武汉工程大学
计算机科学与工程学院综合设计报告
设计名称：信息硬件综合设计
设计题目：数字钟的设计与实现
学生学号：1205110204
专业班级：12信技02班
学生姓名：陈振
学生成绩：
指导教师（职称）：陈艳（讲师）
完成时间：2014年5月6日至2014年6月6日武汉工程大学计算机科学与工程学院制
说明：
1、报告中的第一、二、三项由指导教师在综合设计开始前填写并发
给每个学生；四、五两项（中英文摘要）由学生在完成综合设计后填写。
2、学生成绩由指导教师根据学生的设计情况给出各项分值及总评成绩。
3、指导教师评语一栏由指导教师就学生在整个设计期间的平时表现、
设计完成情况、报告的质量及答辩情况，给出客观、全面的评价。
4、所有学生必须参加综合设计的答辩环节，凡不参加答辩者，其成
绩一律按不及格处理。答辩小组成员应由2人及以上教师组成。
5、报告正文字数一般应不少于5000字，也可由指导教师根据本门综
合设计的情况另行规定。
6、平时表现成绩低于6分的学生，其综合设计成绩按不及格处理。
7、此表格式为武汉工程大学计算机科学与工程学院提供的基本格式
（适用于学院各类综合设计），各教研室可根据本门综合设计的特点及内容做适当的调整，并上报学院批准。
答辩记录表
成绩评定表
学生姓名：陈振学号：1205110204 班级：12信技02班
指导教师评语
数字逻辑课程设计 自从它被发明的那天起，就成为人们生活中必不可少的一种工具，尤其是在现在这个讲 究效率的年代，时钟更是在人类生产、生活、学习等多个领域得到广泛的应用。然而随着时 间的推移，人们不仅对于时钟精度的要求越来越高，而且对于时钟功能的要求也越来越多，时钟已不仅仅是一种用来显示时间的工具，在很多实际应用中它还需要能够实现更多其它的
功能。诸如闹钟功能、日历显示功能、温度测量功能、湿度测量功能、电压测量功能、频率测量功能、过欠压报警功能等。钟表的数字化给人们的生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。可以说，设计多功能数字时钟的意义已不只在于数字时钟本身，更大的意义在于多功能数字时钟在许多实时控制系统中的应用。在很多实际应 用中，只要对数字时钟的程序和硬件电路加以一定的修改，便可以得到实时控制的实用系统， 从而应用到实际工作与生产中去。因此，研究数字时钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。 数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路?目前,数字钟的功能越来越强，并且有多种专门的大规模集成电路可供选择? 前言 (2) 目录 (2) 题目 (2) 摘要 (2) 关键字 (3) 设计要求 (3) 正文 (3) 1电路结构与原理图 (3) 2数码显示器 (3) 60进制计数和24进制计数 (4) 校时 (7) 振荡器 (8) 3.计算、仿真的过程和结果 (9) 鸣谢 (11) 元器件清单 (11) 参考文献 (11) 总结与体会 (11) 教师评语 (12) 数字时钟的课程设计 摘要： 数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高 的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。 数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。目前, 数字钟的功能越来越强，并且有多种专门的大规模集成电路可供选择。本设计采用74LS290. 74LS47.BCD七段数码管和适当的门电路构成，可实现对时、分、秒等时间信息的采集和较时 功能地实现?
《数字逻辑》课程设计报告 题目数字时钟 学院（部）信息工程学院 专业计算机科学与技术 班级计算机一班 学生姓名 学号20132402 6 月29 日至 7 月 3 日共1 周 指导教师（签字）
题目 一．摘要： 钟表的数字化给人们的生产生活带来了极大的方便，并且极大的扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常警、学校的按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、定时启闭路灯，甚至各种定时电气的自启用等。所现实的意义。本次数电课设我组设计的数字时钟是由石英晶体振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器、校时电路、报时电路和计时电路组成，石英晶体振荡器产生的信号经过分频器作为秒脉冲，秒脉冲送入计数器计数，计数结果通过“时”、“分”、“秒”译码器在七段显示器上显示时间。 二．关键词： 校时计时报时分频石英晶体振荡器 三．技术要求： 1、有“时”、“分”、“秒”（23小时59分59秒）显示且有校时功能； 2、有计时功能，时钟不会在计时的时候停下。计时范围是0~99秒； 3、有闹铃功能，闹铃响的时间由使用者自己设置，闹铃时间至少一分钟； 4、要在七段显示器（共阴极6片）显示时间； 5、电子钟要准确正常地工作。 四、方案论证与选择： 钟表的是长期使用的器件，误差容易积累由此增大。所以要求分频器产生的秒脉冲要极其准确。而石英晶体产生的信号是非常稳定的，所以我们使用石英晶体产生的信号经过分频电路作为秒脉冲。秒脉冲信号经过6级计数器，分别得到“秒”、“分”、“时”的个位、十位的计时。由实际的要求，“秒”、“分”计数器为60进制的计数器，小时为24进制。由于74LS160十进制加法计数器易于理解使用，我们在设计各个计数器时都是由采用74LS160芯片级联构成。在计时部分，最小单位是0.01s，我们采用555多谐振荡器产生100HZ的信号作为秒脉冲进入一个4级计数器，计时范围是0~99秒。石英晶体
