数字时钟的设计与分析

stm32 数字时钟课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解STM32的基本结构和工作原理，掌握其编程方法。

2. 学生能掌握数字时钟的基本原理，包括时钟源、分频器、计数器等组成部分。

3. 学生能了解实时时钟（RTC）的功能及其在STM32中的应用。

技能目标：1. 学生能运用C语言编写程序，实现STM32控制数字时钟的功能。

2. 学生能通过调试工具，对程序进行调试和优化，确保数字时钟的准确性。

3. 学生能运用所学知识，设计具有实用价值的数字时钟产品。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术和编程的兴趣，激发其探究精神。

2. 培养学生团队合作意识，使其在项目实施过程中学会相互沟通、协作。

3. 培养学生严谨、细致、负责的工作态度，提高其解决实际问题的能力。

课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合STM32和数字时钟知识，培养学生的动手能力和实际操作技能。

学生特点：学生具备一定的电子技术基础和C语言编程能力，对实际操作感兴趣，但可能缺乏项目实践经验。

教学要求：注重理论与实践相结合，引导学生主动探索，提高其分析问题、解决问题的能力。

在教学过程中，关注学生的个体差异，因材施教，使每位学生都能在原有基础上得到提高。

将课程目标分解为具体的学习成果，便于后续教学设计和评估。

二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. STM32基本原理与编程基础：介绍STM32的内部结构、工作原理，C语言编程基础及其在STM32中的应用。

- 教材章节：第一章至第三章- 内容：微控制器基础、STM32硬件结构、C语言编程基础、STM32编程环境搭建。

2. 数字时钟原理与设计：讲解数字时钟的基本原理、组成部分以及设计方法。

- 教材章节：第四章至第五章- 内容：时钟源、分频器、计数器、实时时钟（RTC）、数字时钟设计方法。

3. STM32实现数字时钟功能：结合STM32和数字时钟知识，指导学生动手实践，实现数字时钟功能。

VHDL数字时钟设计序⾔这个是我在做FPGA界的HelloWorld——数字钟设计时随⼿写下的，再现了数字钟设计的过程⽬标分析1. 时钟具有时分秒的显⽰，需6个数码管。

为了减⼩功耗采⽤扫描法显⽰2. 按键设置时间，需要对按键进⾏消抖3. 时分秒即为2个60进制计数器，⼀个24进制计数器。

模块设计综上所述，我采⽤模块化设计⽅法进⾏设计，绘制框图如下。

1. 时钟分频产⽣各个模块所需频率时钟。

2. 按键处理模块对按键信号进⾏消抖、变长脉冲为短脉冲等处理。

3. 时间控制模块产⽣时间信号或对时间进⾏设置。

4. 数码管驱动模块负责对时间信号BCD码译码为数码管的段码并且扫描输出到数码管。

下⾯对各个模块分别详细叙述时钟分频模块我打算把时钟分频模块做成“数控N分频器”，通过给分频器传⼊数值N来对时钟信号进⾏N分频。

得到的信号频率为原时钟信号的频率/N,占空⽐为1/N。

稍微考虑下其他模块所需时钟：按键处理模块100Hz ，时间控制模块1Hz，数码管驱动50Hz。

⽽输⼊时钟为33.8688MHz。

我不想传⼊的N数值过⼤，我打算先对时钟进⾏两次：第⼀次调⽤时钟分频模块得到1Mhz，第⼆次得到1Khz。

这样N的位数为10可以满⾜需求。

代码如下library IEEE;use IEEE.STD_LOGIC_1164.all;use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.all;entity ClkDiv isport(clk_i:IN STD_LOGIC;N_i: IN STD_LOGIC_VECTOR(9 DOWNTO 0);clk_o:OUT STD_LOGIC);end ClkDiv;architecture behavior of ClkDiv issignal count:STD_LOGIC_VECTOR(9 DOWNTO 0):="0000000001";signal clk_temp:STD_LOGIC:='0';beginprocess(clk_i)beginif(clk_i'EVENT and clk_i='1')thenif (count=N_i)thencount<="0000000001";clk_temp<='1';elsecount<=count+1;clk_temp<='0';end if;end if;end process;clk_o<=clk_temp;end behavior;仿真结果如下：2分频：输出信号为f/2Hz，占空⽐1：23分频：输出信号为f/3Hz，占空⽐1：3按键处理模块去抖动根据以往的经验，按键按下弹起电平会有⼀⼩段⽑刺，可能会引起电路误操作，所以要对按键进⾏消抖处理使变为⼲净的矩形信号。

