电子电路综合实验报告
——多功能数字钟设计
目录
设计理念 (3)
设计要求 (3)
设计目的 (4)
设计要求 (4)
总体设计概要 (4)
振荡器电路 (5)
输出波形仿真图如图所示 (6)
分频器电路 (6)
时间计时单元的设计 (7)
译码与显示电路的设计 (8)
校时电路的设计 (9)
方案一： (10)
方案二： (11)
定时控制电路的设计 (11)
.电子系统中常见实际问题的分析 (12)
面包板和芯片的测试 (13)
时间计数电路的连接与测试 (13)
校正电路 (13)
主要芯片介绍 (13)
主体电路的装调 (14)
时钟结果仿真 (16)
面包板的使用及注意事项 (16)
实验用到的器件 (16)
设计理念
20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。数字钟已成为人们日常生活中：必不可少的必需品，广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧场、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使数字钟具有走时准确、性能稳定、集成电路有体积小、功耗小、功能多、携带方便等优点，，因此在许多电子设备中被广泛使用。
电子钟是人们日常生活中常用的计时工具，而数字式电子钟又有其体积小、重量轻、走时准确、结构简单、耗电量少等优点而在生活中被广泛应用，因此本次设计就用数字集成电路和一些简单的逻辑门电路来设计一个数字式电子钟，使其完成时间及星期的显示功能。
本次设计以数字电子为主，分别对1S时钟信号源、秒计时显示、分计时显示、小时计时显示、整点报时及校时电路进行设计，然后将它们组合，来完成时、分、秒的显示并且有整点报时和走时校准的功能。并通过本次设计加深对数字电子技术的理解以及更熟练使用计数器、触发器和各种逻辑门电路的能力。电路主要使用集成计数器、译码集成电路、LED数码管及各种门电路和基本的触发器等，电路使用5号电池共电，很适合在日常生活中使用。
设计要求
本课题是设计一个多功能数字钟，以数字形式显示时，分，秒的时间，要求有手动校时分秒的基本功能，以及定时控制，仿广播电台正点报时，自动整点报时或触摸报整点时数的扩展功能。
设计目的
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。因此，我们此次设计与制做数字钟就是为了了解数字钟的原理，从而学会制作数字钟.而且通过数字钟的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法.且由于数字钟包括组合逻辑电路和时叙电路.通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。
设计要求
本课题是设计一个多功能数字钟，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”，分和秒的计时要求为60进位。
总体设计概要
数字钟实际上是一个对标准频率（1HZ）进行计数的计数电路。由于计数的起始时间不可能与标准时间（如北京时间）一致，故需要在电路上加一个校时电路，同时标准的1HZ时间信号必须做到准确稳定。通常使用石英晶体振荡器电路构成数字钟。数字钟电路系统的组成方框图如下。
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
触摸整点报时
1s
振荡器电路
振荡器是数字钟的核心。振荡器的稳定度及频率的精确度决定了数字钟计时的准确程度，通常选用石英晶体构成振荡器电路。一般来说，振荡器的频率越高，计时精度越高。
本课程设计采取用555定时器构成的多谐振荡器。由555定时器和外接元件R1、R2、C1构成多谐振荡器，脚2与脚6直接相连，如图所示。电路没有稳态，仅存在两个暂稳态，电路亦不需要外加触发信号，利用电源通过R1、R2向C充电，以及C通过R2向放电端Ct 放电，使电路产生振荡。输出信号的时间参数是：T＝tw1＋tw2，tw1＝0.7(R1＋R2)C ，tw2＝0.7R2C
输出波形仿真图如图所示
分频器电路
分频器的功能主要有两个：一是产生标准秒脉冲信号；二是提供功能扩展电路所需要的信号，如仿电台报时用的1KHz的高音频信号和500KHz的低音频信号等。因此，可以选用3片我们较熟悉的中规模集成电路计数器74LS90可以完成上述功能。因每片为1/10分频，3片级联则可获得所需要的频率信号，即每1片Q0端输出频率为500Hz,每2片Q3输出为10Hz，每3片的Q3端输出1Hz。
时间计时单元的设计
分和秒计数器都是模数M=60的计数器，其计数规律为00—01—…—58—59—00…选74LS92作为十位计数器，74LS90作为个位计数器，再将他们级联组成模数M=60的计数器。
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，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常用的计时规律。选用74LS191和74LS74。
时计数器逻辑电路图
译码与显示电路的设计
当要求输出0-15时，消隐输入“BI”应为高电平或开路；灭零输入“RBI”和测试灯输入“LT”都必须在无效电平状态，即应为高电平。
LED 显示器件有共阳极和共阴极两种。选用共阴极的5011A数码管作为显示器件。
译码驱动也可选CD4511，BCD 码输人。它的译码输出端为低电平有效，可直接驱动共阳极LED 数码管。
校时电路的设计
当数字钟接通电源或者计数出现误差时，需要校正时间。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。为了使电路简单，这里只进行分和小时的校时。如图所示为校时电路逻辑图。
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为校时脉冲。图示电路为校“时”，校“分”电路。其中S1为校“分”用的控制开关，S2为校“时”用的控制开关，他们的控制功能如图表示。校时脉冲采用分频器输出的1Hz脉冲，当S1或S2分别为“0”时可以进行快校时。如果校时脉冲由单次脉冲产生器提供，则可以进行慢校时。
需要注意的是，校时电路是由与非们构成的组合逻辑电路，开S1或S2为“1”或“0”时，可能会产生抖动，接电容C1，C2可缓解抖动。所以实际使用时，一般会接一个RS触发器，将其改为去抖动开关电路。
方案一：
通常，校正时间的方法是：首先截断正常的计数通路，然后再进行人工出触发计数或将频率较高的方波信号加到需要校正的计数单元的输入端，校正好后，再转入正常计时状态即可。根据要求，数字钟应具有分校正和时校正功能，因此，应截断分个位和时个位的直接计数通路，并采用正常计时信号与校正信号可以随时切换的电路接入其中。图示为所设计的校时电路。
S1 S2 功能 1 1 1 0 0 1
计数 校分 校时
方案二：