第一章 1. 什么是模拟信号什么是数字信号试举出实例。 模拟信号-----指在时间上和数值上均作连续变化的信号。例如，温度、压力、交流电压等信号。 数字信号-----指信号的变化在时间上和数值上都是断续的，阶跃式的，或 者说是离散的，这类信号有时又称为离散信号。例如，在数 字系统中的脉冲信号、开关状态等。 2. 数字逻辑电路具有哪些主要特点 数字逻辑电路具有如下主要特点： ●电路的基本工作信号是二值信号。 ●电路中的半导体器件一般都工作在开、关状态。 ●电路结构简单、功耗低、便于集成制造和系列化生产。产品价格低 廉、使用方便、通用性好。 ●由数字逻辑电路构成的数字系统工作速度快、精度高、功能强、可 靠性好。 3. 数字逻辑电路按功能可分为哪两种类型主要区别是什么 根据数字逻辑电路有无记忆功能，可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两类。组合逻辑电路：电路在任意时刻产生的稳定输出值仅取决于该时刻电路输入值的组合，而与电路过去的输入值无关。组合逻辑电路又可根据 输出端个数的多少进一步分为单输出和多输出组合逻辑电路。时序逻辑电路：电路在任意时刻产生的稳定输出值不仅与该时刻电路的输入值有关，而且与电路过去的输入值有关。时序逻辑电路又可根据电 路中有无统一的定时信号进一步分为同步时序逻辑电路和异 步时序逻辑电路。 4. 最简电路是否一定最佳为什么 一个最简的方案并不等于一个最佳的方案。最佳方案应满足全面的性能 指标和实际应用要求。所以，在求出一个实现预定功能的最简电路之后，往往要根据实际情况进行相应调整。 5. 把下列不同进制数写成按权展开形式。 (1) 10 (3) 8 (2) 2 (4) 16 解答（1）10 = 4×103＋5×102＋1×101＋7×100＋2×10-1＋3×10-2 ＋9×10-3 （2）2= 1×24＋1×22＋1×21＋1×2-2＋1×2-4
自我检测题 1．（）10=（）2 =（1A.2）16 2．（）10=（）2 3．（1011111．01101）2=（ ）8=（）10 4．（）8=（）16 5．（1011）2×（101）2=（110111）2 6．（486）10=（0）8421BCD =（0）余3BCD 7．（）10=（）8421BCD 8．（）8421BCD =（93）10 9．基本逻辑运算有 与 、或、非3种。 10．两输入与非门输入为01时，输出为 1 。 11．两输入或非门输入为01时，输出为 0 。 12．逻辑变量和逻辑函数只有 0 和 1 两种取值，而且它们只是表示两种不同的逻辑状态。 13．当变量ABC 为100时，AB +BC = 0 ，（A +B ）（A +C ）=__1__。 14．描述逻辑函数各个变量取值组合和函数值对应关系的表格叫 真值表 。 15． 用与、或、非等运算表示函数中各个变量之间逻辑关系的代数式叫 逻辑表达式 。 16．根据 代入 规则可从B A AB +=可得到C B A ABC ++=。 17．写出函数Z =ABC +（A +BC ）（A +C ）的反函数Z =））（C A C B A C B A ++++)((。 18．逻辑函数表达式F =（A +B ）（A +B +C ）（AB +CD ）+E ，则其对偶式F ＇= __（AB +ABC +（A +B ）（C +D ））E 。 19．已知CD C B A F ++=）（，其对偶式F ＇=D C C B A +??+）（。 20．ABDE C ABC Y ++=的最简与-或式为Y =C AB +。
21．函数D =的最小项表达式为Y= ∑m（1,3,9,11,12,13,14,15）。 Y+ AB B 22．约束项是不会出现的变量取值所对应的最小项，其值总是等于0。 23．逻辑函数F（A,B,C）=∏M（1,3,4,6,7），则F（A,B,C）=∑m（ 0，2，5）。 24．VHDL的基本描述语句包括并行语句和顺序语句。 25．VHDL的并行语句在结构体中的执行是并行的，其执行方式与语句书写的顺序无关。 26．在VHDL的各种并行语句之间，可以用信号来交换信息。 27．VHDL的PROCESS（进程）语句是由顺序语句组成的，但其本身却是并行语句。 28．VHDL顺序语句只能出现在进程语句内部，是按程序书写的顺序自上而下、一条一条地执行。 29．VHDL的数据对象包括常数、变量和信号，它们是用来存放各种类型数据的容器。 30．下列各组数中，是6进制的是。 A．14752 B．62936 C．53452 D．37481 31．已知二进制数，其对应的十进制数为。 A．202 B．192 C．106 D．92 32．十进制数62对应的十六进制数是。 A．（3E）16 B．（36）16 C．（38）16 D．（3D）16 33．和二进制数（）2等值的十六进制数是。 A．（）16 B．（）16 C．（）16 D．（）16 34．下列四个数中与十进制数（163）10不相等的是。 A．（A3）16 B．（）2 C．（0001）8421BCD D．（1）8 35．下列数中最大数是。
《数字逻辑》课程设计 实验报告书 题目：数字钟 姓名： 专业： 班级： 学号： 指导教师：
目录 一、设计任务要求 (3) 二、设计思想及说明 (4) 三、设计和实现过程 (4) 四、经验、体会总结 (12) 五、参考文献 (13)
