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1、肇庆学院光机电一体化综合性实验教学示范中心实验教材之十一 电子系统设计与实践 实验教程肇庆学院电子信息与机电工程学院 编二00八年九月(2)输出电流：500mA；(3)输出电压值由数码管显示；(4)由“ + ”、“一”两键分别控制输出电压步进增减；(5)为实现上述几部件工作，自制一稳压直流电源，输出15V, +5Vo2.发挥部分(3)扩展输出电压种类(比如三角波等)；(4)其它功能。1音频功放器设计一、设计任务：设计并制作一音响放大器，要求具有电子混响延时，音调输出控制、卡拉 0K伴唱，对话筒与录音机的输出信号进行扩音。二、技术指标额定功率PolW( y 3%)；负载阻抗Rl=8Q ；截止频率
2、 f；=40Hz, fH=10kHz；音频控制特性 1kHz处增益为OdB, 100Hz和10kHz处有上12dB的调节范 围，AVL=AvH20dB；话放级输入灵敏度5mV；输人阻抗Ri20Q o三、设计要求：1 .基本要求(1)测试结果基本符合技术指标要求；(2)音响音质基本没有电流声，整体性能较好。2 .扩展功能(1)提升输出功率，如100W；(2)增加数字音量控制及指示电路；(3)增加其它功能。3 数字电压表设计一、设计任务设计并制作一 3位半数字电压表。二、技术指标直流电压测量范围(0-200) V,共分4档：200mV、2V、20V和200V；表3-34评分表3开关稳压电源项 R满
3、分设计报告系统方案15理论分析与计算15电路与程序设计5测试方案与测试结果10设计报告结构及规范性5总分50基本要求实际制作完成情况50发挥部分完成第(1)项14完成第(2)项16完成第(3)项15其他5总分50一、任务设计并制作如图3-36所示的开关稳压电源。图3-36电源框图二、要求在电阻负载条件下，使电源满足下述要求：1 .基本要求(1)输出电压4可调范围：30V-36V；(2)最大输出电流/。皿：2A；(3)打从15V变到21V时，电压调整率W2% (7o=2A)；(4) 4从。变到2A时、负载调整率SW5% (%=18V)；(5)输出噪声纹波电压峰-峰值%pWIV (%=18V, 4
4、=36V, 7o=2A)；(6) DC-DC 变换器的效率270% ( %=18V, a=36V, 4=2A)；(7)具有过流保护功能，动作电流2 .发挥部分(1)进一步提高电压调整率，使SW (/=2A)；(2)进一步提高负载调整率，使SA (=18V)；(3)进一步提高效率，使85% (&=18V, %=36V,/=2A)；(4)排除过流故障后，电源能自动恢复为正常状态；（5）能对输出电压进行键盘设定和步进调整，步进值IV,同时具有输出电 压、电流的测量和数字显示功能。（6）其他。三、评分标准（见下表）表3-35评分表项目应包括的主要内容或考核要点满分设计报告方案论证DC-DC主回路拓扑；
5、控制方法及实现方 案；提高效率的方法及实现方案8电路设计与 参数计算主回路器件的选择及参数计算；控制电路 设计与参数计算；效率的分析及计算；保护电 路设计与参数计算；数字设定及显示电路的设 计20测试方法与数据测试方法；测试仪器；测试数据（着重考查方法和仪器选择的正确性以及 数据是否全面、准确）10测试结果分 析与设计指标进行比较，分析产生偏差的原 因，并提出改进方法5电路图及设 计文件重点考查完整性、规范性7总分50基本要求实际制作完成情况50发挥部分完成第（1）项10完成第（2）项10完成第（3）项15完成第（4）项4完成第（5）项6其他5四、说明（1） DC-DC变换器不允许使用成品模块
6、，但可使用开关电源控制芯片。（2）国可通过交流调压器改变，来调整。DC-DC变换器（含控制电路）只能由n端口供电，不得另加辅助电源。（3）本题中的输出噪声纹波电压是指输出电压中的所有非直流成分，要求用带宽不小于20MHz模拟示波器（AC耦合、扫描速度20ms/div）测量*p。（4）本题中电压调整率，指%在指定范围内变化时，输出电压 4的变 化率；负载调整率指/。在指定范围内变化时，输出电压）的变化率；DC-DC 变换器效率二4/ Pin，其中Po=仄10,尸in = %/in。（5）电源在最大输出功率下应能连续安全工作足够长的时间（测试期间， 不能出现过热等故障）。（6）制作时应考虑方便测试
