自动打铃器设计的总体思路是:首先利用一个分频模块,即732进制计数器得到1HZ的时钟脉冲,然后接入到一个含60*60*24三个计数器的记时模块中,再将时分秒信息传入译码器中,显示当前时间,同时将时分秒信息连接到时间比较模块,于已设定好的6个响铃时间比较,相等时输出高电平,最后将此比较的输出接入延时电路,使高电平持续5s,从而控制蜂鸣器响铃5s,从而实现了设计要求的各项功能 。根据课程设计要求将设计分为6个模块:1、分频模块,用于得到频率为1HZ的时钟脉冲;
2、计时模块,进行时间的计时,同时将当前时间输出给选时模块;
3、显示模块,进行时间的显示 。
4、比较模块,比较从计时器得到的当前时间和规定的响铃时间是否相等;相等时,输出高电平,设置的六个响铃时间分别定为:1、00:02:002、00:03:003、00:04:004、00:05:005、00:06:006、00:07:00
5、延时模块,延时比较所得信号中得高电平为5秒钟
。6、防抖动模块,消除竞争冒险引起的在0秒时的瞬时高电平 。
模块功能介绍:
1分频模块本模块使用三个74LS160,采用整体置数的方式接成732进制计数器,从实验板上接732HZ时钟信号输入,经过分频得到1HZ时钟信号输出给计时模块,完成从高频率时钟信号向低频率时钟信号的转变 。
2计时模块本模块由两个60进制计数器和一个24进制计数器构成,从而实现秒分时之间的转换 。60进制计数器及24进制计数器均采用两个74LS160,采用整体置数方式接成 。从60进制计数器和24进制计数器这三个输出端分别引出八个端口(秒、分、时的个位及十位分别由四个二进制代码表示),将当前时间编码传送给显示模块,实现时间的显示 。
3显示模块本模块由四个八选一数据选择器74LS151和地址选择器74LS161构成 。地址选择器74LS161接入一个732 HZ的时钟信号,使能端和清零端接高电平,使其循环工作,产生一组循环地址码A、B、C,接到数码管的地址端,使其循环显示数字 。同时,地址选择器74LS161产生的一组循环地址码接入到四个八选一数据选择器74LS151上,使其对地址相同的一组数据进行选择,产生四个二进制数A0,A1,A2,A3,即为数码管所要显示的数字的编码 。第一个74LS151上的输入端为秒、分、时个位和十位的四位二进制表示的最低位,通过ABC三端选择某一个输出;,第二个74LS151上的输入端为各时间位的二进制表示的次低位,选择与第一个74151相同的时间为的次低位输出;同理,通过这四个八位二进制数比较器74LS151选出同一组数(如:秒的个位:S0A,S0B,S0C,S0D)做为输出A0,A1,A2,A3,接到显示模块输入端 。然后,采用BCD—七段显示译码器7448对实验板上数码管进行驱动 。将选择出的时间位A0,A1,A2,A3接至输入端A,B,C,D,使输出端产生七位译码连接到实验箱公共数据输入端ABCDEDG,从而进行数据的显示
4比较模块本模块由一个74LS160构成的一个六进制地址选择器以及六个由compare子模块组成 。74LS160构成的六进制地址选择器连接一个732HZ的时钟信号作为输入时钟信号,从而循环产生六个地址码输出给compare子模块,各子模块分别实现秒分时六位中某一位的比较,当六个比较均位相等时,输出高电平,控制响铃 。一个compare子模块由四个八选一数据选择器74LS151和一个7485四位数字比较器组成 。四个八选一数据选择器74LS151工作原理同显示模块,不同的是四个74LS151六个接口的输入值已固定,即为六组已定的响铃时间秒分时六位中其中一位4位二进制数中的一位 。选时模块产生的地址A,B,C接到四个74LS151的地址端,使其选择六组中的同一组数据B0,B1,B2,B3 。同时通过输出端将选择后的数据B0,B1,B2,B3输出到一个7485四位数字比较器上,7485其他四个端口输入由选时模块选择的数据A0,A1,A2,A3,将这四组数据进行比较,如相同,则7485输出高电平 。这六个compare子模块通过一个与门连接,只有当定时模块中六个compare子模块输出均为高电平时,即当前时间与已定响铃时间相同时才能输出高电平给延时模块,从而控制蜂鸣器的响铃 。
5延时模块本模块通过一个74LS161构成的十进制计数器和一个JK触发器实现 。74LS161的输入端通过一个366进制的计数器,接入一个732HZ的时钟信号,从而得到2HZ的时钟信号 。当input中有上升沿时,JK触发器的J、K端分别置1和0,此时其输出端为高电平,计数器工作,当计数器产生进位时,表示已延时5秒,进位端加非门变为0,由于计数器进位端接非门接回到JK触发器和计数器的清零端,Q端恢复为0,计数器也置零,计数器进位端恢复位0,JK触发器和计数器的清零端无效,等待下一个上升沿的到来 。计数时间为:0.5s*10=5s,达到延时目的 。
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