一、设计任务与要求 设计任务：设计一个具有整点报时功能的数字钟 要求： 1、设计一个有“时”、“分”、“秒”（11小时59分59秒）显示且有校时功能的数字钟。 2、有校时功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到标准时间。 3、计时过程具有整点报时功能，当时间到达整点前10秒进行报时。 4、用中小规模集成电路组成数字钟，并在实验箱上进行组装、调试。 5、画出框图和逻辑电路图。 功能： 1、计时功能： 要求准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间。小时的计时要求为“12翻1”。 2、校时功能： 当数字钟接通电源或者计时出现误差时，需要校正时间（简称校时）。校时是数字钟应具备的基本功能，一般电子手表都具有时、分、秒等校时功能。为使电路简单，这里只进行分和小时的校时。对校时电路的要求是：在小时校正时不影响分和秒的正常计数；在分校正时不影响秒和小时的正常计数。校时方式有“快校时”和“慢校时”两种。“快校时”是通过开关控制，使计数器对1Hz的校时脉冲计数。“慢校时”是用手动产生单脉冲作校时脉冲。 3、仿广播电台整点报时： 每当数字钟计时快要到整点时发出声响；通常按照4低音1高音的顺序发出间断声响；以最后一声高音结束的时刻为整点时刻。
二、设计思想及说明 数字钟原理框图下图所示，电路一般包括以下几个部分：切换电路、时分秒计数器、校时电路、整点报时电路及星期显示电路。其基本原理是:秒计数器按“60进制”向分计数器进位，分计数器按“60进制”向时计数器进位，小时计数器按“24进制”规律计数，计数器经译码器送到显示器。计数出现误差可用校时电路进行校时，校分，并具有可整点报时功能。 电路组成框图：
数字逻辑课程设计实验报告 题目数字钟 姓名桂大有 班级网络工程103班 学号109074360 指导教师陆勤 完成日期2012年5月21日
数字钟的设计 1.数字钟的功能描述 (1)计时和显示功能 采用24小时计时并以十进制数字显示时、分、秒（时从00-23，分、秒从00-59）。 (2)校对动能 当数字时钟走的有偏差时，应能够手动校时。 2.数字钟的设计思路 根据功能要求，整个数字时钟分为计时和校时两大部分。 计时部分秒计时电路接收1Hz时基信号，进行60进制计数，计满后秒值归0，并产生1/60Hz时钟信号；分钟计时电路接受1/60Hz时钟信号，进行60进制计数，计满后分钟值归0，并产生1/3600Hz时钟信号，小时计时电路接收1/3600Hz时钟信号，进行24小时计数，计满后小时、分、秒皆归0，如此循环往复。 校时部分，采用两个瞬态按键配合实现，1号键产生单脉冲，控制数字钟在计时/校时/校分/校秒四种状态间切换，2号键通过控制计数使能端让时/分/秒计数器发生状态翻转以达到指定的数值。 3.系统功能模块介绍 Ⅰ.模块一：数字钟总体原理电路。 其中包含：（1）分钟、秒计时电路（２）小时计时电路（３）计时／校时的切换
Ⅱ.采用原理图和HDL混合设计方式实现数字钟 ①分钟、秒计时电路 分钟、秒计时需要60进制计数，其电路图如下所示： 该电路图用两片７４１６０采用同步连接构成６０进制计数器，通过译码电路识别稳态“５９”，输出低电平使计数器置数为０。整个技术循环为００—>０１—>０２—>…—>５８—>５９—>００—>…，共有６０个稳定状态。计数值采用ＢＣＤ码形式，Ｑ７～Ｑ４表示分钟或秒的十位，Ｑ３～Ｑ０表示分钟或秒的各位。ＥＮ输入端当正常计数状态时接收分钟计时电路的进位输出，，而在校时状态时接收校时脉冲用于控制小时值的翻转。计满进位输出端ＣＯ用于触发高一级计数器的技术动作。 ②小时计时电路(采用24时制,电路图如下所示)
数字逻辑习题答案-毛法尧-第二版
毛法尧第二版 习题一 1.1 把下列不同进制数写成按权展开式: ⑴(4517.239)10= 4×103+5×102+1×101+7×100+2×10-1+3×10-2+9×10-3 ⑵(10110.0101)2=1×24+0×23+1×22+1×21+0×20+0×2-1+1×2-2+0×2-3+1×2-4 ⑶(325.744)8=3×82+2×81+5×80+7×8-1+4×8-2+4×8-3 ⑷(785.4AF)16=7×162+8×161+5×160+4×16-1+A×16-2+F×16-3 1.2 完成下列二进制表达式的运算: 1.3 将下列二进制数转换成十进制数、八进制数和十六进制数： ⑴(1110101)2=(165)8=(75)16=7×16+5=(117)10 ⑵(0.110101)2=(0.65)8=(0.D4)16=13×16-1+4×
16-2=(0.828125)10 ⑶(10111.01)2=(27.2)8=(17.4)16=1×16+7+4×16-1=(23.25)10 1.4 将下列十进制数转换成二进制数、八进制数和十六进制数,精确到小数点后5位： ⑴(29)10=(1D)16=(11101)2=(35)8 ⑵ (0.207)10=(0.34FDF)16=(0.001101)2=(0.15176)8 ⑶ (33.333)10=(21.553F7)16=(100001.010101)2=(41.252 37)8
1.5 如何判断一个二进制正整数B=b6b5b4b3b2b1b0能否被(4)10整除? 解: 一个二进制正整数被(2)10除时,小数点向左移动一位, 被(4)10除时,小数点向左移动两位,能被整除时,应无余数,故当b1=0和b0=0时, 二进制正整数B=b6b5b4b3b2b1b0能否被(4)10整除. 1.6 写出下列各数的原码、反码和补码： ⑴0.1011 [0.1011]原=0.1011; [0.1011]反=0.1011; [0.1011] =0.1011 补 ⑵0.0000 [0.000]原=0.0000; [0.0000]反=0.0000; [0.0000]补=0.0000 ⑶-10110 [-10110]原=110110; [-10110]反=101001; [-10110]补=101010 1.7 已知[N]补=1.0110,求[N]原,[N]反和N. 解:由[N]补=1.0110得: [N]反=[N]补-1=1.0101, [N]原=1.1010,N=-0.1010 1.8 用原码、反码和补码完成如下运算：
