多功能数字计时器.docVIP

【标题】多功能数字计时器 【作者】杨原益 【关键词】多功能数字钟整点报时　闹钟　定时　 【指导老师】朱兆虎 【专业】电子信息科学与技术 【正文】１、引言20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地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。数字计时器常见的使用形式就是数字电子钟，提起电子钟大家都很熟悉，它是给我们指明时间的一种计时器具，我们每天都用得到它。时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间，也就忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘当然也就没有什么关系；但如果是一件重要的事情，这一时的耽误就可能酿成大祸。例如，许多火灾都是由于人们一时忘记了关闭煤气或是忘记充电时间。尤其在医院，护士都会给病人作皮试，测试病人是否对药物过敏，注射后，一般等待5分钟，一旦超时，所作的皮试试验就会无效，那么对于那些容易忘记时间的人电子钟的作用就体现出来了。数字计时器不仅是用作计时，人们还将其作为定时器、报警器、豪华装饰品等。而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。广泛应用于各行业计时、定时场合。操作简单，计时准确，定时报警，并带有外接启动/停止、清零功能、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。如今的计时器均采用微处理器(单片机等一类)进行智能控制，输入为脉冲量或接点开关量信号,经过CPU运算处理后,由高亮度LED数码管清晰直观地显示计数。随着电子技术的日新月异，计时器将逐渐向人性化、智能化和高度集成化方向发展。时钟表的数字化也给人们生产生活带来了极大的方便。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义，同时在实验过程中，可以提高我们的动手能力，把在大学四年里所学的知识综合运用，把理论与实践更好的结合起来，为步入社会做好充实的准备。２、多功能数字计时器的组成和基本工作原理数字电子钟是用数字集成电路构成的,用数码管显示“时”，“分”，“秒”的现代计时装置。与传统机械表相比，它具有走时精确,显示直观等特点。它的计时周期为２４小时，显满刻度为“２３时５９分５９秒”，另外具有校时功能，整点报时功能（仿电台报时，４低１高），闹钟功能（可以任意设置时间）。2.1、多功能数字计时器的工作原理数字电子钟的原理方框图如图1所示。本设计主要由秒信号发生器、“时、分、秒”计数器、译码器及显示器、校时电路、整点报时电路组成。秒信号产生器是整个系统的时基信号，它直接决定计时系统的精度，一般用石英晶体振荡器加分频器来实现。数字钟的工作原理就是将标准秒信号送入“秒计数器”，“秒计数器”采用60进制计数器，每累计60秒发出一个“分脉冲”信号，该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲。“分计数器”也采用60进制计数器，每累计60分钟，发出一个“时脉冲”信号，该信号将被送到“时计数器”。“时计数器”采用24进制计数器，可实现对一天24小时的累计。译码显示电路将“时”、“分”、“秒”计数器的输出信号送到七段显示译码驱动器译码驱动，通过六个七段LED显示器显示出来。整点报时电路根据计时系统的输出状态产生一脉冲信号，然后加上一个高频或低频信号送到放大电路驱动扬声器发声实现报时。校时电路是直接加一个脉冲信号到时计数器或者分计数器或者秒计数器来对“时”、“分”、“秒”显示数字进行校对调整。闹钟电路是用比较器来比较计时系统和定时系统的输出状态，如果计时系统和定时系统的输出状态相同，则发出一个脉冲信号，再和一个高频信号混合，送到放大电路驱动扬声器发声，从而实现定时闹响的功能[1]。2.2、多功能数字计时器的逻辑电路框图如下[2]图2.1数字电子钟原理方框图３、多功能数字计时器的核心器件简介3.1、74LS192集成块该器件是十进制可编程加/减计数器[3]，具有直接清零、置数、加/减计数功能。ＣＰＵ、ＣＰＤ是加计数器、减计数器的时钟脉冲输入端（上升沿有效）。ＬＤ是异步置数控制端（低电平有效），ＣＯ，ＢＯ分别是进位、借位输出端（低电平有效），ＣＲ是异步清零端，Ｄ０－Ｄ３是并行数据输入端，Ｑ０－Ｑ３是输出端。当清除端CR=1时，无论有无计数脉冲，Q3?~ Q0均为0，既为异步清出。当置数端LD=0时，无论有无计数脉冲，数据输入端D3?~ D0所置数据被并行送到输入端Q3?~ Q0。当CPD=1，计数脉冲从CPU送入，则在CP上升沿的作用下，计数器进行加计数，加到9后，进位输出端CO=0。当CPU=1，计数脉冲从CPD送入，则在CP上升沿