方案二与方案一相比，在开关两边多了0.01uf的电容防抖动。
与非门的逻辑功能
A B Y
0 0 1
0 1 1
1 1 0
1 0 1
定时控制电路的设计
数字钟在指定的时刻发出信号，或驱动音响电路“闹时”（这里用可用指示灯
来代替音响电路）；或对某装置的电源进行接通或断开“控制”。不管是闹还是控制，都要求时间准确，即信号的开始时刻与持续时间必须满足规定的要求。
例如 要求6时59分发出闹钟信号，持续时间为1分钟
这是对应数字中的时个位计数器的状态10123)(H Q Q Q Q =0110，分十位计数器的状态为20123)(M Q Q Q Q =0101,分个位计数器的状态为10123)(M Q Q Q Q =1001。若将上述技术其输出为1的所有输出端经过与门电路去控制指示灯，可以使指示灯正好在6点59分亮，持续1分钟后熄灭，所以闹时控制信号Z 的表达式为
Z=
103202112)())(M M H Q Q Q Q Q Q ??（
测试结果分析
根据在ＥＷＢ软件中的仿真结果及相应的分析可知，电路可以实现设计要求，可以实现数字钟的基本功能，既计数功能，其时间以数字形式显示时、分、秒的时间；小时的计时要求为“12翻1”，分和秒的计时要求为60进位。基于仿真结果可以认定，此次多功能数字钟的设计是成功的。
·电子系统中常见实际问题的分析
面包板和芯片的测试
测试面包板各触点是否接通；有时电路不通的原因是因芯片引脚接触不良而造成的，因此，确认芯片是否接触良好是非常重要的。
时间计数电路的连接与测试
六进制、十进制都没有什么大的问题，只是芯片引脚的问题，只要重新插过芯片就可以解决了。但在六十进制时，按图接线后发现，显示器上的数字总是100进制的，而不是六十进制，检测后发现无论是线路的连通还是芯片的接触都没有问题。最后，在重对连线时发现是线路接错引脚造成的，改过之后，显示就正常了 校正电路
因引脚接错而造成错误，所以校正电路是完全按照仿真图所连的，在测试时，开始进行时校时时，没有出现问题，但当进行到分校时时，发现计数电路的秒电路开始乱跳出错。因此，电路一定是有地方出错了，在反复对照后，发现是因为在接入校正电路时忘了把秒十位和分个位之间的连线拿掉而造成的，因此，在接线时一定要注意把多余的线拿掉。
主要芯片介绍
十进制计数器74LS90计数器
组成一位二进制计数器；CPB 和321Q Q Q 组成五进制计数器；若将0Q 与B CP 相连接，时钟脉冲从A CP 输入，则构成74LS90是二—五—十进制计数器，它有两个时钟输入端CPA 和CPB 。其中，CPA 和0Q 了8421BCD 码十进制计数器。74LS90有两个清零端R0（1）、R0（2），两个置9端R9（1）和R9（2），其BCD 码十进制计数时序如表1，二—五混合进制计数时序如表2，74LS90的管脚图如图所示。
74LS191芯片引脚图
主体电路的装调
① 根据数字钟系统组成框图，按照信号的流向分级安装，逐级级联，这里的每一级是指组成数字钟的各功能电路。
② 级联时如果出现时序配合不同步，或尖峰脉冲干扰，引起逻辑错乱，则可以增加多级逻辑门来延时。如果显示字符变化很快，模糊不清，这可能是电源电流的跳变引起的，则可在集成电路期间的电源端Vcc 加退耦滤波电容。通常用几十个微法的大电容与0.01F 的小电容相并联作为退耦滤波电路。
复位输入 输出 R 1 R 2 S 1 S 2 Q D Q C Q B Q A H H L × H H × L × × H H X L × L L × L × L × × L × L L × L L L L L L L L H L L H
计 数 计 数 计 数 计 数
③画数字钟的主体逻辑电路图。经过级联并纠正设计方案中的错误不不足之处后，再测试电路的逻辑功能是否满足设计要求。最后画出满足设计要求的总体逻辑电路图，如果因为实验器材有限，则其中秒计数器的个位和时计数器的十位
可采用发光二极管指示，因
而可以省去2片译码器贺2
片数码显示器。
④数字钟从原理上
讲是一种典型的数字电路，
可以由许多中小规模集成
电路组成，所以可以分成许
多独立的电路。由石英晶体
振荡器、分频器、计数器、
译码器、显示器和校时电路
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"译码器显示时间。
其中以校正电路代替时间
计数电路中的时、分、秒之
间的进位，当校时电路处于
正常输入信号时，时间计数
电路正常计时，但当分校正
时，其不会产生向时进位，
而分与时的校位是分开的，
而校正电路也是一个独立
的电路。电路的信号输入
由晶振电路产生，并输入各
电路。整个数字钟主体电路
逻辑如图所示。
时钟结果仿真
时钟结果仿真图
由图可知，该时刻为上午11时24分22秒。
面包板的使用及注意事项
在具体使用的时候，通常是两窄一宽同时使用，两个窄条的第一行一般和地线连接，第二行和电源相连。由于集成块电源一般在上面，接地在下面，如此布局有助于将集成块的电源脚和上面第二行窄条相连，接地脚和下面窄条的第一行相连，减少连线长度和跨接线的数量。中间宽条用于连接电路，由于凹槽上下是不连通的，所以集成块一般跨插在凹槽上。插入面包板上孔内引脚或导线铜芯直径为0.4～0.6mm，即比大头针的直径略微细一点。元器件引脚或导线头要沿面包板的板面垂直方向插入方孔，应能感觉到有轻微、均匀的摩擦阻力，在面包板倒置时，元器件应能被簧片夹住而不脱落。面包板应该在通风、干燥处存放，特别要避免被电池漏出的电解液所腐蚀。要保持面包板清洁，焊接过的元器件不要插在面包板上。
实验用到的器件
1. 共阴数码管6个
2. 74LS191 1个
3. 74LS90 7个
4. D触发器1个
5. 与非门15个非门1个与门1个
6. 3.3K电阻5个
7.555振荡器1个
8.数码管6个
9.开关2个
10. 0.1uf电容4个
11. 1k电阻2个
12.蜂鸣器1个
湖北大学物电学院EDA课程设计报告（论文） 题目：多功能数字钟设计 专业班级: 14微电子科学与工程 姓名：黄山 时间：2016年12月20日 指导教师：万美琳卢仕 完成日期：2015年12月20日
多功能数字钟设计任务书 1．设计目的与要求 了解多功能数字钟的工作原理，加深利用EDA技术实现数字系统的理解 2．设计内容 1，能正常走时，时分秒各占2个数码管，时分秒之间用小时个位和分钟个位所在数码管的小数点隔开； 2，能用按键调时调分； 3，能整点报时，到达整点时，蜂鸣器响一秒； 4，拓展功能：秒表，闹钟，闹钟可调 3．编写设计报告 写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。 4．答辩 在规定时间内，完成叙述并回答问题。
目录（四号仿宋_GB2312加粗居中） （空一行） 1 引言 (1) 2 总体设计方案 (1) 2.1 设计思路 (1) 2.2总体设计框图 (2) 3设计原理分析 (3) 3.1分频器 (4) 3.2计时器和时间调节 (4) 3.3秒表模块 (5) 3.4状态机模块 (6) 3.5数码管显示模块 (7) 3.6顶层模块 (8) 3.7管脚绑定和顶层原理图 (9) 4 总结与体会 (11)