功能数字钟的电路设计数字钟是采用数字电路实现“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置。

钟表的数字化在提高报时精度的同时，也大大扩展了它的功能，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、定时启闭路灯等。

因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。

1、设计目的1）掌握数字钟的设计、组装与调试方法。

2）熟悉集成电路的使用方法。

2、设计任务与要求1）时钟显示功能，能够以十进制显示“时”、“分”、“秒”。

2）具有校准时、分的功能。

3）整点自动报时，在整点时，便自动发出鸣叫声，时长1s。

选做：1）闹钟功能，可按设定的时间闹时。

2）日历显示功能。

将时间的显示增加“年”、“月”、“日”。

3、数字钟的基本原理及电路设计一个具有计Array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。

数字钟的整机逻辑框图如下：图 1数字钟整机逻辑图振荡器方案一：由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器作为时间标准信号源。

图 2 555与RC 组成的多谐振荡器图 分析：图中的C2为保护电容，其取值并没有什么要求。

在本设计中，我假设输出的脉冲的占空比为2/3，并且把555与RC 组成的多谐振荡，参考书本上的方案得出占空比3222121=++=R R R R q 故得到R1=R2。

又有电路的振荡周期T=T1+T2=(R1+2R2)Cln2得T=(R1+2R2)Cln2=103-S 。

我在实验中取电容为10nf 。

带入式中，可以得出R1=R2=48K Ω。

在这里取两个47K Ω电阻和滑动电阻2K Ω。

仿真结果如图所示，误差还是比较低的。

方案二：石英晶体振荡器。

石英晶体振荡器的特点是振荡频率准确、电路结构简单、频率易调整，它是电子钟的核心，用它产生标准频率信号，再由分频器分成秒时间脉冲。

led数字时钟课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解数字时钟的基本原理，掌握LED显示数字的基本方法。