7、，合理设置测试点（参考图1）。（7）设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、 主要的测试结果。完整的电路原理图、重要的源程序和完整的测试结果用附件给 出。3电动车跷跷板一、任务设计并制作一个电动车跷跷板，在跷跷板起始端A一侧装有可移动的配重。 配重的位置可以在从始端开始的200mm600nlm范围内调整，调整步长不大于 50nlm；配重可拆卸。电动车从起始端A出发，可以自动在跷跷板上行驶。电动车 跷跷板起始状态和平衡状态示意图分别如图3-37 （1）和（2）所示。图3-37电动车跷跷板状态示意图二、要求.基本要求在不加配重的情况下，电动车完成以下运动：（1）电动车从起始端
8、A出发，在30秒钟内行驶到中心点C附近；（2） 60秒钟之内，电动车在中心点C附近使跷跷板处于平衡状态，保持平 衡5秒钟，并给出明显的平衡指示；（3）电动车从（2）中的平衡点出发，30秒钟内行驶到跷跷板末端B处（车 头距跷跷板末端B不大于50mm）；（4）电动车在B点停止5秒后，1分钟内倒退回起始端A,完成整个行程。（5）在整个行驶过程中，电动车始终在跷跷板上，并分阶段实时显示电动 车行驶所用的时间。2.发挥部分将配重固定在可调整范围内任一指定位置，电动车完成以下运动：（1）将电动车放置在地面距离跷跷板起始端A点300nlm以外、90扇形区 域内某一指定位置（车头朝向跷跷板），电动车能够自动驶
9、上跷跷板，如图3-38 所示：图3-38自动驶上跷跷板示意图（2）电动车在跷跷板上取得平衡，给出明显的平衡指示，保持平衡5秒钟以上;(3)将另一块质量为电动车质量10%20%的块状配重放在A至C间指定 的位置，电动车能够重新取得平衡，给出明显的平衡指示，保持平衡5秒钟以上;(4)电动车在3分钟之内完成(1)(3)全过程。(5)其他。三、说明(1)跷跷板长1600mm、宽300mm,为便于携带也可将跷跷板制成折叠形(2)跷跷板中心固定在直径不大于50mm的半圆轴上，轴两端支撑在支架上, 并保证与支架圆滑接触，能灵活转动。(3)测试中，使用参赛队自制的跷跷板装置。(4)允许在跷跷板和地面上采取引导
10、措施，但不得影响板面和地面平整。(5)电动车(含加在车体上的其它装置)外形尺寸规定为：长W300mm,宽W 200mm。(6)平衡的定义为A、B两端与地面的距离差d= | dA-dB |不大于40mmo(7)整个行程约为1600mm减去车长。(8)测试过程中不允许人为控制电动车运动。(9)基本要求(2)不能完成时，可以跳过，但不能得分；发挥部分(1) 不能完成时，可以直接从(2)项开始，但是(1)项不得分。四、评分标准表3-36评分表设计报告项目主要内容分数系统方案实现方法 方案论证 系统设计 结构框图12理论分析与计算测量与控制方法 理论计算13电路与程序设计检测与驱动电路设计 总体电路图软
11、件设计与工作流程图12结果分析创新发挥 结果分析8设计报告结构 及规范性摘要设计报告结构 图表的规范性5总分50基本要求实际制作完成情况50发挥部分完成第（1）项10完成第（2）项15完成第（3）项10完成第（4）项5其他10总分50附录A电子系统设计实验报告格式题目：数控直流电流源设计者：XXX XXX XXXX班 级：XXX 学 号：XXX XXX XXX设计任务设计并制作数控直流电流源。输入交流200240V, 50Hz；输出直流电压W 10Vo其原理示意图如下所示。图附AT数控直流电流源原理框图1、基本要求(1)输出电流范围：200mA2000mA；(2)可设置并显示输出电流给定值，要
12、求输出电流与给定值偏差的绝对值 W给定值的1% + 10 mA；(3)具有“ + 步进调整功能，步进WlOmA；(4)改变负载电阻，输出电压在10V以内变化时，要求输出电流变化的绝 对值W输出电流值的1%+10 mA；(5)纹波电流W2mA；(6)自制电源。2、发挥部分(1)输出电流范围为20mA2000mA,步进1mA；(2)设计、制作测量并显示输出电流的装置(可同时或交替显示电流的给 定值和实测值)，测量误差的绝对值W测量值的%+3个字；(3)改变负载电阻，输出电压在10V以内变化时，要求输出电流变化的绝 对值W输出电流值的+1 mA；(4)纹波电流W；(5)其他。3、说明(1)需留出输出
