用555和74160计数器设计一个数字电子钟计时系统

用555和74160计数器设计一个数字电子钟计时系统,第1张

数字钟电路是一个典型的数字电路系统,其由时,分,秒计数器以及校时和显示电路组成下面介绍利用集成十进制递增计数器(74160)和带译码器的七段显示数码管组成的数字钟电路计数器74160和七段显示数码管的功能及使用方法在84节已有叙述
1 利用两片74160组成60进制递增计数器
利用两片74160组成的同步60进制递增计数器如图94-1所示,其中个位计数器(C1)接成十进制形式。十位计数器(C2)选择QC与QB做反馈端,经与非门输出控制清零端(CLR’),接成六进制计数形式。个位与十位计数器之间采用同步级连方式,将个位计数器的进位输出控制端(RCO)接至十位计数器容许端(ENT),完成个位对十位计数器的进位控制。将个位计数器的RCO端和十位计数器的QC、QA端经与们由CO端输出,作进位输出控制信号。当计数器状态为59时,CO端输出高电平,在同步级联方式下,容许高位计数器计数。选择信号源库中的1HZ方波信号作为计数器的测试时钟源。
因为秒与分计数均由60进制递增计数器来完成,为在构成数字钟系统时使电路得到简化,我们将图94-1虚线框内建立部分用子电路表示。具体 *** 作过程如下:
在EWB主界面内建立图94-1所示60进制计数器,闭合仿真电源,经过功能测试,确保计数器工作正常。选中虚线框内所示部分电路(Circuit)菜单中的创建子电路(Creat Subcircuit……)项,主界面内出现子电路设置对话框,在对话框内添入电路名称(60C)后,选择在电路中置换(Replace in Circuit)项,得用子电路表示的60进制递增计数器如图94-3所示。
2、用两片74160组成24/12进制递增计数器
图94-4所示电路是由两片74160组成的能实现12和24进制转换的同步递增计数器。图中个位与十位计数器均接成十进制计数形式,采用同步级连方式。选择十位计数器的输出端QB和个位计数器的输出端QC通过与非门NAND2控制两片计数器的清零端(CLR’),利用状态24反馈清零,可实现24进制递增计数。若选择十位计数器的输出端QA与个位计数器的输出端QB经过与非门NAND1输出,控制两片计数器的清零端(CLR’),利用状态12反馈清零,可实现12进制递增计数。敲击Q键,使开关K选择与非门NAND2输出或NAND1输出可实现24和12进制递增计数器的转换。该计数器可利用作数字钟的时计数器。
为简化数字钟电路,我们将图94-4所示的24/12进制计数器虚线框内电路转换为子电路,转换方法与上述60进制计数器相同。用子电路表的24/12进制同步计数器如图94-5所示。
3 数字钟系统的组成
利用60进制和24/12进制递增计数器子电路构成的数字钟系统如图94-6所示。在数字钟电路中,由两个60进制同步递增计数器完成秒、分计数,由24/12进制同步递增计数器实现小时计数。
秒、分、时计数器之间采用同步级连方式。开关K控制小时的24进制和12进制计数方式选择。为简化电路,直接选用信号源库中的方波秒脉冲作数字钟的秒脉冲信号,读者可自行设计独立的秒脉冲源,例如;可利用555多谐振荡器产生的秒脉冲,或者采用石英晶体振荡器经分频器产生秒脉冲。还可以在小时显示的基础上,增加上、下午或日期显示以及整点报时等,这里不再赘述。
敲击S和F键,可控制开关S和F 将秒脉冲直接引入时、分计数器,实现校时。
对于图94-6所示数字钟电路,若要进一步 简化电路还可以利用子电路嵌套功能将虚线框内电路转换为更高一级的子电路,我们将子电路命名为CLOCK,用高一级子电路表示的数字钟电路如图94-7所示。
今后在设计用到数字钟作单元电路的系统时可直接引用该电路,使系统得到简化。
图1、数字电子钟结构图
2、秒钟、分钟计时电路的设计
利用集成十进制递增计数器(74160)和带主译码器的七段显示数码管组成的数字钟电路。计数器74160的功能真值表如图2所示。
