更进一步地熟悉了芯片的结构及掌握了各芯片的工作原理和其具体的使用方法。 在连接六进制、十进制、六十进制的进位及十二进制的接法中，要求熟悉逻辑电路及其芯片各引脚的功能，那么在电路出错时便能准确地找出错误所在并及时纠正了。 此次的钟控自动打铃器设计重在于仿真和接线，了解一些常用计数器的工作原理，虽然能把电路图接出来，但是还需更加深入的了解钟控自动打铃器的工作原理。我希望老师在我们动手制作之前应先告诉我们一些关于所做电路的资料、原理，以及如何检测电路的方法，还有关于检测芯片的方法。这样会有助于我们进一步的进入状况，完成设计。 总的来说，通过这次实训，使我动手能力更加提高了。增加了我的知识，使我更进一步的了解计数器的工作原理和一些脉冲信号产生电路原理。我觉得互相帮助是成功的最主要关键，可以减少更多的时间来进行调试和分析错误的存在。还有一点就是上网查阅相关的资料来丰富、调整自己对学习