江苏大学计算机学院 软件工程课程设计报告书 课程名称数字逻辑电路 课程设计总评成绩 学生姓名、学号卢江涛3100608047 学生专业班级软件工程软件1002班 指导教师姓名赵念强 一．设计目的（内容及功能） 1、能进行正常的时、分、秒计时，用动态扫描的方式显示，需用6个数码管。 （1）用M6M5进行24进制小时的显示。 （2）用M4M3进行60进制分的显示。 （3）用M2M1进行60进制秒的显示。
2、利用按键实现“校时”、“校分”和“秒清0”功能。 （1）SA：校时键。按下SA键时，时计数器迅速递增，按24小时循环，并且计满23时回到00。 （2）SB：校分键。按下SB键时，分计数器迅速递增，按60小时循环，并且计满59时回到00，但不向时进位。 （3）SC：秒清零。按下SC时，秒计数器清零。 要求按键均不产生数字跳变，因此须对“SA”、“SB”进行消抖处理。 3、能进行整点报时。 （1）在59分50、52、54、56、58秒按500Hz频率报时； （2）在59分60秒用1KHz的频率作最后一声正点报时。 4、更高要求：能进行闹时功能 （1）闹时的最小时间间隙为10分钟，闹时长度为1分钟。闹时频率可以自己设置。 （2）按下闹时按键SD后，将一个闹时时间数存入计数器内。时钟正常运行时，闹时时间和运行的时间进行比较，当比较结果相同时输出一个启动信号，触发闹时电路工作，输出音频信号。 二、设计要求 1、按自顶向下的层次化设计方法设计。 （1）顶层图 （2）消抖电路用D触发器构成，SA、SB、SC为包含抖动的输入信号，而电路的输出则是一个边沿整齐的输出信号。 （3）计时（24进制计数器），计分（60进制计数器）、计秒（60进制计数器）模块可由10进制计数器连接构成，也可用VHDL语言完成。10进制计数 器需自己设计（用VHDL语言，与所做实验74160计数器相同），不能调 用系统库。 （4）其他如分频电路、提供报时控制信号、闹时电路等模块用VHDL语言实现。数字显示采用动态扫描的方式，也可以采用VHDL编写。 以下是各类器件的底层图及vhdl描述 1.十进制计数器 （1）vhdl语言 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity ls160 is port( data:in std_logic_vector(3 downto 0); clk,ld,p,t,clr:in std_logic; count:buffer std_logic_vector(3 downto 0); tc:out std_logic); end ls160; architecture behavior of ls160 is begin tc<='1'when(count="1001"and p='1'and t='1'and ld='1'and clr='1')else'0'; cale:
课程设计(综合实验)报告 题目：第四个实验数字电子钟院系：计算机科学系 班级：计算计科学与技术1班学号： 学生姓名： 队员姓名： 指导教师：
《数字逻辑》综合实验 任务书 一、目的与要求 1 目的 1.1综合实验是教学中必不可少的重要环节，通过综合实验巩固、深化和扩展学生的理论知识与初步的专业技能，提高综合运用知识的能力，逐步增强实际工程训练。 1.2注重培养学生正确的设计思想，掌握综合实验的主要内容、步骤和方法。 1.3培养学生获取信息和综合处理信息的能力、文字和语言表达能力以及协作工作能力。 1.4提高学生运用所学的理论知识和技能解决实际问题的能 及其基本工程素质。 2.要求 2.1 能够根据设计任务和指标要求，综合运用电子技术课程中所学到的理论知识与实践技能独立完成一个设计课题。 2.2根据课题需要选择参考书籍，查阅手册、图表等有关文献资料。要求通过独立思考、深入钻研综合实验中所遇到的问题，培养自己分析、解决问题的能力。 2.3进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，掌握合理选用的原则。 2.4学会电子电路的安装与调试技能，掌握常用仪器设备的正确
使用方法。利用“观察、判断、实验、再判断”的基本方法，解决实验中出现的问题。 2.5学会撰写综合实验总结报告。 2.6通过综合实验，逐步形成严肃认真、一丝不苟、实事求是的工作作风和科学态度，培养学生树立一定的生产观点、经济观点和全局观点。要求学生在设计过程中，坚持勤俭节约的原则，从现有条件出发，力争少损坏元件。 2.7在综合实验过程中，要做到爱护公物、遵守纪律、团结协作、注意安全。 二、主要内容 数字电子钟 设计一台能显示时﹑分、秒的数字电子钟，要求如下： 1）秒﹑分为00—59六十进制计数器，时为00—23二十四进制计数器； 2）可手动校正：可分别对秒﹑分﹑时进行手动脉冲输入调整或连续脉冲输入校正，（校正时不能输出进位）。 元器件选择 74LS162：4块与非门74LS00：2块共阳数码管LED 74LS161：2块GAL16V8：2块晶体振荡器：1MHZ GAL20V8：1块TDS-4实验箱 导线若干 所需要器件的图片如下