根据计数器74160的功能表真值表,利用两片74160组成的同步六十进制递增计数器如图3示,其中个位计数器(CL)接成十进制形式。十位计数器(C2)选择QC与QB做反馈端,经与非门(NEND)输出控制清零端(CLR),接成六进制计数形式。个位与十位计数器之间采用同步级连复位方式,将个位计数器的进位输出控制端(RCO)接至十位计数器的计数计数器的计数容许端(ENT),完成个位对十位计数器的进位控制QC,QA端经过与门AND1和AND2由CO端输出,作为六十进制的进位输出脉冲信号,
图二、同步十进制计数器74160真值表
当计数器计数状态为59时,CO端输出高电平,在同步级联方式下,容许高位计数器计数。电路创建完成后,进行仿真实验时,利用信号源库中的1HZ方波信号作为计数器的时钟脉冲源。
图3、秒钟/分钟计时电路
因为秒钟与分钟技术均由六十进制递增计数器来完成,为在构成数字钟系统时使电路得到简化,图虚线框内的电路创建为子电路表示。具体 *** 作过程如下:在EWB主界面内建立如示的六十进制计数器,闭合仿真电源开关,经过计数器功能测试,确定计数器工作正常,选中虚线框内所示部分电路后,再选择电路菜单中创建子电路框内添入子电路名称(分计时)后,选择在电路中置换选项,得到用子电路表示的六十进制递增计数器,即秒钟/分钟计时子电路,如图4
图4、分钟计时子电路对话框
图5、分钟计时电路
四、24/12进制的能实现递增计数器
24/12进制的能实现十二四进制的同步递增计数器。如图四。所示。图中个位与十位计数器均接成十进制计数形式,采用同步级联复位方试。 选择十位计数器的输出端Qb和个位计数器 输出端Qc通过与非门NAND2的控制两片计数器的清零端CLR,当计数器的输出状态为00100100时,立即译码清零,实现二进制纟递增计数器:若选择十位二进制的输出端Q a与个位计数器的输出端Qb经与非门NAD1控制两片计数器的清零端CLR,当计数器的输出状态为00100100时,立即译码反馈为零,实现二十进制递增计数器,若选择十位计数器的输出端Qb经与门NAND1控制两片计数器的清零端CLR。当计数器的输出端状态为00010010时,立即译码反馈为零,实现十二进制递增计数,敲Q,开关Q 选择与非门NAND2输出和NA民NAND1输出实现二十四进制递增计数器的转换。计数器用作数子钟的计数器。
图6、24/12二进制计时电路
为了简化数子电子钟的电路,需要将图765的24/12二进制计数器的线框内电路转换为子电路,方法与上面六二进制的分计数器一样,用子电路表示24/12进同步计数器如图7。
图7、24/12计时电路
五、数字电子钟系统的组成
利用六十进制和24/12进制递增计数器子电路构成的数字电子钟系统如图8所示,在数字电子钟电路中,由两个六十进制同步递增计数器分别构成秒钟计时器和分计时器,级连够完成秒 ,分计时、由24/12进制同步递增计实现小时计数。秒、分、时计数器之间采用同步级连方式,开关(Q)控制小时的二十四进制和十二进制计数方式选择,敲击S和F键,可控制开关S和F将秒脉冲直接引入时,分计数器,实现时计数器和分计数器的校时。
对于图所示数字电子钟电路,为了进一步简化电路,还可以利用子电路嵌套功能,将虚线框内电路转换为更高一级的子电路,成为子电路数字电子钟,用嵌套子电路表示的数字电子钟电路如图8所示
图8、24/12进制计数电路
以上创建的各种子电路都已经存入自定义元器件库中,在其他电子系统设计中需要时,可以直接调用这些子电路,使系统的设计更方便,更快捷。
访真实验时,可直接选用信号源库中的方波秒脉冲作数字钟的秒脉冲信号,作为一个设计内容,读者可自行设计独立的秒脉冲信号源,可利用555定时器组成多谐震荡器产生秒钟脉冲信号,或者采用石英晶体震荡器经分频器产生秒脉冲,脉冲频率更稳定,计时误差会更小,还可以在小时显示的基础上,增加上下午或日期显示,整点报时电路以及作息时间提示电路等。