13、电流和电压测量端子；(2)输出电流可用高精度电流表测量；如果没有高精度电流表可在采样电 阻上测量电压换算成电流；(3)纹波电流的测量可用低频毫伏表测量输出纹波电压，换算成纹波电流。摘 要本系统采用单片机作为核心，辅以带反馈自稳定的串调恒压源，可以连续 设定20mA-2000mA的电流值，根据设定的电流值，单片机由A/D574对精密电 阻康铜丝电压的监控，由D/A0832直接控制输出电流，形成闭环回路，保持恒流。 为了满足精度要求，采用单片机自动控制换档电路，形成粗调和微调结合，保证 了精度。由于使用了双闭环控制，不仅提高了系统的稳定性，而且，保证了调节 电流源的精度。系统的自我保护和报警功能，
14、具有一定的智能性，同时，增加了 其运行的安全性和可靠性。关键词单片机应用 数控电流源 智能1方案设计、比较与论证数控直流电流源电路，主要由单片机最小系统、过程通道、检测、调节电路、 显示和键盘电路设计等部分组成。通过对电压的控制间接控制电流。其重点部分 在过程通道和检测调节电路的设计。包括模数转换的设计和数模转换的设计，其设计的合理与否，直接影响系 统的精度。1）模数转换的设计方案一：模数转换选用A/D0809,作为单片机输入的采样信号，虽然也能完 成模数转换，但是，0809芯片速率较低，转换时间长.为100us,重要的是，0809 的最高分辨率为8位，不能满足设计要求的精度。方案二：模数转换
15、选用芯片A/D574, A/D574为12为的模数转换，分辨率 12位，远远高于0809,而且，转换时间短，为25us,完全能够满足设计要求的 精度。因此，方案二比较适合本次设计，能够满足精度的要求。.2）数模转换的设计方案一：数模转换使用D/A0832, 0832采用了先进的C-MOS工艺，可直接与 单片机连接，具有较低的功耗和较低的输出漏电流误差。但是，其8位的分辨率 不能满足设计要求的步进1mA精度，所以，不能直接用0832进行数模转换，供 给单片机监控。方案二：模数转换仍旧选用芯片AD574,数模转换选用DAC7512芯片，7512 芯片在转换中的最高分辨率为12位，可分辨4096位，
16、不但可以实现电路的基本 要求，同样可以实现发挥部分的电路要求，对于此次电路制作可以说是比较合适 的选择。但由于DAC7512芯片价格较贵，在市场上也较难买到，所以无法采用。方案三：在方案一的基础上增加一个单片机控制的自动换档电路，使用换档 电路与单片机的0832形成粗调和微调相结合的调节方式，在不大幅提高设计成 本的基础上，提高系统的精度，满足设计的要求。换档电路由模拟开关CD4051和分压电阻网络实现，通过单片机控制通道输入，每个通道输入对应着不同的电 流档位，单片机检测ADC的输出，并和设置电流比较结果，选择4051的通道输 入。采用这种方案，可以提高系统精度，满足设计要求。综合以上方案，
17、采用模数转换使用A/D574,数模转换使用D/A0832和换档 电路相结合调节方式，不仅简单易于实现，成本低，而且，能够满足设计精度的 要求。方案一：通过直接控制直流电流源电流，实现电流的控制，但是电流的控制 范围在20ma2000ma之间，这样所要测量的范围太大，增大了测量的难度，对 电路的监控也很难实现，并且，稳定性不高，电路的精度很难达到。方案二：电压控制型直流稳压电源以一稳压电源为基础，以高性能单片机系统 为控制核心以稳压驱动放大电路，采样精密电阻（阻值不随温度变化）电压电路 为外围的硬件系统，在检测与控制软件的支持下间接实现对电流输出的数字控制， 通过对稳压电源输出的电流的监控，从而
18、调整和控制稳压电源的输出电流大小。综合以上方案，方案二不仅电路控制简单，并且容易实现硬件电路的设计， 在测量精度方面也更为精确。最终选定设计方案的原理框图如图1所示：图附A-2方案的原理框图2理论分析与计算根据设计要求，需要对电流检测，而由于A/D574只能转换电压信号，因此， 先将电流信号转换为电压信号，然后才能实现A/D转换。为此，在电路中串入精 密电阻，一般为温度系数小的康铜、镒铜电阻丝，精密电阻上的电压通过放大以 后进入系统的采样保持器，由单片机实现对电流信号的监测和控制。为了提高控 制精度，采用粗调和微调相结合的方式，即采用单片机控制的换档电路实现粗调， 由单片机D/A0832的输出