第三章 1．根据所采用的半导体器件不同，集成电路可分为哪两大类?各 自的主要优缺点是什么? 解答 双极型集成电路：采用双极型半导体器件作为元件.主要特点是速度快、 负载能力强，但功耗较大、集成度较低。 单极型集成电路：指MOS集成电路，采用金属-氧化物半导体场效应管 (Metel Oxide Semi- conductor Field Effect Transister,简写为MOSFET)作为元件.MOS型集成电 路的特点是结构简单、制造方便、集成度高、功耗低， 但速度较慢。 2.简述晶体二极管的静态特性? 解答 “正向导通（相当于开关闭合），反向截止（相当于开关断开）”,硅管正向压降约0.7伏，锗管正向压降约0.3伏。 3．晶体二极管的开关速度主要取决于什么? 解答 晶体二极管的开关速度主要取决于反向恢复时间（二极管从正向导通到反向截止所需要的时间）和 开通时间（二极管从反向截止到正向导通所需要的时间）。相比之下，开通时间很短，一般可以忽略不计。因此，影响二极管开关速度的主要因素是反向恢复时间。 4.数字电路中，晶体三极管一般工作在什么状态? 解答 数字电路中，晶体三极管一般工作在“截止状态”（相当于开关断开）
和“饱和导通状态”（相当于开关闭合）。 5．晶体三极管的开关速度取决于哪些因素? 解答 晶体三极管的开关速度主要取决于开通时间t on（三极管从截止状态到饱和状态所需要的时间）和关闭时间t off （三极管从饱和状态到截止状态所需要的时间），它们是影响电路工作速度的主要因素。 6. TTL与非门有哪些主要性能参数? 解答 TTL与非门的主要外部特性参数有输出逻辑电平、开门电平、关门电平、扇入系数、扇出系数、平均传输时延、输入短路电流和空载功耗等8项。 7.OC门和TS门的结构与一般TTL与非门有何不同?各有何主要应用? 解答 OC门:该电路在结构上把一般TTL与非门电路中的T3、D4去掉，令T4的集电极悬空，从而把一般TTL与非门电路的推拉式输出级改为三极管集电极开路输出。OC门可以用来实现“线与”逻辑、电平转换以及直接驱动发光二极管、干簧继电器等。 TS门: 该电路是在一般与非门的基础上，附加使能控制端EN和控制电路构成的。在EN有效时为正常 工作状态，在EN无效时输出端被悬空，即处于高阻状态。TS门主要应用于 数据与总线的连接，以实现总线传送控制，它既可用于单向数据传送，也可用于双向数据传送。 8.有两个相同型号的TTL与非门，对它们进行测试的结果如下：
课程设计(综合实验)报告题目：第四个实验数字电子钟院系：计算机科学系 班级：计算计科学与技术1班 学号： 学生姓名： 队员姓名： 指导教师：
《数字逻辑》综合实验 任务书 一、目的与要求 1 目的 综合实验是教学中必不可少的重要环节，通过综合实验巩固、深化和扩展学生的理论知识与初步的专业技能，提高综合运用知识的能力，逐步增强实际工程训练。 注重培养学生正确的设计思想，掌握综合实验的主要内容、步骤和方法。 培养学生获取信息和综合处理信息的能力、文字和语言表达能力以及协作工作能力。 提高学生运用所学的理论知识和技能解决实际问题的能 及其基本工程素质。 2.要求 能够根据设计任务和指标要求，综合运用电子技术课程中所学到的理论知识与实践技能独立完成一个设计课题。 根据课题需要选择参考书籍，查阅手册、图表等有关文献资料。要求通过独立思考、深入钻研综合实验中所遇到的问题，培养自己分析、解决问题的能力。 进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，掌握合理选用的原则。 学会电子电路的安装与调试技能，掌握常用仪器设备的正确使用方法。利用“观察、判断、实验、再判断”的基本方法，解决实验中出现的问题。
学会撰写综合实验总结报告。 通过综合实验，逐步形成严肃认真、一丝不苟、实事求是的工作作风和科学态度，培养学生树立一定的生产观点、经济观点和全局观点。要求学生在设计过程中，坚持勤俭节约的原则，从现有条件出发，力争少损坏元件。 在综合实验过程中，要做到爱护公物、遵守纪律、团结协作、注意安全。 二、主要内容 数字电子钟 设计一台能显示时﹑分、秒的数字电子钟，要求如下： 1）秒﹑分为00—59六十进制计数器，时为00—23二十四进制计数器； 2）可手动校正：可分别对秒﹑分﹑时进行手动脉冲输入调整或连续脉冲输入校正，（校正时不能输出进位）。 元器件选择 74LS162：4块与非门74LS00：2块共阳数码管LED 74LS161：2块GAL16V8：2块晶体振荡器：1MHZ GAL20V8：1块TDS-4实验箱 导线若干 所需要器件的图片如下 1同步十进制计数器74LS162 3输入正与非门74LS00
自我检测题 1．（26.125）10=（11010.001）2 =（1A.2）16 2．（100.9375）10=（1100100.1111）2 3．（1011111．01101）2=（ 137.32 ）8=（95.40625）10 4．（133.126）8=（5B.2B ）16 5．（1011）2×（101）2=（110111）2 6．（486）10=（010*********）8421BCD =（011110111001）余3BCD 7．（5.14）10=（0101.00010100）8421BCD 8．（10010011）8421BCD =（93）10 9．基本逻辑运算有 与 、或、非3种。 10．两输入与非门输入为01时，输出为 1 。 11．两输入或非门输入为01时，输出为 0 。 12．逻辑变量和逻辑函数只有 0 和 1 两种取值，而且它们只是表示两种不同的逻辑状态。 13．当变量ABC 为100时，AB +BC = 0 ，（A +B ）（A +C ）=__1__。 14．描述逻辑函数各个变量取值组合和函数值对应关系的表格叫 真值表 。 15． 用与、或、非等运算表示函数中各个变量之间逻辑关系的代数式叫 逻辑表达式 。 16．根据 代入 规则可从B A AB +=可得到C B A ABC ++=。 17．写出函数Z =ABC +（A +BC ）（A +C ）的反函数Z =））（C A C B A C B A ++++)((。 