eda一分鐘鬧鐘課程設計說明書

1、<p><b>　　燕山大學</b></p><p>　　課 程 設 計 說 明 書</p><p>　　題目： 鬧鐘 </p><p>　　學院（系）： 電氣工程學院 </p><p>　　年級專業(yè)： </p><p&

2、gt;　　學 號： </p><p>　　學生姓名： </p><p>　　指導教師： 呂宏詩 張強 </p><p>　　教師職稱： 實驗師 實驗師 </p><p>　　燕山大學課程設計（論文）任務書</p><p>　　院（

3、系）：電氣工程學院 基層教學單位：電子實驗中心 </p><p>　　說明：此表一式四份，學生、指導教師、基層教學單位、系部各一份。</p><p>　　2013年3月11日 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　設計說明………………………………………

4、…………………………………</p><p>　　設計技術參數(shù)…………………………………………………………………</p><p>　　設計要求………………………………………………………………………</p><p>　　1.3 設計思路………………………………………………………………………</p><p>　　1.4 真值表………………………

5、…………………………………………………</p><p>　　1.5 模塊介紹………………………………………………………………………</p><p>　　原理圖……………………………………………………………………………</p><p>　　2.1 Max+PlusII原理圖設計 ……………………………………………………</p><p>　　

6、波形仿真………………………………………………………………………</p><p>　　3.1 Max+PlusII simulator原理圖仿真…………………………………………</p><p>　　第4章 硬件設計………………………………………………………………………</p><p>　　4.1 管腳鎖定………………………………………………………………………<

7、;/p><p>　　4.2 硬件連線…………………………………………………………………………</p><p>　　第5章 心得體會 …………………………………………………………………………參考文獻 ……………………………………………………………………………………</p><p><b>　　第一章 設計說明</b></p><

8、;p><b>　　1.1設計技術參數(shù)</b></p><p>　　1.設計簡易的一分鐘鬧鐘</p><p>　　2.可手動輸入定時時間（0~99s），如30s</p><p>　　3.兩個數(shù)碼管上跟蹤顯示時間的變化：如30，29，28……</p><p>　　4.到了指定時間（00）蜂鳴器發(fā)出8s的提示音 <

9、/p><p><b>　　1.2設計要求</b></p><p>　　1.有暫停開關，在倒計時過程中可隨時停止</p><p>　　2.采用2個數(shù)碼管顯示時間</p><p>　　3.用蜂鳴器發(fā)出提示音</p><p>　　4.采用撥碼開關定時</p><p><b>

10、;　　1.3設計思路 </b></p><p>　　1.根據設計簡易的一分鐘鬧鐘要求，我首先考慮到要做的鬧鐘需要在1Hz的時鐘脈沖控制下以每秒鐘減一的速度做減法?？梢宰鰷p法計數(shù)器的芯片中，我接觸過的就是74191和74190，而其中74190芯片是一個十進制加減法可逆的計數(shù)器，十分符合我的設計要求。為了完成可以做出0—99s的減法計數(shù)，我用了兩片74190芯片同步置數(shù)來實現(xiàn)100以內的減法。<

11、/p><p>　　2.根據要求到指定時間蜂鳴器發(fā)出8秒提示音，蜂鳴器在SPEAKER接高電平時工作，而我主要是需要控制蜂鳴器接口處于高電平的開始與結束的時間。首先考慮當兩個74190芯片都為零的時候蜂鳴器要開始工作，八秒結束的時候蜂鳴器要結束工作。由此我想到用加法計數(shù)器74160芯片來控制蜂鳴器工作的時間8秒，使完成設計要求。</p><p>　　3.根據要求兩位數(shù)碼管跟蹤顯示時間的變化。所以

12、我將兩片74190的輸出結果用2位十進制數(shù)碼管以靜態(tài)方式顯示，來達到設計跟蹤顯示的目的。</p><p>　　4.根據要求要采用撥碼開關定時，其中我只要將8位數(shù)字開關組A分別于74190的8個輸入端口鎖定即可達到設置時間的目的。</p><p>　　5.根據要求有暫停開關，在倒計時過程中可隨時停止，我就想到要控制74190芯片的GN使能端。根據74190的真值表可以看出，當GN為1時，芯片