2. 学生能够运用所学知识，分析并设计简单的LED数字时钟电路。

3. 学生了解时钟时间的表达方式，掌握时、分、秒的概念及其相互关系。

技能目标：1. 学生能够独立完成LED数字时钟的组装和调试，培养动手操作能力。

2. 学生通过实际操作，提高问题解决能力和团队协作能力。

3. 学生能够运用所学知识，设计并制作具有创意的LED数字时钟。

情感态度价值观目标：1. 学生在学习过程中，培养对电子技术的兴趣和爱好，激发创新精神。

2. 学生通过团队协作，培养沟通能力、分享意识和集体荣誉感。

3. 学生认识到科技在生活中的应用，增强社会责任感和使命感。

课程性质：本课程为实践性课程，结合电子技术与实际操作，让学生在动手实践中掌握知识，提高技能。

学生特点：本年级学生具有较强的求知欲和动手能力，对新鲜事物充满好奇心，但部分学生对电子技术知识掌握不足。

教学要求：注重理论与实践相结合，充分调动学生的积极性和主动性，培养其创新思维和实际操作能力。

通过课程学习，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面均有所收获。

将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行后续的教学设计和评估。

二、教学内容1. 数字时钟原理：介绍时钟的基本构成，包括时钟芯片、LED显示模块、电源模块等，讲解时、分、秒的概念及其在数字时钟中的应用。

相关教材章节：第三章《数字电路基础》第2节《时序逻辑电路》。

2. LED显示技术：学习LED显示原理，掌握LED数码管的连接方式和使用方法，以及如何通过编程控制LED显示数字。

相关教材章节：第四章《数字电路应用》第1节《显示技术》。

3. 电路设计与组装：学习如何设计简单的LED数字时钟电路，包括电路图绘制、元器件选型、电路板焊接等。

相关教材章节：第五章《电子电路设计与实践》。

4. 编程与调试：学习如何编写程序控制数字时钟，掌握基本的编程方法，对组装好的LED数字时钟进行调试。

数字钟系统电路的设计方案与仿真分析
在电子技术实验教学中，构建学生的电路设计理念，提高学生的电路设计能力，是教学的根本目的和核心内容。

数字钟电路的设计和仿真，涉及模拟电子技术、数字电子技术等多方面知识，能够体现实验者的理论功底和设计水平，是电子设计和仿真教学的典型案例。

文中采用了555 定时器电路、计数电路、译码电路、显示电路和时钟校正电路，来实现该电路。

1 系统设计方案
数字钟由振荡器、分频器、计时电路、译码显示电路等组成。

振荡器是数字钟的核心，提供一定频率的方波信号;分频器的作用是进行频率变换，产生频率为1 Hz 的秒信号，作为是整个系统的时基信号; 计时电路是将时基信号进行计数;译码显示电路的作用是显示时、分、秒时间;校正电路用来对时、分进行校对调整。

其总体结构图，如图1 所示。

2 子系统的实现
2.1 振荡器
本系统的振荡器采用由555 定时器与RC 组成的多谐振荡器来实现，如图2 所示即为产生1 kHz 时钟信号的电路图。

此多谐振荡器虽然产生的脉冲误差较大，但设计方案快捷、易于实现、受电源电压和温度变化的影响很小。

2.2 分频器
由于振荡器产生的频率高，要得到标准的秒信号，就需要对所得到的信号进行分频。

在此电路中，分频器的功能主要有两个：1）产生标准脉冲信号;2）提供电路工作需要的信号，比如扩展电路需要的信号。

通常实现分频器的电路是计数器电路，选择74LS160 十进制计数器来完成上述功能［5］。

如图3 所示，555 定时器产生1 kHz 的信号，经过3 次1/10 分频后得到1 Hz 的脉冲信号，为秒个位提供标准秒脉冲信号。

单片机数字钟设计总结第一篇：单片机数字钟设计总结单片机数字钟设计总结经过一周的课程设计，我收获颇多，有深刻的心得体会。

实训让我们受益匪浅。

首先是关于单片机方面的。

我们学到了许多关于单片机系统开发的知识，从最开始选题到最后的结题，更使我们得到了充分的锻炼。

其次，它让我体会到了什么才是teamwork spirit。

一如：团队管理的经验、团队意识的提升和协调能力等等，这些都会让我们终身受益。

通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关电子线路单片机方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查我终于找出了问题所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。

实践才能出真知，实践才是检验真理的唯一标准，唯有通过亲自动手制作，才能令我们掌握的知识不再是一些纸上谈兵的东西。

在这次的课程设计中，我们遇到了很多困难，过程很艰难，但是我们都克服了，这是对我们自己的肯定。

我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。

我们也曾灰心，也曾茫然，也曾不知所措，从一开始的自信满满，到最后的紧张繁杂，所有的这些都令我们回味无穷，这已经成为了我们人生的一个宝藏。

我想今后的学习和工作也是这样的，汗水见证着成功，我想十年过后，但我们都已经走入了社会，在某个阳光明媚的夏日，午后醒来，突然想起大学经历的时候，最先映入脑海里的就是这门课程吧，就是这些为了一个共同的目标，相互合作，共同奋斗的日子吧。

不可否认，单片机是一门比较难的专业学科。

但是经过这一学期的学习，我们觉得单片机这门课很好，让我们在设计中掌握课程，具有很强的实用性。

在社会上，单片机也应用极其广泛。

通过这次课程设计，我掌握了常用元件的识别和测试；熟悉了常用仪器、仪表；了解了电路的连线方法；以及如何提高电路的性能等等。

我相信在接下来的日子里，我会更深刻地去研究它，发掘它。

在这次的实训里，我觉得过得很充实。

实训，不仅培养了我们独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。

1 引言随着科学技术的不断发展，人们对时间计量的精度要求越来越高。

相对机械钟而言，数字钟能实现准确计时，并显示时，分，秒，而且可以方便，准确的对时间进行调节。

在此基础上，还可以实现整点报时的功能。

因此，数字钟的应用十分广泛。

所谓数字时钟，是指利用电子电路构成的计时器。

1.1课题的背景、目的电子技术是一门应用很广，发展极为迅速的科学技术，尤其由于数字电子技术具有高抗干扰能力、更高的可靠性和便于计算机处理等特点，近年来得到更加迅速的发展，数字通讯设备、数字电视、数字照相机、数字摄象机等数字化产品近年如雨后春笋般大量涌现，数字电子技术已经成为今后电子技术发展的主要方向。