多功能电子表 摘要:本EDA课程主要利用QuartusII软件Verilog语言的基本运用设计一个多功能数字钟，进行试验设计和软件仿真调试，分别实现时分秒计时，闹钟闹铃，时分手动较时，时分秒清零，时间保持和整点报时等多种基本功能 关键词:Verilog语言，多功能数字钟，数码管显示； 1 引言 QuartusII是Altera公司的综合性PLD/FPGA开发软件，支持原理图、VHDL、VerilogHDL 以及AHDL（Altera Hardware Description Language）等多种设计输入形式，内嵌自有的综合器以及仿真器，可以完成从设计输入到硬件配置的完整PLD设计流程，解决了传统硬件电路连线麻烦，出错率高且不易修改，很难控制成本的缺点。利用软件电路设计连线方便，修改容易；电路结构清楚，功能一目了然 2 总体设计方案 2.1 设计思路 根据系统设计的要求，系统设计采用自顶层向下的设计方法，由时钟分频部分，计时部分，按键调时部分，数码管显示部分，蜂鸣器四部分组成。这些模块在顶层原理图中相互连接作用 3 设计原理分析 3.1 分频器 分频模块：将20Mhz晶振分频为1hz，100hz,1000hz分别用于计数模块，秒表模块，状态机模块 module oclk(CLK,oclk,rst,clk_10,clk_100); input CLK,rst; output oclk,clk_10,clk_100;
数电设计数字钟基于 Q U A R T U S HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
大连理工大学本科实验报告 题目：数电课设——多功能数字钟 课程名称：数字电路课程设计 学院（系）：电信学部 专业：电子与通信工程 班级： 学生姓名： *************** 学号：*************** 完成日期： 成绩： 2010 年 12 月 17 日 题目：多功能数字时钟 一．设计要求 1)具有‘时’、‘分’、‘秒’的十进制数字显示（小时从00～23） 2)具有手动校时校分功能 3)具有整点报时功能，从59分50秒起，每隔2秒钟提示一次 4)具有秒表显示、计时功能（精确至百分之一秒），可一键清零 5)具有手动定时，及闹钟功能，LED灯持续提醒一分钟 6)具有倒计时功能，可手动设定倒计时范围，倒计时停止时有灯光提示，可一键 清零 二．设计分析及系统方案设计 1. 数字钟的基本功能部分，包括时、分、秒的显示，手动调时，以及整点报时部分。基本模块是由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器等几部分组成。利用DE2硬件中提供的50MHZ晶振，经过分频得到周期为1s的时钟脉冲。将该信号送入计数器进行计算，并把累加结果以“时”“分”“秒”的形式通过译码器由数码管显示出来。
进入手动调时功能时，通过按键改变控制计数器的时钟周期，使用的时钟脉冲进行调时计数（KEY1调秒，LOAD2调分，LOAD3调时），并通过译码器由七位数码管显示。 从59分50秒开始，数字钟进入整点报时功能。每隔两秒提示一次。（本设计中以两个LED灯代替蜂鸣器，进行报时） 2. 多功能数字钟的秒表功能部分，计时范围从00分秒至59分秒。可由输入信号（RST1）异步清零，并由按键（EN1）控制计时开始与停止。 将DE2硬件中的50MHZ晶振经过分频获得周期为秒的时钟脉冲，将信号送入计数器进行计算，并把累计结果通过译码器由七位数码管显示。 3.多功能数字钟的闹钟功能部分，通过按键（KEY1，KEY2，KEY3）设定闹钟时间，当时钟进入闹钟设定的时间（判断时钟的时信号qq6,qq5与分信号qq4，qq3分别与闹钟设定的时信号r6,r5与分信号r4,43是否相等），则以LED灯连续提示一分钟。 4. 多功能数字钟的倒计时功能部分，可通过按键（LOAD7调秒,LOAD8调分，LOAD9调时）设定倒计时开始时刻。倒计时的时钟与数字钟的时钟相同，每迎到一个时钟上升沿，则计数器减一。计数器减至00时，分钟位、秒钟位恢复至59，时钟位恢复至23。倒计时结束时（即00时00分00秒），控制LED灯亮，表示倒计时结束。 本设计通过数据选择器控制译码器，使数码管独立显示，各功能之间互不影响。当LOAD4为高电平，则对秒表信号进行译码，数码管显示秒表数据；当LOAD4为低电平，LOAD5为高电平，则对闹钟信号进行译码，数码管显示闹钟数据；当LOAD4，LOAD5为低电平,LOAD6为高电平，则对倒计时信号进行译码，数码管显示倒计时信号数据；当LOAD4，LOAD5，LOAD6全为低电平，则对正常时钟信号进行译码，数码管显示时钟信号数据。 附图1：系统总体结构框图
琼州学院本科生课程设计 《数字电子技术》课程设计 设计题目整点电子报时电子钟 学院：电子信息工程学院 专业：电子信息科学与技术 班级：2010级 学生姓名：陶立杰 学号： 10214025 起止日期： 2011年8月-2011年12月 指导教师：郑泽龙（高级实验师）钟鹏飞（助理实验师） 2011年12月
整点电子报时电子钟 陶立杰 （琼州学院电子信息工程学院，海南三亚 572022） 摘要：钟表是我们生活中的必需品，钟表分为电子表和机械表两种。随着科技的发展电子表的应用越来越广泛，而机械表的应用也随之减少。电子表的应用随处可见，如：大型的商场、银行、车站等，它的显示主要是用LED数码管和LCD液晶显示器为主。那么这次课程设计就让我们深入了解整点报时电子钟，对我们的生活必需品有一个充分的认识。并且还可以巩固我们对逻辑电路、数码管、计数器、译码器的应用和理解。 关键词：振荡器、脉冲信号、计数器、数码管、逻辑电路 1.设计目的 (1)掌握差计数器、门电路及组合逻辑电路的应用。 (2)掌握数字逻辑电路的系统的设计方法、装调技术及数字钟的功能扩展电路的设计。 2.功能和设计要求 2.1功能要求 （1）设计一个数字电子报时时钟，能够完成对秒和分进行60进制进位，小时的计时要求为“24翻1”。 （2）并且满足进行整点的报时和时间的校正的要求 2.2设计思路和指南 完成数字钟电路系统首先要清楚数字钟系统电路分为主体电路和扩展电路两大部分组成。其中，主体电路完成数字钟的基本功能，扩展电路完成数字钟的扩展功能。图1为多功能数字钟系统组成框图。
系统框图 图1 该系统的工作原理是：振荡器产生稳定高频脉冲信号，作为数字钟的时间基础，再经分频器输出秒脉冲。秒计时器满60后分别向计时器进位，分计数器计满60后向小时计数器进位，小时计数器按照“24翻1”规律计数。计数器的输出经译码器送显示器。计时器出现误差时可以用校时器进行校时、校分、校秒。扩展电路必须在主体电路正常运行的情况下才能功能扩展。 2.3误差分析 由于实验经过组成逻辑电路，所以可能会出现逻辑的错误，导致计数器的进位出现错误。所以我们要严格要求哦我们的逻辑电路的计算，还有芯片端口的正确连接。数字电子时钟的准确性可能有些误差，主要是振荡器的原因，所以要经过多次的检测与校对，与标准电子表的准度相差无几。我们实验过程中思路要严谨，尽量避免不必要的误差产生。 2.4元器件的选择 4518BD 555振荡器数码管扬声器导线