物联网管理系统

与传统的嵌入式设备相比,物联网感知层的设备更小、功耗更低,还需要安全性及组网能力,物联网通信层需要支持各种通信协议核协议之间的转换,应用层则需要具备云计算能力。在软件方面,支撑物联网设备的软件比传统的嵌入式设备软件更加复杂,这也对嵌入式 *** 作系统提出了更高的要求。为了应对这种要求,一种面向物联网设备和应用的软件系统——物联网 *** 作系统。

物联网中的 *** 作系统涉及到芯片层、终端层、边缘层、云端层等多个层面单一层次的物联网 *** 作系统与安卓在移动互联网领域的地位和作用类似,实现了应用软件与智能终端硬件的解耦。就像在安卓的生态环境中,开发者基本不用考虑智能终端的物理硬件配置,只需根据安卓的编程接口编写应用程序,就可以运行在所有基于安卓的智能终端上一样,物联网 *** 作系统的作用也是如此。

关联

作为互联网的延伸,物联网利用通信技术把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式联在一起,形成人与物、物与物相联,而它对于信息端的云计算和实体段的相关传感设备的需求,使得产业内的联合成为未来必然趋势,也为实际应用的领域打开无限可能。

简单地说,物联网是一种建立在互联网上的泛在网络。物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网,通过各种有线和无线网络与互联网融合,将物体的信息实时准确地传递出去。

互联网是指将两台计算机或者是两台以上的计算机终端、客户端、服务端通过计算机信息技术的手段互相联系起来的结果,人们可以与远在千里之外的朋友相互发送邮件、共同完成一项工作、共同娱乐。

其内在联系:第一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;第二,其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间,进行信息交换和通信。

以 Hightopo 的炼铁厂数据可视化为例,就可以结合文字理解其含义:

Hightopo 是由公司独立自主研发,基于HTML5标准技术的Web前端2D和3D图形界面开发框架。非常适用于实时监控系统的界面呈现,广泛应用于电信网络拓扑和设备管理,以及电力、燃气等工业自动化 (HMI/SCADA) 领域。

多年来数百个工业互联网可视化项目实施经验形成了一整套实践证明的高效开发流程和生态体系,可快速实现现代化的、高性能的、跨平台桌面Mouse/移动Touch/虚拟现实VR图形展示效果及交互体验。

参考资料:

   官网——Web组态  

                  百度百科——图扑软件

物联网的体系结构可以分为感知层,网络层和应用层三个层次。

感知层。是物联网发展和应用的基础,包括传感器或读卡器等数据采集设备、数据接入到网关之前的传感器网络。感知层以RFID、传感与控制、短距离无线通信等为主要技术,其任务是识别物体和采集系统中的相关信息,从而实现对“物”的认识与感知。

网络层。是建立在现有通信网络和互联网基础之上的融合网络,网络层通过各种接入设备与移动通信网和互联网相连,其主要任务是通过现有的互联网、广电网络、通信网络等实现信息的传输、初步处理、分类、聚合等,用于沟通感知层和应用层。目前国内通信设备和运营商实力较强,是我国互联网技术领域最成熟的部分。

应用层。是将物联网技术与专业技术相互融合,利用分析处理的感知数据为用户提供丰富的特定服务。应用层是物联网发展的目的。物联网的应用可分为控制型、查询型、管理型和扫描型等,可通过现有的手机、电脑等终端实现广泛的智能化应用解决方案。

资料拓展:

物联网的整个结构可分为射频识别系统和信息网络系统两部分。射频识别系统主要由标签和读写器组成,两者通过RFID空中接口通信。读写器获取产品标识后,通过internet或其他通讯方式将产品标识上传至信息网络系统的中间件,然后通过ONS解析获取产品的对象名称,继而通过EPC信息服务的各种接口获得产品信息的各种相关服务。整个信息系统的运行都会借助internet的网络系统,利用在internet基础上的发展出的通信协议和描述语言。

因此我们可以说物联网是架构在internet基础上的关于各种物理产品信息服务的总和。从应用角度来看,物联网中三个层次值得关注,也即是说,物联网由三部分组成:一是传感网络,即以二维码、RFID、传感器为主,实现对“物”的识别。二是传输网络,即通过现有的互联网、广电网络、通信网络等实现数据的传输与计算。三是应用网络,即输入输出控制终端。


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