18．逻辑函数表达式F =（A +B ）（A +B +C ）（AB +CD ）+E ，则其对偶式F ＇= __（AB +ABC +（A +B ）（C +D ））E 。 19．已知CD C B A F ++=）（，其对偶式F ＇=D C C B A +??+）（。 20．ABDE C ABC Y ++=的最简与-或式为Y =C AB +。 21．函数D B AB Y +=的最小项表达式为Y = ∑m （1,3,9,11,12,13,14,15）。 22．约束项是 不会出现 的变量取值所对应的最小项，其值总是等于0。 23．逻辑函数F （A ,B ,C ）=∏M （1,3,4,6,7），则F （A ,B ,C ）=∑m （ 0，2，5）。 24．VHDL 的基本描述语句包括 并行语句 和 顺序语句 。 25．VHDL 的并行语句在结构体中的执行是 并行 的，其执行方式与语句书写的顺序无关。 26．在VHDL 的各种并行语句之间，可以用 信号 来交换信息。 27．VHDL 的PROCESS （进程）语句是由 顺序语句 组成的，但其本身却是 并行语句 。 28．VHDL 顺序语句只能出现在 进程语句 内部，是按程序书写的顺序自上而下、一条一条地执行。 29．VHDL 的数据对象包括 常数 、 变量 和 信号 ，它们是用来存放各种类型数据
数字逻辑实验报告
实验三、综合实验电路 一、实验目的： 通过一个综合性实验项目的设计与实现，进一步加深理论教学与实验软硬件平台的实践训练，为设计性实验做好充分准备。 二、实验原理： 根据要求的简单设计性的电路设计实验，应用基本器件与MSI按照电路设计步骤搭建出初级电路；设计型、综合型的较复杂实验电路 三、实验设备与器件： 主机与实验箱 四、实验内容： （1）实验任务：根据所学习的器件，按照电路开发步骤搭建一个时钟， 要求实现的基本功能有计时功能、校对时间功能、整点报时、秒表等功能。 （2）实验任务分析：完成该数字时钟，采用同步时序电路，对于计时 的的功能，由于时间的秒分时的进位分别是60、60、24，所以可以应用74LS163计数器分别设计2个模60计数器以及一个模24计数器，那么需要有7个秒输出，7个分输出，6个小时的输出；对于校对时间的功能，由74LS163的特性可知，当该器件处于工作状态时，每来一个CLK脉冲，计数值加1，所以可以手动控制给CLK脉冲，来进行时间的校对；对于整点报时功能，可以采用一个比较电路，当时间的分秒数值全部为零时，那么此时可以接通报时装置，可以在电路中设置报时的的时间；对于秒表功能，有两种方案，可以单独重新设计一个秒表装置，采用模100计数器以及两个模60计数器，可以进行优化，使用原先的两个模60计数器，这样可以简化电路，是电路简洁。 （3）实验设计流程：
（4）输入输出表： （5）各个功能模块的实现： A、计时功能模块的实现（电路图及说明）秒表部分及说明
说明：该部分是实现功能正常计时中的秒部分的计时工作。如图所示，图中采用两个74LS163来做一个模60计时器，计数的起止范围是0~59，（第一个74LS163采用模10计数，起止为0~9，第二个74LS163的计数起止范围是0~5），两个器件采用级联方式，用预置位方法实现跳转；该部分有7个秒输出，接到BCD译码显示器。 注解：第一个163器件： LDN端统一接到清零端ABCD端接地 ENP端接到VCC高电平ENT接高电平VCC 第二个163器件： LDN端统一接到清零端ABCD端接地 ENP端接到VCC高电平ENT接高电平第一个163的预置位段 分钟部分以及说明：
数字逻辑课程设计 数字钟 姓名： 学号： 班级：物联网工程131班 学院：计算机学院 2015年10月10日
一、任务与要求 设计任务：设计一个具有整点报时功能的数字钟 要求： 1、显示时、分、秒的十进制数字显示，采用24小时制。 2、校时功能。 3、整点报时。 功能： 1、计时功能： 要求准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间。小时的计时要求为“12翻1”。 2、校时功能： 当数字钟接通电源或者计时出现误差时，需要校正时间（简称校时）。校时是数字钟应具备的基本功能，一般电子手表都具有时、分、秒等校时功能。为使电路简单，这里只进行分和小时的校时。对校时电路的要求是：在小时校正时不影响分和秒的正常计数；在分校正时不影响秒和小时的正常计数。校时方式有“快校时”和“慢校时”两种。“快校时”是通过开关控制，使计数器对1Hz的校时脉冲计数。“慢校时”是用手动产生单脉冲作校时脉冲。 3、整点报时： 每当数字钟计时快要到整点时发出声响；通常按照4低音1高音的顺序发出间断声响；以最后一声高音结束的时刻为整点时刻。 二、设计方案 电路组成框图： 主体电路 扩 展 电 路时显示器 时译码器 时计数器 分显示器 分译码器 分计数器 校时电路 秒显示器 秒译码器 秒计数器 定时控制 仿电台报时 报整点时数