哈尔滨工业大学(威海) 电子学课程设计报告带有整点报时的数字钟设计与制作 姓名: 蒋栋栋 班级: 0802503 学号: 080250331 指导教师: 井岩
目录 一、课程设计的性质、目的和任务 (3) 二、课程设计基本要求 (3) 三、设计课题要求 (3) 四、课程设计所需要仪器 (4) 五、设计步骤 (4) 1、整体设计框图 (4) 2、各个模块的设计与仿真 (4) 2.1分频模块 (4) 2.2计数器模块 (6) 2.3控制模块 (10) 2.4数码管分配 (13) 2.5显示模块 (14) 2.6报时模块 (16) 六、调试中遇到的问题及解决的方法 (18) 七、心得体会 (18)
一、课程设计的性质、目的和任务 创新精神和实践能力二者之中，实践能力是基础和根本。这是由于创新基于实践、源于实践，实践出真知，实践检验真理。实践活动是创新的源泉，也是人才成长的必由之路。 通过课程设计的锻炼，要求学生掌握电路的一般设计方法，具备初步的独立设计能力，提高综合运用所学的理论知识独立分析和解决问题的能力，培养学生的创新精神。 二、课程设计基本要求 掌握现代大规模集成数字逻辑电路的应用设计方法，进一步掌握电子仪器的正确使用方法，以及掌握利用计算机进行电子设计自动化(EDA)的基本方法。 三、设计课题要求 （1）构造一个24小时制的数字钟。要求能显示时、分、秒。 （2）要求时、分、秒能各自独立的进行调整。 （3）能利用喇叭作整点报时。从59分50秒时开始报时，每隔一秒报时一秒，到达00分00秒时，整点报时。整点报时声的频率应与其它的报时声频有明显区别。 #设计提示（仅供参考）： （1）对频率输入的考虑 数字钟内所需的时钟频率有：基准时钟应为周期一秒的标准信号。报时频率可选用1KHz和2KHz左右(两种频率相差八度音，即频率相差一倍)。另外，为防止按键反跳、抖动，微动开关输入应采用寄存器输入形式，其时钟应为几十赫兹。 （2）计时部分计数器设计的考虑 分、秒计数器均为模60计数器。 小时计数为模24计数器，同理可建一个24进制计数器的模块。 （3）校时设计的考虑 数字钟校准有3个控制键：时校准、分校准和秒校准。 微动开关不工作，计数器正常工作。按下微动开关后，计数器以8Hz频率连续计数(若只按一下，则计数器增加一位)，可调用元件库中的逻辑门建一个控制按键的模块，即建立开关去抖动电路(见书70页)。 （4）报时设计的考虑
课程设计任务书 学生姓名：专业班级： 指导教师：工作单位：信息工程学院 题目: 多功能数字钟的设计与实现 初始条件： 本设计既可以使用集成译码器、计数器、定时器、脉冲发生器和必要的门电路等，也可以使用单片机系统构建多功能数字钟。用数码管显示时间计数值。 要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 1、课程设计工作量：1周。 2、技术要求： 1）设计一个数字钟。要求用六位数码管显示时间，格式为00：00：00。 2）具有60进制和24进制（或12进制）计数功能，秒、分为60进制计数，时为24进制（或12进制）计数。 3）有译码、七段数码显示功能，能显示时、分、秒计时的结果。 4）设计提供连续触发脉冲的脉冲信号发生器， 5）具有校时单元、闹钟单元和整点报时单元。 6）确定设计方案，按功能模块的划分选择元、器件和中小规模集成电路，设计分电路，画出总体电路原理图，阐述基本原理。 3、查阅至少5篇参考文献。按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规范。 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
目录 摘要 (3) Abstract (4) 绪论 (5) 1仿真软件Proteus介绍 (6) 1.1Proteus概述 (6) 1.2Proteus功能特点 (6) 2方案论证 (8) 2.1方案一：采用中小规模集成电路模块实现 (8) 2.2方案二：采用单片机构建数字钟系统 (8) 2.3方案选择 (8) 3总体电路设计 (9) 3.1电路原理分析与设计 (9) 3.2系统原理图 (9) 4各模块电路分析 (10) 4.1时钟脉冲发生器 (10) 4.1.1方案一：RC振荡器 (10) 4.1.2方案二：555定时器 (11) 4.1.3方案三：石英晶体振荡器 (13) 4.1.4结论 (13) 4.2译码显示电路 (14) 4.3计数器电路 (16) 4.3.1 时计数电路 (17) 4.3.2 分计数电路 (18) 4.3.3秒计数电路 (19) 4.4 校时电路部分 (19) 4.4.1 方案一：快速脉冲法 (19) 4.4.1 方案二：按键单脉冲法 (20) 4.5 整点报时电路 (21) 4.6 闹钟电路 (22) 5总体电路设计与仿真 (23) 5.1总体电路图 (24) 5.2仿真结果分析 (24) 6 总结 (24) 参考文献 0
信息与电气工程学院 课程设计说明书 课程名称：整点报时数字钟 题目：整点报时数字钟 专业班级：电气工程及其自动化07-05 学生姓名： 学号： 指导教师：崔春艳 设计周数：2周 设计成绩：
1. 课程设计目的……………………………………………………… 2 .课程设计的要求…………………………………………………… 3. 数字钟方案设计…………………………………………………… 3.1方案设计…………………………………………………………… 3.2数字钟逻辑框架图………………………………………………… 4. 单元电路的设计和元器件的选择………………………………… 4.1 时钟秒脉冲的产生………………………………………………… 4.2 六十进制计数电路的设计………………………………………… 4.3 双六十进制计数电路设计………………………………………… 4.4 二十四进制计数电路的设计……………………………………… 4.5 译码驱动及显示单元电路设计…………………………………… 4.6 整点报时器单元电路……………………………………………… 4.7 校正单元电路的设计……………………………………………… 5.数字钟的PCB 板图的设计…………………………………………… 5.1PROTEL99的使用…………………………………………………… 5.2具体工艺要求和相关规则………………………………………… 5.3 注意事项………………………………………………………… 6.系统调试……………………………………………………………… 6.1 系统调试方法……………………………………………………… 6.2调试出现的问题及解决方法……………………………………… 7. 元器件清单………………………………………………………… 8. 主要元件介绍……………………………………………………… 9. 课程设计总结和心得体会………………………………………… 9.1 设计过程中遇到的问题及解决方法……………………………… 9.2 个人体会…………………………………………………………… 10. 参考文献……………………………………………………………附录…………………………………………………………………… 1 数字钟原理图……………………………………………………… 2 数字钟PCB板………………………………………………………课程设计评语表格……………………………………………………