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。

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。

通过数字时钟的设计，巩固计算机组成原理课程，理论联系实际，提高分析、解决计算机技术的实际问题的独立工作能力；掌握用VHDL语言编制简单的小型模块，学会数字钟的设计方法，熟悉集成电路的使用方法，初步掌握电子钟的设计方法并实现时间的显示和校对，以及报时的功能，并能对数字电子钟进行扩展。

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。

1.2 课程设计的内容本课程设计实现一个数字时钟，具有按秒走时功能，能够分别显示小时（2位24小时）、分钟（2位）、秒（2位）。

具有整点报时、时间调整功能，且能够对计时系统的小时、分钟进行调整。

数电课程设计报告第一章设计背景与要求设计要求第二章系统概述设计思想与方案选择各功能块的组成工作原理第三章单元电路设计与分析各单元电路的选择设计及工作原理分析第四章电路的组构与调试遇到的主要问题现象记录及原因分析解决措施及效果功能的测试方法,步骤,记录的数据第五章结束语对设计题目的结论性意见及进一步改进的意向说明总结设计的收获与体会附图电路总图及各个模块详图参考文献第一章设计背景与要求一．设计背景与要求在公共场所,例如车站、码头,准确的时间显得特别重要,否则很有可能给外出办事即旅行袋来麻烦;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度和直观性,且无机械装置,具有更长的使用寿命,因此得到了广泛的使用;数字钟是一种典型的数字电路,包括了组合逻辑电路和时序电路;设计一个简易数字钟,具有整点报时和校时功能;1以四位LED数码管显示时、分,时为二十四进制;2时、分显示数字之间以小数点间隔,小数点以1Hz频率、50%占空比的亮、灭规律表示秒计时;3整点报时采用蜂鸣器实现;每当整点前控制蜂鸣器以低频鸣响4次,响1s、停1s,直到整点前一秒以高频响1s,整点时结束;4才用两个按键分别控制“校时”或“校分”;按下校时键时,是显示值以0~23循环变化；按下“校分”键时,分显示值以0~59循环变化,但时显示值不能变化;二．设计要求电子技术是一门实践性很强的课程,加强工程训练,特别是技能的培养,对于培养学生的素质和能力具有十分重要的作用;在电子信息类本科教学中,课程设计是一个重要的实践环节,它包括选择课题、电子电路设计、组装、调试和编写总结报告等实践内容;通过本次简易数字钟的设计,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;第二章系统概述设计思想与方案选择方案一 ,利用数字电路中学习的六十进制和二十四进制计数器和三八译码器来实现数字中的时间显示;方案二,利用AT89S51单片机和74HC573八位锁存器以及利用C语言对AT89S51进行编程来实现数字钟的时间显示;由于方案一通过数电的学习我们都比较熟悉,而方案二比较复杂,涉及到比较多我们没学过的内容,所以选择方案一来实施;简易数字钟电路主体部分是三个计数器,秒、分计数器采用六十进制计数器,而时计数器采用二十四进制计数器,其中分、时计数器的计数脉冲由校正按键控制选择秒、分计数器的溢出信号或校正10Hz计数信号;计数器的输出通过七段译码后显示,同时通过数值判断电路控制蜂鸣器报时;各功能块的组成分频模块,60进制计数器模块,24进制计数器模块,4位显示译码模块,正点报时电路模块,脉冲按键消抖动处理模块工作原理一．简易数字钟的基本工作原理是对1Hz标准频率秒脉冲进行计数;当秒脉冲个数累计满60后产生一个分计数脉冲,而分计数脉冲累计满60后产生一个时计数脉冲,电路主要由3个计数器构成,秒计数和分计数为六十进制,时计数为二十四进制;将FPGA开发装置上的基准时钟OSC作为输入信号通过设计好的分频器分成1Hz~10MHz8个10倍频脉冲信号;1Hz的脉冲作为秒计数器的输入,这样实现了一个基本的计时装置;通过4位显示译码模块,可以显示出时间;时间的显示范围为00时00分~23时59分;二．