19、实现微调，调节电源输出，把A/D574的采样值和电流 设置值比较、处理后，由单片机控选择换档电路的档位和D/A0832的输出，控制 恒压源的给定电压，使整个系统与恒压源又形成一闭环的回路，保证电流的稳定。 由于设计要求输出20mA2000mA的电流，并且步进为1mA,而0832的最大分 辨率为256,因此将输出电流大约分为8个等级。又 5vAD574为12位的ADC,其最大分辨率为4096,可以精确到1/4096,而设计 要求能够分辨1mA的电流，即分辨率为1/1980,所以，用AD574完全可以满足 设计的精度要求。本设计中采用单片机采集转换而来的电流值与设定值比较后，如果小于设定 值，则提
20、高一级换档电路的档位，再通过0832微调节，使检测值和设定值尽可测量速度(2-5)次/s任选；测量误差丫土三、设计要求.基本要求：(1)具有正、负电压极性显示。(2)小数点显示。(3)超量程显示。(4)量程自动转换等。1 .扩展功能：(1)拓展显示位数，如4位半等。(2)增加测电流、电阻等功能，将电压表拓展为数字万用表。频率合成器设计一、设计任务已知电源电压Vdd=5V,晶振频率为1MHZ,用CC4046设计一频率合成器。 二、技术指标工作频率范围为100HZ100KHZ,分为三个频段。lOOHZlKHZ,频率间隔为 1OOHZ；IKHZIOKHZ,频率间隔为 1KHZ；1OKHZ1OOKHZ
21、,频率间隔为 lOKHZo三、设计要求1 .基本要求(1)设计其组成电路及确定电路各参数。(2)测量频率合成器的基准频率、工作频率范围、频率间隔。(3)改变电源电压Vdd=12V,重新测量(2)内容。2 .发挥部分(1)实现频率显示。(2)采用其它器件或设计方法设计频率合成器。1多功能数字钟设计一、设计任务设计并制作一多功能数字钟二、设计要求1.基本要求(1)能实现基本的计时功能，输入1kHz的时钟，采用24小时制计时，能 在数码管或液晶上正常显示时、分、秒。(2)时间校正功能；时分均有校时功能。能的接近，满足精度要求；大于设定值，则类似。3系统总体设计本系统采用单片机作为核心，以带反馈自稳定
22、的大功率串调恒压源作为电 源，通过功能键可以连续设定20mA-2000mA的电流值，根据设定的电流值，单 片机由A/D574对精密电阻1欧康铜丝电阻上电压的监控，由D/A0832和选档电 路通过粗调和微调的调节方式，间接的控制电流，形成闭环回路，保持恒流。采 用单片机自动控制换档电路，把串调恒压源的控制给定电压05V分为8个等级, 先进行粗调，选择电压档位，再根据AD574采样的电流信号，由0832进行微调, 以保证其精度。由于使用了闭环控制，不仅提高了系统的精度，而且，单片机能 自动的调节电流输出。系统具有自我保护和蜂鸣器的报警功能，具有一定的智能 性，增加了其运行的安全性和可靠性。系统总体
23、方框图系统总体框图：图附A-3所示微机系统过程通道图附A-3系统总体方框图r- 6 5 4 M bbbbwU2I 2 3 4 5 Hur- 6 5 4 M bbbbwU2I 2 3 4 5 Hu刈384 区7女爱口又发 U334051SOWS nA白U4目日目相目U5 v= DAC08322. 8279键盘和显示播图附A-4 89c51系统图8279不仅与单片机连接简单，而且编程简单，易于实现。其中，8279扫描 计数器有两种工作方式，在编码工作方式时，计数器提供一种二进制计数，通过 管脚SLO-SL3输出后经外部译码才能提供给键盘和LED的扫描作用，在译码工 作方式时，扫描计数器对最低二位进
24、行译码，经SLO-SL3输出4选1的译码信 号，作为LED和键盘的译码扫描。8279采用软件去抖动，但确定将要闭合键时, 去抖动触发器置位，启动延时电路，大约为10ms,然后再测试该键是否继续闭合。 如该键继续闭合，则该按键被确认。8279含基本的定时计数器链，第一个计数 器是一个分频系数为2附A-5所示：T+5二工,上 上J633J445ElCS 22?Rb 10 m nF 21 ALERKCT1 3I cEr函DB1黑盟黑IRQCSRDWRAOCL烟79 U9827QS0J6OUTBO OUIB1 OUTB2 OUTB3 OUTAS OUTA2 OUTA1 OUTAO-ZE 寸 S9COO