《多功能数字钟电路的设计、制作》 课程设计报告 班级：(兴) 2008级自动化 姓名：胡荣 学号：2008960623 指导教师：刘勇 2010年11月13日
目录 一、设计目的．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 二、设计内容及要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 三、总设计原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 四、主要元件及设备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 五、单元电路的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5 1、数字电子计时器组成原理．．．．．．．．．．．．．．．．．5 2、用74LS160实现12进制计数器．．．．．．．．．．．．．．6 3、校时电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7 4、时基电路设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8 六、设计总电路图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8 七、设计结果及其分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8 八、设计过程中的问题及解决方案．．．．．．．．．．．．．．．9 九、心得体会．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9 十、附录．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10
多功能数字钟电路设计 一、设计目的 通过课程设计要实现以下两个目标：一、初步掌握电子线路的设计、组装及调试方法。即根据设计要求，查阅文献资料，收集、分析类似电路的性能，并通过组装调试等实践活动，使电路达到性能要求；二、课程设计为后续的毕业设计打好基础。毕业设计是系统的工程设计实践，而课程设计的着眼点是让我们开始从理论学习的轨道上逐渐引向实际方面，运用已学过的分析和设计电路的理论知识，逐步掌握工程设计的步骤和方法，同时，课程设计报告的书写，为今后从事技术工作撰写科技报告和技术资料打下基础。 二、设计内容及要求 1、功能要求： ①基本功能: 以数字形式显示时、分、秒的时间，小时计数器的计时要求为“12翻1”，并要求能手动快校时、快校分或慢校时、慢校分。 ②扩展功能: 定时控制，其时间自定；仿广播电台正点报时—自动报正点时数。 2、设计步骤与要求： ①拟定数字钟电路的组成框图，要求先实现电路的基本功能，后扩展功能，使用的器件少，成本低； ②设计各单元电路，并用Multisim软件仿真； ③在通用电路板上安装电路，只要求显示时分； ④测试数字钟系统的逻辑功能； ⑤写出设计报告。设计报告要求：写出详细地设计过程（含数字钟系统的整机逻辑电路图）、调试步骤、测试结果及心得体会。 三、总设计原理 数字电子钟原理是一个具有计时、校时、报时、显示等基本功能的数字钟主要由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器、校时电路、报时电路等七部分组成。石英晶体振荡器产生的信号经过分频器得到秒脉冲，秒脉冲送入计数器计数，计数结果通过“时”、“分”、“秒”译码器译码，并通过显示器显示时间。 四、主要元件及设备 1、给定的主要器件： 74LS00（4片），74LS160（4片）或74LS161（4片），74LS04（2片），74LS20（2片），74LS48（4片），数码管BS202（4只），555（1片），开关（1个），电阻47k（2个）电容10uF（1个）10nF(1个) 各元件引脚图如下图：
基于VHDL的多功能数字钟 设计报告 021215班 卫时章 02121451
一、设计要求 1、具有以二十四小时制计时、显示、整点报时、时间设置和闹钟的功能。 2、设计精度要求为1秒。 二、设计环境：Quartus II 三、系统功能描述 1、系统输入：时钟信号clk采用50MHz；系统状态及较时、定时转换的控制信号为k、set，校时复位信号为reset，均由按键信号产生。 2、系统输出：LED显示输出；蜂鸣器声音信号输出。 3、多功能数字电子钟系统功能的具体描述如下： （一）计时：正常工作状态下，每日按24h计时制计时并显示，蜂鸣器无声，逢整点报时。 （二）校时：在计时显示状态下，按下“k”键，进入“小时”待校准状态，若此时按下“set”键，小时开始校准；之后按下“k”键则进入“分”待校准状态；继续按下“k”键则进入“秒”待复零状态；再次按下“k”键数码管显示闹钟时间，并进入闹钟“小时”待校准状态；再次按下“k”键则进入闹钟“分”待校准状态；若再按下“k”键恢复到正常计时显示状态。若校时过程中按下“reset”键，则系统恢复到正常计数状态。 （1）“小时”校准状态：在“小时”校准状态下，显示“小时”的数码管以2Hz 闪烁，并按下“set”键时以2Hz的频率递增计数。 （2）“分”校准状态：在“分”校准状态下，显示“分”的数码管以2Hz闪烁，并按下“set”键时以2Hz的频率递增计数。 （3）“秒”校准状态：在“秒复零”状态下，显示“秒”的数码管以2Hz闪烁，并以1Hz的频率递增计数。 （4）闹钟“小时”校准状态：在闹钟“小时”校准状态下，显示“小时”的数码管以2Hz闪烁，并按下“set”键时以2Hz的频率递增计数。 （5）闹钟“分”校准状态：在闹钟“分”校准状态下，显示“分”的数码管以2Hz闪烁，并按下“set”键时以2Hz的频率递增计数。 （三）整点报时：蜂鸣器在“59”分钟的第“51”、“53”、“55”、“57”秒发频率为500Hz的低音，在“59”分钟的第“59”秒发频率为1000Hz的高音，结束时为整点。 （四）显示：采用扫描显示方式驱动4个LED数码管显示小时、分，秒由两组led灯以4位BCD 码显示。 （五）闹钟：闹钟定时时间到，蜂鸣器发出频率为1000Hz的高音，持续时间为60秒。 四、各个模块分析说明 1、分频器模块(freq.vhd) （1）模块说明：输入一个频率为50MHz的CLK，利用计数器分出 1KHz的q1KHz，500Hz的q500Hz，2Hz的q2Hz和1Hz的q1Hz。 （2）源程序： library ieee;
