作息時間信號機、看

電子電路課程設(shè)計作息時間信號機課題：《電子電路課程設(shè)計》P81～85時間安排第1~2周（不含休假日）第一天上午:上課-課設(shè)安排、設(shè)計提示。第一天下午和第二天整天:查資料、設(shè)計草圖（不用到實驗室）。第三天~第七天:課設(shè)操作（全部在實驗室完成）。第八天:課設(shè)結(jié)果驗收。第九天:撰寫課設(shè)報告。實驗室考勤時間:上午:8:00~11:30，下午13:45~16:45評分標(biāo)準備注:?前六項相加為100分，后兩項在此基礎(chǔ)上加減。新穎性加分不得超過10分?？记诳鄯?曠課、遲到、早退酌情扣分。?操作是學(xué)生動手能力的反映，由指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生能力打分。?總評的百分制成績換算為優(yōu)、良、中、及格、不及格五級形式上報教務(wù)處。合格者獲學(xué)分2分。預(yù)習(xí)裝配操作基本指標(biāo)附加指標(biāo)報告新穎性考勤10分10分30分20分10分20分加分扣分設(shè)計提示

P81一、功能要求按規(guī)定的作息時間自動打鈴。鈴聲長短共分三類:√長鈴 12s; 用于起床，早操，早、中、晚餐，午休和熄燈鈴。√ 短鈴 7s；用于下課鈴?！涕g歇鈴 18s內(nèi)響3s，停3s，共三個周期；用于上課 鈴。采用24小時制，能顯示時、分、秒能手動校準時、分。作息時間項目時間鈴聲類型起床6：30長早操6：40長早餐7：10長第一節(jié)課8：00

—

8：50間—短第二節(jié)課9：00

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9：50間—短第表三節(jié)課10：10

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11：00間—短第四節(jié)課11：10

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12：00間—短午餐12：10長午休12：30長第五節(jié)課14：00

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14：50間—短第六節(jié)課15：00

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15：50間—短第七節(jié)課16：00

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16：50間—短第八節(jié)課17：00

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17：50間—短晚餐18：00長熄燈22：30長二、設(shè)計條件電源條件:0~30V雙路直流穩(wěn)壓電源。面包板，單股導(dǎo)線?？晒┻x擇的元器件范圍見教材P82表6-6所示。根據(jù)設(shè)計需要可另加。電阻，電容等元件。三、電路系統(tǒng)框圖計分計時校時

校分時鐘脈沖電路四位動態(tài)顯示振鈴作息時間檢測DL

CL

JL計秒

鈴聲控制電路時鐘脈沖電路為計時電路提供1Hz的秒脈沖，亦為其它電路提供所需不同頻率的各種時鐘信號。可用以下幾種方法實現(xiàn):用集成定時器NE555加電阻、電容元件和適當(dāng)?shù)姆诸l電路實現(xiàn)。（參見《數(shù)字電路與系統(tǒng)設(shè)計》（張順興主編，東南大學(xué)出版社）P190?；蚱渌嚓P(guān)資料）用集成電路CD4060加晶體振蕩器和電阻、電容元件實現(xiàn)。（參見教材P83）。用CD4060加電阻、電容元件實現(xiàn)。參見下圖四、時鐘脈沖設(shè)計時鐘脈沖電路選擇合適的R、C,使得f =16384Hz則在Q13（3腳）獲得f =1Hz的秒信號。其余各輸出腳的信號頻率依次為2倍頻。注:Q9是Q11的4倍頻。五、計秒、計分電路?計秒、計分電路均為BCD碼輸出、M=60（00～59）的計數(shù)器?？筛饔蓛善?4LS160級連構(gòu)成。?檢測個位計數(shù)器有進位輸出且十位計數(shù)器計到5時十位計數(shù)器的置數(shù)端為低電平；下一時鐘下十位計數(shù)器置零，個位計數(shù)器自動回零。?一般采用同步計數(shù)的方法，即:√各計數(shù)器采用同一時鐘信號?！痰臀挥嫈?shù)器的進位輸出（RCO）控制高位計數(shù)器的使能端（ENP或ENT）。六、計時電路?計時電路是BCD碼輸出、M=24（00～23）的計數(shù)器。亦可各由兩片74LS160級連構(gòu)成。?檢測個位計數(shù)器輸出3.十位計數(shù)器計到2時，個位、十位計數(shù)器的置數(shù)端均為低電平；下一時鐘下都置零。?一般亦采用同步計數(shù)的方法。4位動態(tài)顯示用于顯示小時、分鐘的值。與 “動態(tài)顯示”實驗相同點:?使用4選1數(shù)據(jù)選擇器（74153），二位二進制地址計數(shù)器（7474），2線～4線譯碼器（74139）。不同點如下:?需使用數(shù)碼管和BCD—七筆劃譯碼器（74LS48或CD4511）并處理各管腳的連接，請注意器件功能和管腳資料的查詢。?在面包板上連接電路，全部管腳需逐一連接。七、4位動態(tài)顯示八、作息時間檢測電路0