25、0 12 3 RLRLRLRL2 A32Y31A21Y22A42Y41A11Y12A12Y11A41Y42A2 U102Y21A31Y374LS240162GAY0B U11Y1CY274LS138Y4ElY5E2Y613Y7图附A5 8279键盘电路本设计中：连接动态显示，可减少硬件开销，提高系统可靠性并降低成本。如图附A-6所示：图附A-68279显示器表附A-1共阴极LED字形代码表字形01234567代码OCH9FH4AHOBH99H29H58H8FH字形89ABCDEF代码0811891188H38116CII1AII6811E8II3 .选档电路DAC0832与4051组成级调电路
26、，通过电压检测，与4051输入基准电压的比较，进行 粗调和微调调整，经过LM741的衰减和反向输出基准电压，转换成控制电流，控制直流源 电路。如图附-7所示：4X051XOXIX2X3X4X6X7INA 3 c25：2厂，ICCK100K图附A-7选档电路4.直流串调稳压电源的设计如图附A-8所示：4 一 人、图附A-8直流串调稳压电源原理电流信号检测放大电跖XU同叩 /7I ZJ、：图附A-9电流信号检测放大电路系统软件主要有设置模次、人干乂如些快如、虫小快哒:组成。其中，设置模 块主要实现设置电流初始值的功能，由+与-键、取消键与回车键以及 数字键实现；处理模块主要实现由A/D574转换的
27、电流信号和D/A转换的信号的 电流信号进行比较，并控制4051的档位，在经过比较后，控制0832输出，使电流源随基准信号自动调节，实现闭环控制，并与硬件电路的自调节形成双闭 环控制，进一步确保精度；显示模块主要显示交替显示设定值和实测值。如图 附TO所示：图附ATO系统软件流程图图附ATI模块设计流程图1 .设置模块流程图如图附A-l 1所示。2 .比较处理模块流程图如图附A-12所示：图附A-12比较处理模块流程图4调试包括对89c51、8279的键盘和显示电路。检查碰线故障和其他硬件故障， 杜绝出现电源短路，并测试电路的各项测试是否满足题目的要求。同时，从硬 件上适当的采取抗干扰技术，如电
28、气隔离。提高系统的可靠性。尤其对运放电 路的硬件调试要极为仔细。主要检查软件的语法错误以及程序的逻辑结构错误。并且对各个软件模块 进行测试，以便进行软硬件联机调试。在硬件和软件调试无误的基础上，进行软硬件联机调试。调试重点在于程 序各模块之间接口正确，并相互匹配。另外，适当采取软件抗干扰技术，提高 系统抗干扰性。5测试数据与结果分析数字式万用表、示波器、XJ4318双踪示波器、TDS220数字式示波器电容的一个重要特性就是隔直流，过交流的作用。过交流的时候就是有电 容ESR阻碍作用而显示的电流为纹波电流。想知道电流就需要前路总流到后来 分流后的差由电容控制通过的电流来补偿。一般用示波器就可测量
29、。示波器接系统输出，调节幅度，周期。使波形在显示屏范围内！选择测量 峰值，这是看到的就是纹波加噪声。用光标的电压选择除毛刺外的波形，就可 以达到纹波电压要求。纹波电压的测量方法是用低频毫伏表测量负载电阻上输出纹波电压，换算 成纹波电流。本设计中采用1欧的康铜丝电阻作为测量电流的电压，由于康铜丝为精密 的电阻，其阻值几乎不随温度变化，故康铜丝两端的电压和电流几乎相等。表附A-2数据测试结果表康铜丝1欧电压电压电流123由于康铜丝的电阻随温度有微小的变化，所以，测的数据有细微的误差。 误差满足要求。6抗干扰技术由于单片机控制系统会遇到各种干扰，如噪声干扰、电源干扰等，因此， 对于一个完整的单片机系