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?
数字系统设计实习报告 课题 : 报时式数字钟的设计 系别：自动化 班级学号： 10－1（25） 姓名：张小康 指导老师：赵莹 2012.5.28-6.1 北华大学电气信息工程学院
目录 一、前言 (3) 二、题目设计要求 (4) 三、方案设计 (5) 四、电路图 (10) 五、合成波形 (11) 六、实习心得 (14) 七、参考文献 (15)
前言 一、软件介绍 Max+plus II开发软件是美国Altera公司自行设计的的第三代PLD开发系统。Altera是世界上最大可编程逻辑器件的供应商之一。Max+plus II界面友好，使用便捷，在Max+plus II上可以完成设计输入、元件适配、时序仿真和功能仿真、编程下载整个流程。主要特点介绍如下。 1、提供开放性的界面 Max+plus II支持Cadence,Exemplarlogic,Mentor Graphics,Synplicty,Viewlogic和其他公司所提供的EDA工具接口。 2、提供与PLD器件结构无关的设计环境 Max+plus II系统的核心Complier支持Altera公司的FLEX10K、FLEX8000、FLEX6000、MAX9000、MAX7000、MAX5000和Classic可编程逻辑器件，提供了世界上唯一真正与结构无关的可编程逻辑设计环境。使用者无需精通器件内部的复杂结构，只需用自己熟悉的设计输入工具，如原理图或硬件描述语言进行设计。Max+plus II将这些设计转换为目标结构所需求的格式，设计处理一般在数分钟内完成。3、完成集成化 Max+plus II的设计输入、处理与校验功能全部集成在统一的开发环境下，这样可以加快动态调试、缩短开发周期。 4、丰富的设计库 Max+plus II提供丰富的库单元供设计者调用，其中包括74系
毕业设计（论文）开题报告
1 选题的背景和意义 1.1 选题的背景 21世纪，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。 时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。但是，一旦重要事情，一时的耽误可能酿成大祸。手表当然是一个好的选择，但是，什么时候到达所需要的时间却难以判断。所以，要制作一个定时系统。随时提醒这些容易忘记时间的人。 钟表的数字化给人们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、定时启闭电路、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。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。随着人类科技文明的发展，人们对于时钟的要求在不断地提高。时钟已不仅仅被看成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。高精度、多功能、小体积、低功耗，是现代时钟发展的趋势。在这种趋势下，时钟的数字化、多功能化已经成为现代时钟生产研究的主导设计方向。 1.2 国内外研究现状及发展趋势 单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用很广、发展很快。单片机具有体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求不高、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容易。 目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。电子钟是一种利用数字电路来显示秒、分、时的计时装置，与传统的机械钟相比，它具有走时准确、显示直观、无机械传动装置等优点，因而得到广泛应用。随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合可以看到数字电子钟。在城市的主要营业场所、车站、码头等公共场所使用lcd数字电子钟已经成为一种时尚。但目前市场上各式各样的lcd数字电子钟大多数用全硬件电路实现，电路结构复杂，功率损耗大等缺点。因此有必要对数字电子钟进行改进。
整点报时数字钟课程设计
信息工程学院 课程设计报告书（2009 /2010 学年第二学期） 课程名称：电子技术课程设计题目：能整点报时的电子表专业班级：自动化111 学生姓名：胡义海 学号：6100311301 指导教师：康耀明 设计成绩：
1课程设计目的 (1) 2系统的方案设计 (1) 3 系统的详细设计 (3) 3.1脉冲产生和分频电路 (3) 3.1.1脉冲产生和分频电路的设计 (3) 3.1.2馆建器件74 LS74的介绍 (4) 3.1.3关键器件CD4060的介绍 (5) 3.2计时电路 (7) 3.2.1分，秒计时电路的设计 (7) 3.2.2小时计时电路的设计 (9) 3.2.3关键器件CD4510的介绍 (10) 3.3显示译码电路 (12) 3.3.1显示译码电路的设计 (12) 3.3.2关键器件CD4511和数码管的介绍 (13) 3.4校时电路 (15) 3.4.1校时的电路的详细设计 (15) 3.4.2关键器件RS触发器的详细介绍 (16) 3.5整点报警电路 (19) 4 心得体会 (24) 5 参考文献 (25)
1课程设计目的 ※让学生掌握组合逻辑电路、时序逻辑电路及数字逻辑电路系统的设计、安装、测试方法； ※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； ※提高电路布局﹑布线及检查和排除故障的能力；※培养书写综合实验报告的能力。 2系统的方案设计 2．1简述 数字电子钟是一种用数字显示秒﹑分﹑时﹑日的记时装置，与传统的机械钟相比，他具有走时准确﹑显示直观﹑无机械传动装置等优点，因而得到了广泛的应用：小到人们的日常生活中的电子手表，大到车站﹑码头﹑机场等公共场所的大型数显电子钟。 2．2课程设计题目描述和要求 （1）设计一个有“时”、“分”、“秒”（12小时59分59秒）显示，且有校时功能的电子钟； （2）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； （3）画出框图和逻辑电路图，写出设计、实验总结
