作息时间信号机、看

电子电路课程设计作息时间信号机课题：《电子电路课程设计》P81～85时间安排第1~2周（不含休假日）第一天上午:上课-课设安排、设计提示。第一天下午和第二天整天:查资料、设计草图（不用到实验室）。第三天~第七天:课设操作（全部在实验室完成）。第八天:课设结果验收。第九天:撰写课设报告。实验室考勤时间:上午:8:00~11:30，下午13:45~16:45评分标准备注:➢前六项相加为100分，后两项在此基础上加减。新颖性加分不得超过10分。考勤扣分:旷课、迟到、早退酌情扣分。➢操作是学生动手能力的反映，由指导教师根据学生能力打分。➢总评的百分制成绩换算为优、良、中、及格、不及格五级形式上报教务处。合格者获学分2分。预习装配操作基本指标附加指标报告新颖性考勤10分10分30分20分10分20分加分扣分设计提示

P81一、功能要求按规定的作息时间自动打铃。铃声长短共分三类:√长铃 12s; 用于起床，早操，早、中、晚餐，午休和熄灯铃。√ 短铃 7s；用于下课铃。√间歇铃 18s内响3s，停3s，共三个周期；用于上课 铃。采用24小时制，能显示时、分、秒能手动校准时、分。作息时间项目时间铃声类型起床6：30长早操6：40长早餐7：10长第一节课8：00

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8：50间—短第二节课9：00

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9：50间—短第表三节课10：10

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11：00间—短第四节课11：10

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12：00间—短午餐12：10长午休12：30长第五节课14：00

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14：50间—短第六节课15：00

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15：50间—短第七节课16：00

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16：50间—短第八节课17：00

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17：50间—短晚餐18：00长熄灯22：30长二、设计条件电源条件:0~30V双路直流稳压电源。面包板，单股导线。可供选择的元器件范围见教材P82表6-6所示。根据设计需要可另加。电阻，电容等元件。三、电路系统框图计分计时校时

校分时钟脉冲电路四位动态显示振铃作息时间检测DL

CL

JL计秒

铃声控制电路时钟脉冲电路为计时电路提供1Hz的秒脉冲，亦为其它电路提供所需不同频率的各种时钟信号。可用以下几种方法实现:用集成定时器NE555加电阻、电容元件和适当的分频电路实现。（参见《数字电路与系统设计》（张顺兴主编，东南大学出版社）P190。或其它相关资料）用集成电路CD4060加晶体振荡器和电阻、电容元件实现。（参见教材P83）。用CD4060加电阻、电容元件实现。参见下图四、时钟脉冲设计时钟脉冲电路选择合适的R、C,使得f =16384Hz则在Q13（3脚）获得f =1Hz的秒信号。其余各输出脚的信号频率依次为2倍频。注:Q9是Q11的4倍频。五、计秒、计分电路➢计秒、计分电路均为BCD码输出、M=60（00～59）的计数器。可各由两片74LS160级连构成。➢检测个位计数器有进位输出且十位计数器计到5时十位计数器的置数端为低电平；下一时钟下十位计数器置零，个位计数器自动回零。➢一般采用同步计数的方法，即:√各计数器采用同一时钟信号。√低位计数器的进位输出（RCO）控制高位计数器的使能端（ENP或ENT）。六、计时电路➢计时电路是BCD码输出、M=24（00～23）的计数器。亦可各由两片74LS160级连构成。➢检测个位计数器输出3.十位计数器计到2时，个位、十位计数器的置数端均为低电平；下一时钟下都置零。➢一般亦采用同步计数的方法。4位动态显示用于显示小时、分钟的值。与 “动态显示”实验相同点:➢使用4选1数据选择器（74153），二位二进制地址计数器（7474），2线～4线译码器（74139）。不同点如下:➢需使用数码管和BCD—七笔划译码器（74LS48或CD4511）并处理各管脚的连接，请注意器件功能和管脚资料的查询。➢在面包板上连接电路，全部管脚需逐一连接。七、4位动态显示八、作息时间检测电路0