当需要调整时间时,可使用数字钟的时校正和分校正进行调整,数字钟中时、分计数器都有两个计数脉冲信号源,正常工作状态时分别为时脉冲和分脉冲；校正状态时都为5~10Hz的校正脉冲;这两种状态的切换由脉冲按键控制选择器的S 端来实现;为了更准确的设定时间,需要对脉冲按键进消抖动处理;三．电路在整点前10 秒钟内开始控制蜂鸣器报时,可采用数字比较器或逻辑门判断分、秒计数器的状态码值,以不同频率的脉冲控制蜂鸣器的鸣响;第三章单元电路设计与分析各单元电路的选择1分频模块,设计一个8级倍率为10 的分频电路,输出频率分别为1Hz 、10Hz、100 Hz、1k Hz、10k Hz、100k Hz、1 MHz、10MHz8组占空比为50%的脉冲信号;260进制计数器模块,采用两片74161级联;324进制计数器模块,采用两片74161级联;44位显示译码模块,由分频器,计数器,数据选择器,七段显示译码,3-8线译码器构成一个4位LED数码显示动态扫描控制电路;其中4位计数器用74161,数据选择器用74153,七段显示译码器部分采用AHDL硬件描述语言设计;5正点报时电路模块,该模块采用与门和数据选择器74153构成6脉冲按键消抖动处理模块,采用D触发器实现消抖动,从而能够比较精确地设定时间;设计及工作原理分析1分频模块要输出8级频率差为10倍的分频电路,可采用十进制计数器级联实现;集成十进制计数器的类型很多,比较常用的有74160、74162、74190、74192和7490等;这里采用7490来实现分频,7490是二-五-十进制加计数器,片上有一个二进制计数器和一个异步五进制计数器;QA是二进制加计数器的输出,QB、QC、QD是五进制加计数器的输出,位序从告到低依次为D,C,B;该分频器一共用到7片7490,初始信号输入到第一片7490的CLKB 端口,QD输出端连接到CLKA端,作为输入,从QA引出1MHz的output端口,并引线到第二片7490的CLKB端口,依此类推,直到第七片7490连接完成如附图所示;每片7490相当于一个五进制计数器和一个二进制计数器级联实现了十进制加计数,从而实现分频;分频模块图如图所示分频模块内部结构图如下图所示260进制计数器模块采用两片74161级联,如图,下面一片74161做成十进制的,初始脉冲从CLK输入,ENT和ＥＮＰ都接高电平,而QD与QA用作为与非门的两个输入,与非门输出分别连接到自身的LDN端与上面一片74161的CLK端；上面一片74161的QC和QA端作为与非门的两个输入通过输出连接到自身的LDN,ENT 和ENP接高电平;下面一片实现从0000到1001即0~9十个状态码的计数,当下面一片为1001状态时,自身的LDN为低电平,此时QD,QC,QB,QA的状态恢复到0000,即从0开始从新计数,而上面一片74161的CLK电平改变,上面一片74161开始计数为0001,实现从0000~到0101即0到5六个状态码的计数,当上面一片状态为0101时,LDN为低电平,此时计数器为0000;这样子通过两片74161就实现了一个六十进制计数器;下图为六十进制计数器模块的示意图由六十进制计数模块构成的秒分计数如下图,下面那块六十进制技术模块表示为妙,上面那块六十进制计数模块表示为分;当妙计数模块的状态为0101 1001时,向分计数模块进位, 即通过74153M的输入C1,此时74153M输出接到分计数模块的输入端 ,通过74153M作为选择器,实现进位控制;324进制计数器模块采用两片74161级联,如图,下面一片74161做成十进制的,初始脉冲从CLK输入,ENT和ＥＮＰ都接高电平,而QD与QA用作为与非门的两个输入分别连接到自身的LDN端与上面一片74161的CLK端；上面一片74161的QB非门的一个输入通过输出连接到自身的LDN,ENT 