30、统是不可或缺的。通常抗干扰措施有硬件抗干扰和软 件抗干扰两个部分。硬件中的抗干扰技术可以有效的抑制电源干扰，采用隔离 变压器（对于电源干扰）、地线抗干扰（包括数字地和模拟地及保护地等）、光 电隔离等，可以有效的抑制和消除噪声和干扰，提高系统的抗干扰能力，从而 确保系统能在恶劣的环境下可靠的工作。作为硬件抗干扰的补充和完善，可以 及一步提高系统的抗干扰能力，常常采用数字滤波、软件陷阱等方法。通过软 硬件的结合的抗干扰措施，就可取得较为满意的效果。7总结通过本次设计，把单片机应用到测试中后，使测试实现了数字化和智能化, 拥有自动检测，测量结果准确和自诊断能力很强等特点。为了使智能稳压电源 能可靠、
31、安全地工作，本系统设置了多重监测和保护系统，主要包括过流保护。 同时，经过此次设计，培养了我们的团队合作、吃苦耐劳精神。附录主要元器件清单单片机最小系统板（含单片机芯片、键盘与显示装置、存储器、A/D、D/A）运算放大器康铜电阻丝变压器（50W, 220V/28V, 15V）功率管3DD15三极管9013整流桥（100V/5A）参考文献1胡汉才.单片及原理及结构技术（第二版）.清华大学出版社.2003年。2李广弟等.单片机基础（修订版）.北京航空航天大出版社.2001年。3何立民.单片及应用系统设计系统配置与结构技术.北京航空航天大学出版社.2004年。4何立民.单片机应用技术选编.北京航空航
32、天大学出版社.1998年。5纪宗南.单片及外围器件使用手册输入通道器件分册.北京航空航天大学出版社.1998 年。6求实科技.单片机典型模块设计实力导航.人民邮电出版社.2004年。附录B SmartSOPC核心板FPGA引脚分配表附B-1核心板FPGA表引脚分配表序号引脚标号FPGA管脚IO 口方向功能备注1SDRAM_A01840SDRAM地址线2SDRAM.A11833SDRAM_A21824SDRAM.A31815SDRAM_A41796SDRAM_A51807SDRAM_A61878SDRAM_A71889SDRAM_A819310SDRAM_A919411SDRAM_A101851
33、2SDRAM_A1119513SDRAM.A1219614SDRAM_D0226IOSDRAM数据线15SDRAM.Dl22516SDRAM_D222417SDRAM_D322318SDRAM_D422219SDRAM_D521520SDRAM.D621421SDRAM.D721322SDRAM_D821623SDRAM_D921724SDRAM_D1021825SDRAM.Dll21926SDRAM_D1222727SDRAM_D1322828SDRAM_D1423329SDRAM_D1523430SDRAM_BAO1970BAO、1决定明E个BANK有效31SDRAM_BA1186032S
34、DRAM_DQML(0)2070输入/轴出屏蔽Masked33SDRAM_DQMH(1)208034SDRAM_nRAS2020命令的读入35SDRAM_nCAS203036SDRAM_nWE206037SDRAM.CLK1440SDRAM时钟38SDRAM.CKE2010时钟使能39SDRAM_nCSl2000SDRAM 1片选40SDRAM_nCS22350SDRAM2片选41DO9310Nor Flash以及外扩的数据总线42DI9443D29544D39845D49946D510047D610148D710449D87450D97351DIO6852Dll6753DI26654D136
35、555D146156D156257AO1150Nor Flash以及外扩的地址总线58Al8359A28460A38561A48662A58763A6106(3)正点报时功能。当计时器运行到59分49秒开始报时，每鸣叫1s就停 叫1s,共鸣叫6,前5响为低音，频率为750Hz；最后1响为高音，频率为IKHz。(4)可设定至少2个闹钟时间，当按下闹铃开关时，可在规定时间闹铃， 当开关复位时，闹铃停止。(5)时钟掉电保持功能，当电源掉电时时钟不停止。2.发挥部分(1)增加日历功能，能正确显示年月日星期等。(2)增加音乐闹钟功能。(3)按键语音报时功能。(4)无线遥控时钟功能。(5)触摸报时功能。1