h3h5

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m0（一）用GAL16V8實現(xiàn)作息時間檢測電路用于檢測規(guī)定的打鈴時間并區(qū)分出短鈴（DL）、長鈴（CL）和間歇鈴（JL）。使用一片可編程邏輯器件GAL16V8編程實現(xiàn)。列出各種鈴聲的真值表。由真值表寫出邏輯表達式,并轉(zhuǎn)換成CUPL語言格式。類型 時 間長鈴 06:30,06:40,07:10,12:10,12:30,18:00,22:30短鈴 08:50,09:50,11:00,12:00,14:50,15:50,16:50,17:50時間十鈴位08:00時,0個9:位00,10:10,1分1:十10位,14:00,15:0分0,個16位:00,17:0CL=!h5&!h4&!h3&h2&h1&!h0&!m6&m5&m4&!m3&!m2&!m1&!m0#!h5&!h4&!h3&h2&h1&!h0&m6&!m5&!m4&!m3&!m2&!m1&!m0#!h5&!h4&!h3&h2&h1&h0&!m6&!m5&m4&!m3&!m2&!m1&!m0#!h5&h4&!h3&!h2&h1&!h0&!m6&!m5&m4&!m3&!m2&!m1&!m0#!h5&h4&!h3&!h2&h1&!h0&!m6&m5&m4&!m3&!m2&!m1&!m0#!h5&h4&h3&!h2&!h1&!h0&!m6&!m5&!m4&!m3&!m2&!m1&!m0#h5&!h4&!h3&!h2&h1&!h0&!m6&m5&m4&!m3&!m2&!m1&!m0

;/*

6:30,6:40,7:10,12:10,12:30,18:00,22:30

*/CUPL語言描述的長鈴邏輯表達式（二）用EEPRAM實現(xiàn)08:50001000

101

0000（045016）

00000010（0216）15:00010101

000

0000（0A8016）

00000100（0416）把時鐘電路的時、分輸出信號作為EEPRAM的地址信號（需6＋7＝13根地址線）。在符合作息時間表與且地址對應(yīng)的存儲位置存放長鈴、短鈴、間歇鈴的控制信息（長鈴001.短鈴010、間歇鈴100），其余全部為0。例如：時間 地址 存放碼值時十位時個位分十位分個位06:30 00 0110 011 0000（033016） 00000001（0116）鈴聲類型控制電路包括一片74LS161和一片可編程邏輯器件GAL16V8編程實現(xiàn)。74LS161在CP為秒脈沖的作用下實現(xiàn)M=16（0～15）的計數(shù)，用于響鈴時間的計時。輸出為Q3.Q2、Q1、Q0。GAL16V8編程實現(xiàn)鈴聲類型和響鈴時間的控制。九、鈴聲控制電路CUPL語言描述的鈴聲控制電路邏輯表達式K1=!DL&!CL&!Q3&!Q2&!Q1&!Q0#!DL&!CL&JL&!Q3#!DL&!CL&JL&!Q2#!DL&!CL&JL&!Q1#!DL&!CL&JL&!Q0 ;K2 =!DL&CL&!JL&!Q3#!DL&CL&!JL&!Q2#DL&!CL&!JL&!Q3&!Q2#DL&!CL&!JL&!Q3&!Q1#DL&!CL&!JL&!Q3&!Q0 ;EP=K1#K2 ;/*計數(shù)器使能端（ENP）控制信號*/JLD= JL&(!Q3&!Q2&!Q1#!Q3&!Q2&!Q0#!Q3&Q2&Q1#!Q2&!Q1&!Q0#Q3&Q2&!Q1#Q2&Q1&!Q0) ;/*間歇鈴響鈴的邏輯方程*/MR = DL#CL#JL ;/*計數(shù)器清零端（MR）控制信號*/DE = ((K1#K2)&!JL#JLD)&MR ; /*響鈴信號（直流）*/ZL = DE&CP64&CP1K ; /*調(diào)制后的響鈴信號*/注:碼值排列順序DL,CL,JL,Q3,Q2,Q1,Q0EP=1時各輸入值:0000000，間歇鈴0010000~0011110（0～14）,長鈴01000000~0101011（0～11）,短鈴1000000~1000110（0～6）。十、振鈴電路GAL的輸出腳的輸出電流不大于4mA，故不能直接驅(qū)動喇叭，需加驅(qū)動電路。簡單的射極跟隨器（電流放大）電路如下圖:根據(jù)揚聲器的阻抗值選擇電阻R值，使得揚聲器具有合適的音量。十一

可編程邏輯器件

GAL16V8管腳功能:1腳:時鐘信號輸入。2～9腳:邏輯信號輸入。10腳:電源地。11腳:輸出使能控制。12 ～19腳:可編程（輸入，組合電路輸出，D觸發(fā)器輸出）。20腳:工作電壓（DC5V)將邏輯方程轉(zhuǎn)成CUPL語言格式的程序,并定義GAL器件的輸入、輸出管腳。在PROTEL 99軟件的PLD文本編輯器下輸入CUPL語言格式的的程序。檢查,確認輸入格式和字符無誤,保存文件（*.pld格式）。在主菜單“PLD”中選用“Compile”命令,自動編譯*.pld格式文件為*.jed格式文件。編譯過程中若出現(xiàn)錯誤提示,需修改*.pld文件后再次使用“Compile”命令,直至無誤。退出PROTEL99軟件,復(fù)制*.jed文件。GAL16V8邏輯器件編程操作過程在電腦上連接芯片燒寫器,插入GAL16V8芯片。啟動SUPERPRO USB series軟件。選擇器件類型,生產(chǎn)廠家,器件型號。裝入*.jed文件。使用“Erase”（擦除）命令,OK后；使用“Program”（編程）命令, OK后；使用“Verify”（校驗）命令, OK后；取下GAL16V8芯片,按照已定義的管腳接入電路使用。注意勿忘20腳與10腳