摘要 该实验是利用QuartusII软件设计一个数字钟，进行试验设计和仿真调试，实现了计时，校时，校分，清零，保持和整点报时等多种基本功能，并下载到SmartSOPC实验系统中进行调试和验证。此外还添加了显示星期，闹钟设定,秒表和彩铃等附加功能，使得设计的数字钟的功能更加完善。 关键字：Quartus 数字钟多功能仿真 Abstract This experiment is to design a digital clock which is based on Quartus software and in which many basic functions like time-counting,hour-correcting,minute-correcting,reset,time-hol ding and belling on the hour. And then validated the design on the experimental board.In addition,additional functions like displaying and reseting the week,setting alarm ,stopwatch, and belling with music make this digital clock a perfect one. Key words: Quartus digital-clock multi-function simulate
目录 一．设计要求说明 (4) 二．工作原理 (4) 三．各模块说明 (5) 1)分频模块 (5) 2)计时模块 (8) 3)动态显示模块 (10) 4)校分与校时模块 (11) 5)清零模块 (12) 6)保持模块 (12) 7)报时模块 (12) 四．扩展模块 (13) 1)星期模块 (13) 五．调试、编程下载 (14) 六．实验中出现问题及解决办法 (14) 七．实验收获与感受 (15) 八．参考文献 (16)
2009—2010学年第二学期 《数字电子技术课程设计》报告 专业班级：电气-08-1 姓名：曹操 学号：08051127 设计日期：2010年8月23日~27日 一．设计题目 多功能数字钟电路设计 二．设计任务及要求 多功能数字钟应该具有的功能有：显示时—分—秒、整点报时、小时和分钟可调等基本功能。整个钟表的工作应该是在1Hz信号的作用下进行，这样每来一个时钟信号，秒增加1秒，当秒从59秒跳转到00秒时，分钟增加1分，同时当分钟从59分跳转到00分时，小时增加1小时，小时的范围为0~23时。 在实验中为了显示的方便，由于分钟和秒钟显示的范围都是从0~59，所以可以用一个3位的二进制码显示十位，用一个四位的二进制码（BCD 码）显示个位，对于小时因为他的范围是从0~23，所以可以用一个2位的二进制码显示十位，用一个4位的二进制码（BCD码）显示个位。
实验中由于七段码管是扫描的方式显示，所以虽然时钟需要的是1Hz 时钟信号，但是扫描需要一个比较高频率的信号，因此为了得到准确的1Hz 信号，必须对输入的系统时钟50Mhz进行分频。 对于整点报时功能，本实验设计的是当进行正点的倒计时5秒时，让LED来闪烁进行整点报时的提示。 调整时间的按键用按键模块的S1和S2，S1调节小时，每按下一次，小时增加一个小时；S2调整分钟，每按下一次，分钟增加一分钟。另外用S8按键作为系统时钟复位，复位后全部显示00—00—00。 管脚分配如下表： 端口名使用模块信号对应FPGA管脚说明 S1 按键开关S1 R16 调整小时 S2 按键开关S2 P14 调整分钟 RST 按键开关S8 M15 复位 LED LED模块D1 L14 整点倒计时 LEDAG0 数码管模块A段N4 时间显示 LEDAG1 数码管模块B段G4 LEDAG2 数码管模块C段H4 LEDAG3 数码管模块D段L5 LEDAG4 数码管模块E段L4 LEDAG5 数码管模块F段K4 LEDAG6 数码管模块G段K5 SEL0 数码管选择位1 M4 8个数码管
整点报时数字钟课 程设计
信息工程学院 课程设计报告书 （ / 年第二学期） 课程名称：电子技术课程设计题目：能整点报时的电子表专业班级：自动化111 学生姓名：胡义海 学号： 指导教师：康耀明 设计成绩：
1课程设计目的................................................................... 错误!未定义书签。2系统的方案设计............................................................... 错误!未定义书签。 3 系统的详细设计 ............................................................... 错误!未定义书签。 3.1脉冲产生和分频电路.................................................... 错误!未定义书签。 3.1.1脉冲产生和分频电路的设计 .................................. 错误!未定义书签。 3.1.2馆建器件74 LS74的介绍........................................ 错误!未定义书签。 3.1.3关键器件CD4060的介绍 ....................................... 错误!未定义书签。 3.2计时电路 ....................................................................... 错误!未定义书签。 3.2.1分，秒计时电路的设计 .......................................... 错误!未定义书签。 3.2.2小时计时电路的设计 .............................................. 错误!未定义书签。 3.2.3关键器件CD4510的介绍........................................ 错误!未定义书签。 3.3显示译码电路................................................................ 错误!未定义书签。 3.3.1显示译码电路的设计 .............................................. 错误!未定义书签。 3.3.2关键器件CD4511和数码管的介绍........................ 错误!未定义书签。 3.4校时电路 ....................................................................... 错误!未定义书签。 3.4.1校时的电路的详细设计 .......................................... 错误!未定义书签。 3.4.2关键器件RS触发器的详细介绍............................. 错误!未定义书签。 3.5整点报警电路................................................................ 错误!未定义书签。 4 心得体会 .......................................................................... 错误!未定义书签。 5 参考文献 .......................................................................... 错误!未定义书签。