13、HOLD COUNT；當GN為0，且LDN為1時，芯片COUND DOWN。所以只要加入一個控制開關，使要暫停時控制GN口為1，工作時控制GN口為0即可。</p><p><b>　　1.4真值表</b></p><p>　　1.圖1為74190芯片真值表圖</p><p>　　圖1 74190芯片真值表圖</p><p&g

14、t;　　2.圖2為74160芯片真值表圖</p><p>　　圖2 74160芯片真值表圖</p><p><b>　　1.5模塊介紹</b></p><p>　　1.定時時間模塊，如圖3。</p><p><b>　　圖3 定時時間模塊</b></p><p>　　定時時間

15、模塊由兩個74190十進制計數(shù)器級聯(lián)構成。上面一片是個位，下面一片是十位。其中AL,BL,CL,DL和AH,BH,CH,DH分別是個位和十位的輸入控制端，分別與數(shù)字開關組A中的8個管腳對應以控制置數(shù)。由74190芯片真值表了解到當LDN端低電平時，可對芯片的初始值進行設置；高電平時，計數(shù)開始，在連接芯片時將兩個74290芯片的置位端LDN連接在一起形成同步置數(shù)。同時又了解到74190在CLK上升沿有效，則只需控制個位的CLK接時鐘頻率1

16、Hz，即可使計數(shù)時，每次倒計一個數(shù)是1秒鐘。因為74190芯片本身是十進制減法計數(shù)器，故只需將個位芯片的RCON借位端接到十位芯片的CLK處，即可控制在需要借位時十位的減法計數(shù)。</p><p>　　2．蜂鳴器模塊，如圖4。</p><p><b>　　圖4 蜂鳴器模塊</b></p><p>　　蜂鳴器模塊主要由74160芯片實現(xiàn)。在平時計數(shù)

17、的情況下，輸入74160芯片的CLRN端的信號為0,74160不計數(shù)。當兩片74190芯片的輸出都為0時，使得74160芯片中的CLRN端輸入為1，74160工作。同時我了解到74160是上升沿計數(shù)，將74160的CLK端由74190芯片的0000 0000輸出和74190個位計數(shù)芯片的CLK輸入共同控制，即可實現(xiàn)74160在00時計數(shù)，且計數(shù)周期為1s。又要求蜂鳴器響8秒，即控制74160計數(shù)8秒之后停止，蜂鳴器就不響了。</p

18、><p>　　由上面的分析，我做了表1以分析如何實現(xiàn)蜂鳴器僅響8秒。</p><p>　　表1 74160輸出與蜂鳴器狀態(tài)關系表</p><p>　　由表得出了如圖4中的接線方式，控制當計數(shù)狀態(tài)為00，蜂鳴器工作，且工作時間為8秒。</p><p>　　3.暫停模塊，如圖5。</p><p><b>　　圖5 暫

19、停模塊</b></p><p>　　暫停模塊的實現(xiàn)主要由開關z1控制。因為74190芯片是由GN控制使能的。當我們想要實現(xiàn)暫停的時候，使GN為1即可。而通過計數(shù)控制到00時，也需要使GN為1從而停止計數(shù)，由此，只要使用z1開關在平時計數(shù)時對GN的0狀態(tài)無影響，僅在要暫停時撥動開關實現(xiàn)GN為1，z1與線路中同接一個或門即可實現(xiàn)，具體狀態(tài)如表2。</p><p>　　表2 z1，0

20、0控制端，GN狀態(tài)對應表</p><p>　　4.數(shù)碼管位控模塊，如圖6。</p><p>　　圖6 數(shù)碼管位控模塊</p><p>　　為了使數(shù)碼管跟蹤顯示，將要使用兩位數(shù)碼管位置高電平。</p><p><b>　　原理圖</b></p><p>　　2.1 Max+PlusII原理圖設計&

21、lt;/p><p>　　Max+PlusII原理圖設計，如圖7。</p><p>　　圖7 Max+PlusII原理圖</p><p>　　2.2 Max+PlusII原理圖各接口信息：</p><p>　　LDN：74190芯片使能端，低電平時置數(shù)，高電平時計數(shù)。</p><p>　　GN：74190芯片控制端，低電平時