和ENP接高电平,并且上面74161的QB端和下面一块74161的QC端通过与非门输出接到两片74161的清零端CLRN;下面一片实现从0000到1001即0~9十个状态码的计数,当下面一片为1001状态时,自身的LDN为低电平,此时QD,QC,QB,QA的状态恢复到0000,即从0开始从新计数,而上面一片74161的CLK电平改变,上面一片74161开始计数为0001,实现从0000~到0010即0到2三个状态码的计数,当上面一片状态为0010即2时,下面一片状态为0100即4时,两块74161的CLRN为低电平,此时两块74161的状态都为0000,即实现了23时过后显示00时;这样子通过两片74161就实现了一个24进制计数器;下图为24进制计数器模块示意图由二十四进制计数模块构成的时计数模块如图,下面那块六十进制技术模块表示为分,上面那块24进制计数模块表示为时;当分计数模块的状态为0101 1001时,向时计数模块进位, 即通过74153M的输入C1,此时74153M输出接到时计数模块的输入端 ,通过74153M作为选择器,实现进位控制;二十四进制计数模块构成的时计数模块44位显示译码模块由分频器,计数器,数据选择器,七段显示译码,3-8线译码器构成一个4位LED数码显示动态扫描控制电路;4位计数器由74161构成;如下图所示74161构成的4位计数器数据选择器采用两片74153 和一片74153M两片74153实现连在一起实现对四个数字的选择,而一片74153M实现对小数点的选择;如下图所示74153M构成的数据选择器两片74153构成的数据选择器七段显示译码器部分采用AHDL硬件描述语言设计,语句如下：subdesign ymqdata_in3..0 :input;a,b,c,d,e,f,g :output;begintabledata_in3..0 =>a,b,c,d,e,f,g;b"0000" =>1,1,1,1,1,1,0;b"0001" =>0,1,1,0,0,0,0;b"0010" =>1,1,0,1,1,0,1;b"0011" =>1,1,1,1,0,0,1;b"0100" =>0,1,1,0,0,1,1;b"0101" =>1,0,1,1,0,1,1;b"0110" =>0,0,1,1,1,1,1;b"0111" =>1,1,1,0,0,0,0;b"1000" =>1,1,1,1,1,1,1;b"1001" =>1,1,1,0,0,1,1;b"1010" =>1,1,1,0,1,1,1;b"1011" =>0,0,1,1,1,1,1;b"1100" =>1,0,0,0,1,1,0;b"1101" =>0,1,1,1,1,0,1;b"1110" =>1,0,0,1,1,1,1;b"1111" =>1,0,0,0,1,1,1;end table;end;整个四位显示译码模块如图所示5正点报时电路模块该模块采用与门和数据选择器74153构成,如下图所示;7个输入端口的与门控制A,当时间在59分51s,53s,55s,57s,59s的时候,A为高电平1,当秒的个位数为9时,B为高电平1,A为1,B为0时,输出C1低频率信号,A为1,B为1时输出C3高频率信号,实现整点的不同频率的报时电路;整点报时电路模块6脉冲按键消抖动处理模块采用D触发器实现消抖动,从而能够精确地设定时间;校正状态为5HZ的校正脉冲,分频器输出的10HZ通过T触发器得到5HZ的校正脉冲;如图脉冲按键消抖动处理模块通过T触发器得到的5HZ校正脉冲第四章电路的组构与调试遇到的主要问题1在用74161做二十四进制计数器时,没有深入考虑,打算采用第一片六进制,第二片四进制级联而成,结果出现问题;2时、分调整按键没有安装消抖动装置;3在设置简易数字钟的分时,时计数器也会进;现象记录及原因分析1虽然也能够计数实现二十四进制,但是不能与七段显示译码器配合使用,不能显示直观的数值,这样给用户带来不便;2在下载调试的时候,我要进行时分调整,但是有时按一下子脉冲键会进两个数值,