EDA技术课程设计 多功能数字钟 学院：城市学院 专业、班级： 姓名： 指导老师： 2015年12月
目录 1、设计任务与要求 (2) 2、总体框图 (2) 3、选择器件 (2) 4、功能模块 (3) （1）时钟记数模块 (3) （2）整点报时驱动信号产生模块 (6) （3）八段共阴扫描数码管的片选驱动信号输出模块 (7) （4）驱动八段字形译码输出模块 (8) （5）高3位数和低4位数并置输出模块 (9) 5、总体设计电路图 (10) （1）仿真图 (10) （2）电路图 (10) 6、设计心得体会 (11)
一、设计任务与要求 1、具有时、分、秒记数显示功能，以24小时循环计时。 2、要求数字钟具有清零、调节小时、分钟功能。 3、具有整点报时，整点报时的同时输出喇叭有音乐响起。 二、总体框图 多功能数字钟总体框图如下图所示。它由时钟记数模块（包括hour、minute、second 三个小模块）、驱动8位八段共阴扫描数码管的片选驱动信号输出模块（seltime）、驱动八段字形译码输出模块（deled）、整点报时驱动信号产生模块（alart）。 系统总体框图 三、选择器件 网络线若干、共阴八段数码管4个、蜂鸣器、hour(24进制记数器)、minute(60进制记数器)、second(60进制记数器)、alert(整点报时驱动信号产生模块)、 seltime(驱动4位八段共阴扫描数码管的片选 驱动信号输出模块)、deled(驱动八段字形译 码输出模块)。
四、功能模块 多功能数字钟中的时钟记数模块、驱动8位八段共阴扫描数码管的片选驱动信号输出模块、驱动八段字形译码输出模块、整点报时驱动信号产生模块。 (1) 时钟记数模块： <1.1>该模块的功能是：在时钟信号（CLK）的作用下可以生成波形；在清零信号（RESET）作用下，即可清零。 VHDL程序如下： library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity hour24 is port( clk: in std_logic; reset:instd_logic; qh:BUFFER STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0); ql:BUFFER STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0)); end hour24; architecture behav of hour24 is begin process(reset,clk) begin if reset='1' then qh<="000"; ql<="0000"; elsif(clk'event and clk='1') then if (qh<2) then if (ql=9) then ql<="0000"; qh<=qh + 1; else ql<=ql+1; end if; else if (ql=3) then ql<="0000"; qh<="000"; else ql<=ql+1; end if; end if; end if; end process; end behav; 仿真波形如下：
大连理工大学本科实验报告题目：多功能数字时钟设计 课程名称：数字电路与系统课程设计 学院（系）：信息与通信工程学院 专业：电子信息工程 班级： 学生姓名： 学号： 完成日期：2014年7月16日 2014 年7 月16 日
题目：多功能数字时钟设计 1 设计要求 1) 具有“时”、“分”、“秒”及“模式”的十进制数字显示功能； 2) 具有手动校时、校分功能，并能快速调节、一键复位（复位时间12时00分00秒）； 3) 具有整点报时功能，从00分00秒起，亮灯十秒钟； 4) 具有秒表功能（精确至百分之一秒），具有开关键，可暂停、可一键清零； 5) 具有闹钟功能，手动设置时间，并可快速调节，具有开关键，可一键复位（复位时间12时00分00秒），闹钟时间到亮灯十秒钟进行提醒； 6) 具有倒计时功能（精确至百分之一秒），可手动设置倒计时时间，若无输入，系统默认60秒倒计时，且具有开关键，计时时间到亮灯十秒钟进行提醒，可一键复位（复位时间默认60秒）。 2 设计分析及系统方案设计 2.1 模式选择模块：按键一进行模式选择，并利用数码管显示出当前模式。模式一：时钟显示功能；模式二：时钟调节功能；模式三：闹钟功能；模式四：秒表功能；模式五：倒计时功能。 2.2 数字钟的基本功能部分：包括时、分、秒的显示，手动调时，以及整点报时部分。基本模块是由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器等几部分组成。利用DE2硬件中提供的50MHZ晶振，经过分频得到周期为1s的时钟脉冲。将该信号送入计数器进行计算，并把累加结果以“时”“分”“秒”的形式通过译码器由数码管显示出来。 具有复位按键1，在时钟模式下按下复位键后对时钟进行复位，复位时间12时00分00秒。 进入手动调时功能时，通过按键调节时间，每按下依次按键2，时钟时针加一，按下按键2一秒内未松手，时钟时针每秒钟加十；按键1对分针进行控制，原理与时针相同并通过译码器由七位数码管显示。 从00分00秒开始，数字钟进入整点报时功能（本设计中以一个LED灯代替蜂鸣器，进行报时），亮灯10秒钟进行提示。 2.3多功能数字钟的秒表功能部分：计时范围从00分00.00秒至59分59.99秒。可由复位键0异步清零，并由开关1控制计时开始与停止。 将DE2硬件中的50MHZ晶振经过分频获得周期为0.01秒的时钟脉冲，将信号送入计数器进行计算，并把累计结果通过译码器由七位数码管显示 2.4多功能数字钟的闹钟功能部分：进入闹钟功能模式后，通过按键2（设定小时）和按键1（设定分钟）设定闹钟时间，当按下按键一秒内未松手时，可进行快速设定时间。当时钟进入闹钟设定的时间（判断时钟的时信号时针，分针分别与闹钟设定的时信号时针、分针是否相等），则以LED灯连续亮10秒钟进行提示，并由开关0控制闹钟的开和关。 2.5 多功能数字钟的倒计时功能部分：可通过按键3（设定分针）和按键2（设定秒针）设定倒计时开始，当按下按键一秒内未松手时，可进行快速设定时间。当没有手动时间设定时，系统默认为60秒倒计时。倒计时的时钟与数字钟的时钟相同，每迎到一个1s时钟上升