22、計數(shù)，高電平時計數(shù)暫停。</p><p>　　DNUP：74190芯片加減計數(shù)控制端，低電平時做加法，高電平時做減法。</p><p>　　RCON：74190芯片進/借位端，兩片級聯(lián)時控制進/借位。</p><p>　　DH,CH,BH,AH,DL,CL,BL,AL這8個端口可以看成用八位二進制表示兩位BCD碼，由前至后分別是高位到低位。</p>&

23、lt;p>　　Z1：控制鬧鐘暫停，平常狀態(tài)設置為0，要暫停時通過數(shù)字撥碼開關設置為1。</p><p>　　Y7，Y6，Y5，Y4，Y3，Y2，Y1，Y0這8位輸出每四位對應一個數(shù)碼管顯示，用四位二進制表示一位BCD碼，前面是高位后面是低位。</p><p>　　O1，02：輸入高電平，控制數(shù)碼管位選。</p><p>　　O：蜂鳴器輸入，高電平時，蜂鳴器工作

24、；低電平時，蜂鳴器不工作。</p><p>　　CLK：接入1Hz的時鐘頻率，控制時間。</p><p><b>　　第三章 波形仿真 </b></p><p>　　3.1 MAX+plus 2 simulator仿真</p><p>　　MAX+plus 2 simulator仿真波形圖，如圖8。</p>

25、<p>　　圖8 MAX+plus 2 simulator仿真波形圖</p><p>　　1．輸入定時時間11s； </p><p>　　2. 輸入暫停時間5s-7s；</p><p>　　3. 兩個靜態(tài)數(shù)碼管上跟蹤顯示時間的變化為11,10,09,08,……，其中07在暫停時間段內不變，啟動后繼續(xù)計數(shù)。</p><p>　　4

26、. 到了指定時間（00）蜂鳴器發(fā)出8s的提示音。（14.5s-22.5s）</p><p><b>　　第四章 硬件設計</b></p><p><b>　　4.1管腳鎖定</b></p><p><b>　　管腳鎖定，如表3。</b></p><p><b>　　

27、表3 管教鎖定</b></p><p><b>　　4.2硬件連線</b></p><p>　　1、時鐘模塊21腳為1Hz連接75引腳；</p><p>　　2、數(shù)字開關組BSW9（83）、BSW10（85），括號內為連接的對應引腳。</p><p>　　經下載、連線后，靜態(tài)數(shù)碼管可準確顯示時間，蜂鳴器正常工

28、作，在定時時間到達時，發(fā)出8秒提示音。結果符合題目要求，實驗設計成功。</p><p><b>　　心得體會</b></p><p>　　本次課程設計我做的項目是一分鐘鬧鐘，并且要求蜂鳴器在數(shù)碼管保持在00時，發(fā)出8秒提示音，我利用了74190 和74160兩種計數(shù)器，通過一系列的嘗試，我初步掌握了兩種計數(shù)器的基本特性，能夠用它們設計并實現(xiàn)一些簡單的邏輯電路。<

29、/p><p>　　這次EDA課程設計給了我一次關于數(shù)字電子的實踐機會，通過這一周的課設，我對計數(shù)器的使用有了更進一步的了解，進一步做到了把學到的知識應用于實際。剛開始我以為這次的課設很簡單，但通過自己動手才發(fā)現(xiàn)自己在數(shù)字電子技術上有很多的不足，我充分認識到理論必須聯(lián)系實際才能真正發(fā)揮作用，而實踐正是檢驗理論最好的工具。在設計電路的過程中我遇到了不少的麻煩，但通過自己的努力和老師、同學的幫助，我最終成功完成了鬧鐘的設計

30、。</p><p>　　我認為EDA這樣的的課程設計能夠鞏固有效地鞏固和加深我們在課堂上所學習的理論知識，激發(fā)我們對科學實驗的興趣，提高自己獨立思考和動手的能力，同時也能大大提高我們對那些看似無聊的理論課程的重要性的認識。</p><p>　　這次EDA課程設計培養(yǎng)了我嚴謹?shù)男惺聭B(tài)度，讓我認識到了一個小小的錯誤或一點點的馬虎就有可能導致整個電路無法正常運行，科學容不得半點兒疏漏。</