36、数字频率计设计一、设计任务设计并制作一台数字显示的简易频率计。二、设计要求.基本要求(1)频率测量b.测量误差W(2)周期测量Zb.测量误差W(3)显示及工作方式十进制数字显示，显示刷新时间110秒连续可调，小数点自动定 位转换。(4)自行设计并制作满足本设计任务要求的稳压电源。3 .发挥部分W 10s) oW 1% O(3)脉冲宽度测量100 u sb.测量误差W1%本设计如采用单片机进行设计，应增加外部计数器如74LS393等，可扩大 计数数值，扩大频率测量范围；如采用FPGA+单片机进行设计，利用等精度频率 计设计方法，可扩展发挥部分的功能。见下图13。图13等精度频率计系统组成框图64
37、A710765A810866A911367A1011468Al 18269A127970A137871A147772A157673A166074A175975A185876A197577A2011778A2111879A221 1980nWE1050写信号81nOE560读信号82FLASH.nCSl1200Flash 1片选83FLASH_nCS21160Flash2片选84FLASH_R/nB29IFlash读写忙信号85SRAM_nCSl880SRAM1片选86SRAM_nCS2570SRAM2片选87UPPER_BYTE640高字节选通88LOWER_BYTE630低字节选通89I2C
38、_SCL177IOI2C时钟90I2C_SDA178IOI2C数据91SYS_CLK028I时钟输入92SYS_CLK2153I时钟输入93SYS_nRST152IFPGA复位输入附表B-2核心板FPGA外扩10引脚分配表序号电路图上标号FPGA 管脚号I/O方向外设名称跳线及复用1LED150O8个独立LED灯，主板上的LED1-8需要短接主板上JP6的2LED253O与核心板上LED1-8共用管脚对应跳线3LED35404LED45505LED517606LED64707LED74808LED84909KEY8156I独立按键，核心板上KEY1-4与主板上KEY1-4共用10KEY7158
39、I11KEY6141I12KEY5143I13KEY4124I14KEY3123I15KEY2122I16KEY1121I17BEEP1750蜂鸣器18LCD_LIGHT1740液日日显示控制19LCD_EN173o20DcMotorSpeed140o直流电机注意短接JP1电源跳线21DcMotorA139o22DcMotorB138I238563_INT137I856324LM75_0S136ILM7525SEGO1690七段数码管段码26SEG1170027SEG2167028SEG3168029SEG4165o30SEG5166o31SEG6163032SEG7164033DIGO160
40、0七段数码管位码34DIG1159035DIG2162036DIG3161037DIG420401C12时要通过连接线从主板上的JP6或核心板上的PACK复用38DIG5199039DIG6198040DIG7205041UART_RXD135I232 串 口42UART_TXD133043AD_nCS134oADC44AD_DAT131I45AD_CLK132o46DAC_LDAC1250DAC47DAC_L0AD126048DAC_DATA127049DAC_CLK128050ULN2003A1030步进电机注意短接JP4电源跳线1C12时要通过连接线从主板上的JP6或核心板上的PACK复
41、用51ULN2003B102052ULN2003C97053ULN2003D96o54IR_CLK221o红外收发通过JP2跳线来选择频率1C12时要通过连接线从主板上的JP6或核心板上的PACK复用55IR_TX81056IR.RX80I57RS485_DI待定0485 接口要通过连接线从主板上的JP6或核心板上的PACK复用58RS485_RE_DE059485_ROI60SD_WP待定ISD/MMC 卡接口要通过连接线从主板上的JP6或核心板上的PACK复用61SD_INSERTI62SPIJUSOI63SPI_CLKo64SPI_MOSIo65SD_nCS066SDPOWER067VGA_VSYNC待定0VGA 接 口要通过连接线从主板上的JP6或核心板上的PACK复用68VGA_HSYNC069VGA_RO070VGA_R1O71VGA_R2072VGA_G0073VGA_G1074VGA_G20