这样子给时分的设置带来了麻烦,原因是按键没有采用消抖动装置;3在调试的时候,打算通过按键调整分,但是发现时计数器也会进位,这就不符合要求了,原因是调整分时,各计数器都按正常状况在计数,所以会按正常情况产生进位;解决措施及效果1仍然采用两片74161,第一片可以从0~9,第二片只能从0~2,而且当第二片为2的时候,第一片到4的话就都清零复位,这样不仅实现了二十四进制计数器,而且能与七段显示译码器配合使用,直观的显示数字;2在脉冲控制按键上加上了D触发器,这样子可以达到消抖动的效果;3加上选择器,把两路信号分开,当调整分的时候,不对时计数器产生进位,这样子就不会产生十进位了,解决了这个问题;功能的测试方法、步骤,记录的数据1简易数字钟的测试,将电路图连好后,分析与综合,仿真,编译,下载到仪器上,表示秒的小数点按1Hz,占空比50%跳动,分从0~59计数,分过了59后,向时计数器进1;2整点点报时功能的测试,到了整点,即59分51s,53s,55s,57s时蜂鸣器低频率间断性鸣响,59分59秒时,蜂鸣器高频率鸣响一次;3时、分调整功能的测试,按分调整键,分按一定的频率逐次加一,但是时显示不变；按时调整键,时按一定的频率逐次加一,但是分显示不变;第五章结束语对设计题目的结论性意见及进一步改进的意向说明简易数字钟的设计中,主要运用了分频器,六十进制计数器,二十四进制计数器,动态扫描显示电路,选择器,按键消抖以及门电路等数字电路方面的知识;可以在简易数字钟的基础上加上24小时和12小时转换功能,秒表功能,闹钟功能,这样更能满足人们的使用需求;总结设计的收获与体会简易数字钟的设计及实验当中,我坚持了下来,上学期的数电我学的并不好,而且对软件应用的接受能力不强,刚开始的时候做的很慢,看到别人都做好了,心里比较着急,于是,我找出了数电课本,复习所涉及的知识点,并练习所学软件,终于有了进步,可以更上同学们的进度,但数字钟的设计一直困扰我,看到别人拓展功能都做好了,自己基本的都还没做好,心里很急;在设计的过程中,碰到了很多的困难,遇到了很多问题,不断地思考与尝试,以及向同学和老师请教,但还是没能完全设计好,以后有时间还得多去实验室尝试,争取做好一些拓展功能;通过这次设计,对上学期学习的数字电路的相关知识得到了复习和巩固,也查阅了一些相关的资料,也加深了我对数字电路应用的理解,总之这次的电子技术课程设计受益匪浅;参考文献：基于FPGA的数字电路系统设计西安电子科技大学出版社数字电子技术基础电子工业出版社数字电路与逻辑设计实验及应用人民邮电出版社附图1.分频模块分频器仿真波形下图为分频器线路图2.60进制计数器模块60进制计数器仿真波形3.24进制计数器模块24进制计数器仿真波形4. 4位显示译码模块七段显示译码器模块七段显示译码器部分采用AHDL硬件描述语言设计,语句如下：subdesign ymqdata_in3..0 :input;a,b,c,d,e,f,g :output;begintabledata_in3..0 =>a,b,c,d,e,f,g;b"0000" =>1,1,1,1,1,1,0;b"0001" =>0,1,1,0,0,0,0;b"0010" =>1,1,0,1,1,0,1;b"0011" =>1,1,1,1,0,0,1;b"0100" =>0,1,1,0,0,1,1;b"0101" =>1,0,1,1,0,1,1;b"0110" =>0,0,1,1,1,1,1;b"0111" =>1,1,1,0,0,0,0;b"1000" =>1,1,1,1,1,1,1;b"1001" =>1,1,1,0,0,1,1;b"1010" =>1,1,1,0,1,1,1;b"1011" =>0,0,1,1,1,1,1;b"1100" =>1,0,0,0,1,1,0;b"1101" =>0,1,1,1,1,0,1;b"1110" =>1,0,0,1,1,1,1;b"1111" =>1,0,0,0,1,1,1;end table;end;整个4位显示译码模块四位显示译码模块。