h3h5

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h0

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m0（一）用GAL16V8实现作息时间检测电路用于检测规定的打铃时间并区分出短铃（DL）、长铃（CL）和间歇铃（JL）。使用一片可编程逻辑器件GAL16V8编程实现。列出各种铃声的真值表。由真值表写出逻辑表达式,并转换成CUPL语言格式。类型 时 间长铃 06:30,06:40,07:10,12:10,12:30,18:00,22:30短铃 08:50,09:50,11:00,12:00,14:50,15:50,16:50,17:50时间十铃位08:00时,0个9:位00,10:10,1分1:十10位,14:00,15:0分0,个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语言描述的长铃逻辑表达式（二）用EEPRAM实现08:50001000

101

0000（045016）

00000010（0216）15:00010101

000

0000（0A8016）

00000100（0416）把时钟电路的时、分输出信号作为EEPRAM的地址信号（需6＋7＝13根地址线）。在符合作息时间表与且地址对应的存储位置存放长铃、短铃、间歇铃的控制信息（长铃001.短铃010、间歇铃100），其余全部为0。例如：时间 地址 存放码值时十位时个位分十位分个位06:30 00 0110 011 0000（033016） 00000001（0116）铃声类型控制电路包括一片74LS161和一片可编程逻辑器件GAL16V8编程实现。74LS161在CP为秒脉冲的作用下实现M=16（0～15）的计数，用于响铃时间的计时。输出为Q3.Q2、Q1、Q0。GAL16V8编程实现铃声类型和响铃时间的控制。九、铃声控制电路CUPL语言描述的铃声控制电路逻辑表达式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 ;/*计数器使能端（ENP）控制信号*/JLD= JL&(!Q3&!Q2&!Q1#!Q3&!Q2&!Q0#!Q3&Q2&Q1#!Q2&!Q1&!Q0#Q3&Q2&!Q1#Q2&Q1&!Q0) ;/*间歇铃响铃的逻辑方程*/MR = DL#CL#JL ;/*计数器清零端（MR）控制信号*/DE = ((K1#K2)&!JL#JLD)&MR ; /*响铃信号（直流）*/ZL = DE&CP64&CP1K ; /*调制后的响铃信号*/注:码值排列顺序DL,CL,JL,Q3,Q2,Q1,Q0EP=1时各输入值:0000000，间歇铃0010000~0011110（0～14）,长铃01000000~0101011（0～11）,短铃1000000~1000110（0～6）。十、振铃电路GAL的输出脚的输出电流不大于4mA，故不能直接驱动喇叭，需加驱动电路。简单的射极跟随器（电流放大）电路如下图:根据扬声器的阻抗值选择电阻R值，使得扬声器具有合适的音量。十一

可编程逻辑器件

GAL16V8管脚功能:1脚:时钟信号输入。2～9脚:逻辑信号输入。10脚:电源地。11脚:输出使能控制。12 ～19脚:可编程（输入，组合电路输出，D触发器输出）。20脚:工作电压（DC5V)将逻辑方程转成CUPL语言格式的程序,并定义GAL器件的输入、输出管脚。在PROTEL 99软件的PLD文本编辑器下输入CUPL语言格式的的程序。检查,确认输入格式和字符无误,保存文件（*.pld格式）。在主菜单“PLD”中选用“Compile”命令,自动编译*.pld格式文件为*.jed格式文件。编译过程中若出现错误提示,需修改*.pld文件后再次使用“Compile”命令,直至无误。退出PROTEL99软件,复制*.jed文件。GAL16V8逻辑器件编程操作过程在电脑上连接芯片烧写器,插入GAL16V8芯片。启动SUPERPRO USB series软件。选择器件类型,生产厂家,器件型号。装入*.jed文件。使用“Erase”（擦除）命令,OK后；使用“Program”（编程）命令, OK后；使用“Verify”（校验）命令, OK后；取下GAL16V8芯片,按照已定义的管脚接入电路使用。注意勿忘20脚与10脚