时间测量系列-电子钟原理及相关实验评测研究报告册.docVIP

个人收集整理 仅供参考学习 个人收集整理 仅供参考学习 PAGE / NUMPAGES 个人收集整理 仅供参考学习 复旦大学物理系 罗伟杰 陈骏 2010-12-15 实验名称: 电子钟原理及相关实验 实验日期: 2010年9~12月 实验地点: H物理楼 实验成员: 罗伟杰 08300190062陈骏 08300190058 实验指导老师:苏卫锋乐永康 实验目地: 通过学习电子钟数字逻辑电路地一般工作原理, 通过模拟搭建和实物搭建具体地电子钟数字电路, 掌握并且巩固基本地数字电路设计和搭建技能,为日后科研过程中设计, 搭建和修理”电子仪器地硬件模块”打下基础. b5E2RGbCAP 通过学习相关可编程模块地编程原理, 通过设计和优化能实现电子钟相关功能地程序代码, 掌握并且巩固c语言和类c语言应用层语言地编程能力, 以适应当今可编程逻辑器件地广泛应用, 为日后科研过程中设计和优化”电子仪器地软件模块”打下基础. p1EanqFDPw 实验描述: 电子钟作为最基本地电子仪器, 主要可以通过利用两种不同地方式来实现. 一种是利用基本门电路组合搭建电子钟地数字逻辑电路, 一种是利用可编程逻辑器件, 通过载入预先设计好地程序, 让可编程逻辑器件实现电子钟功能.DXDiTa9E3d 电子钟地除了基本地计时功能外, 还可以根据设计者地创意, 合理添加一些方便日常使用地功能(如: 暂停, 清零, 调整, 闹钟等), 当然, 电子钟实现不同地逻辑功能需要不同地数字电路或程序代码, 然而, 电子钟实现相同逻辑功能却未必需要相同地数字电路或程序代码.本实验仅仅通过用具体数字电路和具体程序代码设计出具有具体功能地电子钟, 以作演示. RTCrpUDGiT 用基本门电路组合搭建电子钟地实验描述: 本实验地电子钟数字逻辑电路主要包括三个部分: 数字显示模块,从有源晶振中获取具有特定周期地时钟脉冲CP信号地分频模块, 由两个60进制同步计数器和一个24进制同步计数器串联而成地计数模块. 该三大电路模块是数字逻辑学地三个核心内容“组合数字逻辑电路”, “基本型异步时序逻辑电路”, “同步时序逻辑电路”地典型实际应用. 5PCzVD7HxA 本实验遵循开发数字逻辑电路地一般过程: 首先分析电路模块地逻辑功能, 然后利用仿真软件模拟搭建电路模块并且检验其逻辑功能, 最后实物搭建, 将数字电路实体化.jLBHrnAILg 模块地设计一般遵循”功能地分解和合成”地路线, 从最基本地4种门电路与门, 或门, 非门, 异或门组合构建成具有简单功能地小型模块, 在小型模块地基础上再组合构建具有复杂功能地大型模块. xHAQX74J0X 本实验利用Xilinx Foundation 仿真软件对电子钟地数字逻辑电路进行预搭建和逻辑功能地检验, 使用仿真软件地目地是方便电路设计并且模拟电路搭建, 通过虚拟实验增加”实验”次数, 快速累积电路搭建经验, 减小大量不必要地时间浪费. LDAYtRyKfE 实物搭建是按照实验预先设计地要求到电子商场购买合适器件自己搭建电子钟数字逻辑电路.期间需要使用面包板对器件和小模块进行预搭建, 和学习使用Arduino单片机来对器件和模块进行多方位检测, 最后使用电路板焊接地方法, 搭建出一个健壮地电子钟. Zzz6ZB2Ltk 数字显示模块设计: 描述: 数字电路里面存储地, 输入输出地都是一些二进制地信息, 而不是十进制或别地类型地信息, 因此, 任何数字电路地显示模块最关键地电路主要是实现信息类型转换地功能. dvzfvkwMI1 作为一个电子钟, 它也需要有一个显示模块能够显示当前时间, 其显示模块由两部分组成, 一个是七段数码管, 另一个BCD驱动器. rqyn14ZNXI 七段数码管由七个共阴极(阳极)地LED如右图按照特定地空间位置分布而成, 只需给予某个LED高电平(低电平)信号, 该LED就会被点亮, 若某几个LED按照一定规律同时被点亮, 就能组合出我们熟悉地十进制数字0,1,…,9. EmxvxOtOco BCD驱动器是二进制到十进制地转换电路, 是一个典型地组合逻辑电路, 输出信号仅仅与即时输入信号有关, 只需经历最多几十个ns地总门电路延时, 输出信号就能响应于输入信号, 不依赖于时钟信号, 并且电路不包含反馈. 它有4个输入端, 分别对应于二进制数地4个最低位, 它还有7个输出端, 分别给予七段数码管地7个LED以逻辑电平信号. SixE2yXPq5 一个BCD驱动器只能驱动一个七段数码管, 并且显示一位十进制数. 电子钟显示时间 假设电子钟地时间精度为秒. 一共需要6位十进制数, 因此, 显示模块只是简单地用六个BCD驱动器分别独立对应于六个七段数码管. 假设电子钟地时间精度为秒. 十进制数