数字显示时钟教学设计教案一、教学目标1. 让学生了解数字显示时钟的基本原理和工作方式。

2. 培养学生运用数字电路设计简单数字显示时钟的能力。

3. 提高学生对电子技术的兴趣，培养学生的创新意识和实践能力。

二、教学内容1. 数字显示时钟的原理及组成2. 数字电路的基本知识3. 数字显示时钟的设计与制作4. 数字显示时钟的调试与优化5. 数字显示时钟的应用与拓展三、教学方法1. 采用讲授法，讲解数字显示时钟的原理、组成及设计方法。

2. 采用案例分析法，分析数字显示时钟的设计实例，引导学生学会设计。

3. 采用实践操作法，让学生动手制作、调试数字显示时钟，提高实践能力。

4. 采用小组讨论法，引导学生合作解决问题，培养团队协作精神。

四、教学准备1. 教材、课件等教学资源2. 数字显示时钟实验器材3. 计算机、投影仪等教学设备五、教学过程1. 导入：简要介绍数字显示时钟的应用场景，激发学生兴趣。

2. 讲解：讲解数字显示时钟的原理、组成及设计方法。

3. 案例分析：分析数字显示时钟的设计实例，引导学生学会设计。

4. 实践操作：学生分组动手制作、调试数字显示时钟。

5. 总结与拓展：总结本节课所学内容，提出拓展问题，激发学生进一步学习兴趣。

6. 作业布置：布置相关练习题，巩固所学知识。

7. 课堂反馈：了解学生掌握情况，为下一步教学做好准备。

六、教学评估1. 课堂问答：通过提问了解学生对数字显示时钟原理的理解程度。

2. 实验报告：评估学生在实践操作中数字显示时钟的设计与制作能力。

3. 作品展示：评价学生数字显示时钟的调试与优化效果。

4. 小组讨论：观察学生在团队合作中的参与程度及问题解决能力。

七、教学反思1. 反思教学内容：检查教学内容是否适合学生的认知水平。

2. 反思教学方法：评估所采用的教学方法是否有效，是否需要调整。

3. 反思教学效果：总结学生在知识掌握和技能提升方面的表现，分析原因并提出改进措施。

八、教学拓展1. 项目设计：鼓励学生设计更复杂的数字显示时钟，如带有闹钟功能的时钟。

EDA数字钟实验报告EDA实验EDA实验数字钟一．实验任务用FPGA器件和EDA技术的设计已知条件:XXX软件XXX实验开发装臵基本功能:1.以数字形式显示时，分，秒的时间；2.小时计数器为24进制；3.分，秒计数器为60进制；多功能数字电子钟设计：输入变量：时钟CPS，直接清零RD；输出变量：小时H[7..4]、H[3..0]为8421BCD码输出，其时钟为CLK；分计时M[7..4]、M[3..0]为8421BCD 码输出，其时钟为CPM;秒计时S[7..4]、S[3..0]为8421BCD码输出，其时钟为CLK;RD为清零信号等。

二.仿真与波形1.60进制原理图如下;其仿真波形如下：2.24进制原理图如下：其仿真波形如下：3.数字钟的整个电路图如下：逻辑电路说明：由电路分析得知，多功能数字电子钟最基本的计时电路在CLK（秒）时钟作用下，电路输出变量为H[7..0]，M[7..0]及S[7..0]，按8421BCD码正常走时，电路为异步时序逻辑电路4.数字电子钟的仿真波形如下:仿真波形分析及结论：由仿真波形分析得知在CLK（秒）时钟作用下，电路正常走时。

分析过程完全符合多功能数字电子钟最基本的计时功能，逻辑电路设计正确。

三.感想：这次的课程设计的内容是《EDA多功能数字钟》，这次课程设计验我花了两个上午的时间。

虽然我是顺利的完成了任务，但是在实验中我还是发现了自己存在的一些问题。

在课程设计中我经常做完上一步就忘记了下一步该怎么做，总是一边看老师的课件一边做，这样一来浪费了不少时间，这是由于我对软件的操作不熟练的缘故，因此我觉得我应该在今后的日子里多练习一下这个MA_+PLUS软件，做到在以后的学习及工作中能利用这个软件快速的正确的完成任务。

在实验中我还经常出现掉步骤的现象，比如经常忘记“指向当前文件”，从而导致得到的结果是错误的甚至根本就得不到结果，这全都是因为粗心大意造成的。

在今后的日子里我会努力的去改掉这个毛病，从而高质量的完成老师交给我的各项任务!。