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。其主要功能为计时、校时和报时。利用60进制和12进制递增计数器子电路构成数字钟系统，由2个60进制同步递增计数器完成秒、分计数，由12进制同步递增计数器完成小时计数。秒、分、时之间采用同步级联的方式。开关S1和S2分别是控制分和时的校时。报时功能在此简化为小灯的闪烁，分别在59分51秒、53秒、55秒、57秒及59秒时闪烁，持续的时间为1秒。 三、设计和实现过程 1.各元件功能 74LS160：可预置BCD异步清除器，具有清零与置数功能的十进制递增计数器。 74LS00：二输入端四与非门 74LS04：六反相器 74LS08：二输入端四与门 74LS20：四输入端双与非门 2.各部分电路的设计过程 （1）时分秒计数器的设计 时间计数电路由秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器及时个位和时十位计数器电路构成，其中秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器为60进制计数器，而根据设计要求，时个位和时十位计数器为12进制计数器。 秒/分钟显示电路：由于秒钟与分钟的都是为60进制的，所以它们的电路大体上是一样的，都是由一个10进制计数器和一个6进制计数器组成；有所不同的是分钟显示电路中的10进制计数器的ENP和ENT引脚是由秒钟显示电路的进位信号控制的。 分和秒计数器都是模M=60的计数器，其计数规律为00—01—…—58—59—00…。可选两片74LS160设计较为简单。 时计数器是一个“12翻1”的特殊进制计数器，即当数字钟运行到12时59分59秒时，秒的个位计数器再输入一个秒脉冲时，数字钟应自动显示为01时00分00秒，实现日常生活中习惯用的计时规律。可选两片74LS160设计。
课程设计(综合实验)报告 题目:第四个实验数字电子钟院系: 计算机科学系 班级: 计算计科学与技术1班学号: 学生姓名: 队员姓名: 指导教师:
《数字逻辑》综合实验 任务书 一、目的与要求 1 目的 1、1综合实验就是教学中必不可少的重要环节,通过综合实验巩固、深化与扩展学生的理论知识与初步的专业技能,提高综合运用知识的能力,逐步增强实际工程训练。 1、2注重培养学生正确的设计思想,掌握综合实验的主要内容、步骤与方法。 1、3培养学生获取信息与综合处理信息的能力、文字与语言表达能力以及协作工作能力。 1、4提高学生运用所学的理论知识与技能解决实际问题的能 及其基本工程素质。 2、要求 2、1 能够根据设计任务与指标要求,综合运用电子技术课程中所学到的理论知识与实践技能独立完成一个设计课题。 2、2根据课题需要选择参考书籍,查阅手册、图表等有关文献资料。要求通过独立思考、深入钻研综合实验中所遇到的问题,培养自己分析、解决问题的能力。 2、3进一步熟悉常用电子器件的类型与特性,掌握合理选用的原则。 2、4学会电子电路的安装与调试技能,掌握常用仪器设备的正确
使用方法。利用“观察、判断、实验、再判断”的基本方法,解决实验中出现的问题。 2、5学会撰写综合实验总结报告。 2、6通过综合实验,逐步形成严肃认真、一丝不苟、实事求就是的工作作风与科学态度,培养学生树立一定的生产观点、经济观点与全局观点。要求学生在设计过程中,坚持勤俭节约的原则,从现有条件出发,力争少损坏元件。 2、7在综合实验过程中,要做到爱护公物、遵守纪律、团结协作、注意安全。 二、主要内容 数字电子钟 设计一台能显示时﹑分、秒的数字电子钟,要求如下: 1)秒﹑分为00—59六十进制计数器,时为00—23二十四进制计数器; 2)可手动校正:可分别对秒﹑分﹑时进行手动脉冲输入调整或连续脉冲输入校正,(校正时不能输出进位)。 元器件选择 74LS162:4块与非门74LS00:2块共阳数码管LED 74LS161:2块GAL16V8:2块晶体振荡器:1MHZ GAL20V8:1块TDS-4实验箱 导线若干 所需要器件的图片如下
课程名称：数字电路逻辑设计课程设计设计项目：数字电子钟 学生姓名： 同组人：高爽
一．设计目的 1.掌握组合逻辑电路、时序逻辑电路及数字逻辑电路系统的设计、安装、测试方法； 2.进一步巩固所学的理论知识，提高运用所学知识分析和解决实际问题的能力； 3.提高电路布局﹑布线及检查和排除故障的能力； 4.培养书写综合实验报告的能力。 二 . 设计要求 1.设计一个具有时、分、秒显示的电子钟（23小时59分59秒）； 2.应该具有手动校时校分的功能； 3.应该具有整点报时功能：从59分51秒起(含59分51秒)，每隔2秒发出一次蜂鸣，连续5次； 4.使用中小规模集成电路组成电子钟，并在实验箱上进行组装、调试； 5.画出框图和逻辑电路图，写出设计、实验总结报告。 三 . 设计原理 1.数字电子钟基本原理 数字电子钟的逻辑框图如下图所示。它由555集成芯片构成的振荡电路、分频器、计数器、显示器和校时电路组成。555集成芯片构成的振荡电路产生的信号经过分频器作为秒脉冲，秒脉冲送入计数器，计数结果通过“时”、“分”、“秒”译码器显示时间。
2.数字电子钟单元电路设计 时钟脉冲已经由实验箱提供,实验箱提供的是秒脉冲； 显示电路已经由实验箱提供。 (1)计数器电路 A．秒个位计数器，分个位计数器，时个位计数器均是十进制计数器； B．秒十位计数器，分十位计数器均是六进制计数器； C．时十位计数器为二进制计数器 因此，选择74LS90可以实现二-五-十进制异步计数器芯片实现上述计数功能。
时位计数器 分位计数器
秒位计数器 (2)手动校时电路 当数字钟走时出现误差时，需要校正时间。校时电路实现对“时”“分”“秒”的校准。在电路中设有正常计时和校对位置。本实验实现“时”“分”的校对。对校时的要求是：在小时校正时不影响分和秒的正常计数；在分钟校正时不影响秒和小时的正常计数。 手动校时电路图 (3)整点报时电路 整点报时功能：即从59分51秒起(含59分51秒)，每隔2秒发出一次蜂鸣，连续5次。
第一章 1. 什么是模拟信号？什么是数字信号？试举出实例。 解答 模拟信号-----指在时间上和数值上均作连续变化的信号。例如，温度、压 力、交流电压等信号。 数字信号-----指信号的变化在时间上和数值上都是断续的，阶跃式的，或者说是离散的，这类信号有时又称为离散信号。例如，在数 字系统中的脉冲信号、开关状态等。 2. 数字逻辑电路具有哪些主要特点？ 解答 数字逻辑电路具有如下主要特点： ●电路的基本工作信号是二值信号。 ●电路中的半导体器件一般都工作在开、关状态。 ●电路结构简单、功耗低、便于集成制造和系列化生产。产品价格低 廉、使用方便、通用性好。 ●由数字逻辑电路构成的数字系统工作速度快、精度高、功能强、可 靠性好。 3. 数字逻辑电路按功能可分为哪两种类型？主要区别是什么？ 解答 根据数字逻辑电路有无记忆功能，可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两类。 组合逻辑电路：电路在任意时刻产生的稳定输出值仅取决于该时刻电路 输入值的组合，而与电路过去的输入值无关。组合逻辑 电路又可根据输出端个数的多少进一步分为单输出和 多输出组合逻辑电路。 时序逻辑电路：电路在任意时刻产生的稳定输出值不仅与该时刻电路的输 入值有关，而且与电路过去的输入值有关。时序逻辑电 路又可根据电路中有无统一的定时信号进一步分为同 步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路。 4. 最简电路是否一定最佳？为什么？
解答 一个最简的方案并不等于一个最佳的方案。最佳方案应满足全面的性能指标和实际应用要求。所以，在求出一个实现预定功能的最简电路之后，往往要根据实际情况进行相应调整。 5. 把下列不同进制数写成按权展开形式。 (1) (4517.239)10 (3) (325.744)8 (2) (10110.0101)2 (4) (785.4AF)16 解答 （1）(4517.239)10 = 4×103＋5×102＋1×101＋7×100＋2×10-1 ＋3×10-2＋9×10-3 （2）(10110.0101)2 = 1×24＋1×22＋1×21＋1×2-2＋1×2-4 （3）(325.744)8 = 3×82＋2×81＋5×80＋7×8-1＋4×8-2＋4×8-3 (4) (785.4AF)16 = 7×162＋8×161＋5×160＋4×16-1＋10×16-2 ＋15×16-3 6.将下列二进制数转换成十进制数、八进制数和十六进制数。 （1）1110101 (2) 0.110101 (3) 10111.01 解答 （1）（1110101）2= 1×26＋1×25＋1×24＋1×22＋1×20
# 综合设计报告~ 设计名称：数字逻辑综合设计报告 设计题目：数字电子钟 学生学号： 专业班级： … 学生姓名： 学生成绩： 指导教师（职称）： 课题工作时间：至
目录 摘要……………………………………………………………………………………… II Abstract …………………………………………………………………………………... II 第一章课题背景（或绪论、概述） (1) 数字电子钟应用 (1) 电子钟的应用前景 (x) 第二章设计简介及设计方案论述 (x) 设计原理简介 (x) 设计方案论述 (x) 设计目的概述 (x) 第三章详细设计 (x) 实验元件及介绍 (x) 模块的详细设计 (x) 3.2.1 二十四时制显示模块 3.2.2 校时电路模块 3.2.2 整点报时模块 3.2.2 闹钟模块 第四章设计结果及分析 (x) 设计电路 (x) 运行结果及分析 (x) 结果分析 (x) 总结 (x) 致谢 (x)
参考文献 (x) 附录主要程序代码 (x) 摘要 【关键词】电子钟、校时电路、比较器、整点报时 数学逻辑课程设计选题是电子钟的设计，运用 SP3版仿真软件进行电子钟的设计。主要原理是由555芯片及门电路产生多谐震荡，输出稳定的为1HZ秒脉冲，作为时间基准。秒计时器满60向分计时器仅为，分计时器满60向小时计时器进位，小时计时器以24为一个周期，并实现了小时高位具有零熄灭的功能，计时器的输出送到显示屏，课在相应位置正确显示时、分。秒。计时出现误差或者调整时间时用校时电路进行时、分的调整。而且添加了整点报时功能，并利用比较器实现了闹钟功能。 Abstract 【Keywords】Digital clock, divider chip, the decoder chip, the campus circuit, the whole point alarm The desigining topic of the electronic technology course is the digital clock. The main principle by the oscillator transistor multivibrator oscillation, after the output frequency divider and stable pulse,60 seconds over the counter sub-counters to carry, at least 60 minutes to the hour counter binary counter, hours counter for a period of 24 and achieve a high level with zero off-hour functions. Counter displays the output sent by the decoder can be displayed correctly in the appropriate location, minutes, second. Timing errors, or adjust the time when the school when the circuit is available, the minutes of the adjustment. In this circuit, The whole point alarm will last 10 seconds per hour.