一课程设计题目: 数字电子钟的设计
二设计目的:1、掌握数字系统设计的基本方法与流程。
2、掌握计数器、译码器、数据选择器等常见器件的原理及使用方法。
3、掌握PLD开发工具QuartusII的使用。
4、掌握VHDL硬件描述语言文本输入与原理图输入方法。
三设计内容:
(1)进行需求分析,确定总体框架。
(2)利用VHDL文本输入方式或原理图输入法分模块具体分析。
(3)对设计电路进行仿真与测试。
四设计要求:
(1)具有时、分、秒的计数功能,并且以24小时为一个计时周期。
(2)具有整体清零功能。
(3)分别用6个数码管显示时、分、秒记时结果的个位与十位。
(4)当电路发生走时误差时,要求电路具有校时功能。
五工作原理:
数字电子钟由信号发生器、“时、分、秒”计数器、译码器及显示器、校时电路、分频器,整点报时电路等组成。将标准秒脉冲信号送入“秒计数器”,该计数器采用60进制计数器,每累计60秒发出一个“分脉冲”信号,该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲。“分计数器”也采用60进制计数器,每累计60分,发出一个“时脉冲”信号,该信号将被送到“时计数器”。“时计数器”采用24进制计数器,可以实现一天24h的累计。译码显示电路将“时、分、秒”计数器的输出状态经七段显示译码器译码,通过六位LED显示器显示出来。其数字电子钟电路分析设计框图如下:
六课程设计的电路设计部分:
1 分频器:
实现对脉冲的1000分频,仿真图如下:
2 60进制计数器:
电路即可作为秒计数器,也可作为分计数器,仿真图如下:
3 24进制计数器:
电路作为时计数器,仿真图如下:
4 译码显示电路:
译码电路的功能就是将秒、分、时计数器的输出代码进行翻译,变成相应的数字。输出高电平有效,专用于驱动LED七段共阴极显示数码管。若将秒、分、时计数器的每位输出分别送到相应七段译不管的输入端,便可以进行不同数字的显示。
仿真图如下:
5 校时电路
校时电路就是数字钟不可缺少的部分,每当数字钟与实际时间不符时,需要根据标准时间进行校时。
仿真图如下:
总的仿真图:
七设计拓展:若要求数字电子钟具有整点报时响铃的功能,应如何修改设计？
仿广播电台整点报时电路设计,每当数字钟计时快到整点时发出响声,四低一高并且以最后一声高音结束的时刻为整点时刻。整点报时电路
然后如上封装成模块供总电路调用,来调整分秒计数器。
八心得体会:这次电子技术课程设计,我很用心的去完成,当总原理图绘好的那一刻,心里有说不出的满足感。从这次课程设计中,我真正学到了很多有用的知识。
拿到课题后,我首先将《数字电子技术》中有关本次设计的内容复习了一遍,比如七段译码显示器、计数器等等。然后根据设计要求,我去图书馆查阅了相关的资料,对整体框架做了一个初步的了解。借了一本关于VHDL硬件描述语言的书仔细的研读。做完准备工作后就正式开始设计与绘图。先要将没每一功能模块设计出来,再整体排版、连接。突然意识到做事情真的应该很注重细节,由于自己在标注总图的过程中疏忽大意,把标号随便的写到了图上,导致最终的结果无法运行出来,满头大汗之后老师耐心的帮忙解决了这个问题。
这次设计还让我熟练掌握了课本上的一些理论知识,通过在图书馆查到的资料,我查到了关于这方面内容的详细资料,通过对资料的理解与分析,弄动其工作原理后,我设计出所须的电路。
经过两个星期的实习,过程曲折可谓一语难尽。在此期间我们也失落过,也曾一度热情高涨。从开始时满富盛激情到最后汗水背后的复杂心情,点点滴滴无不令我回味无长。
生活就就是这样,汗水预示着结果也见证着收获。劳动就是人类生存生活永恒不变的话题。通过实习,我才真正领略到“艰苦奋斗”这一词的真正含义,我才意识到老一辈电子设计为我们的社会付出。我想说,设计确实有些辛苦,但苦中也有乐,在如今单一的理论学习中,很少有机会能有实践的机会,但我们可以,而且设计也就是一个团队的任务,一起的工作可以让我们有说有笑,相互帮助,配合默契,多少人间欢乐在这里洒下,大学里一年的相处还赶不上这十来天的合作,我感觉我与同学们之间的距离更加近了;我想说,确实很累,但当我们瞧到自己所做的成果时,心中也不免产生兴奋; 正所谓“三百六十行,行行出状元”。我们同样可以为社会作出我们应该做的一切,这有什么不好？我们不断的反问自己。也许有人不喜欢这类的工作,也许有人认为设计的工作有些枯燥,但我们认为无论干什么,只要人生活的有意义就可。社会需要我们,我们也可以为社会而工作。既然如此,那还有什么必要失落呢？于就是我们决定沿着自己的路,执着的走下去。
同时我认为我们的工作就是一个团队的工作,团队需要个人,个人也离不开团队,必须发扬团结协作的精神。某个人的离群都可能导致导致整项工作的失败。实习中只有一个人知道原理就是远远不够的,必须让每个人都知道,否则一个人的错误,就有可能导致整个工作失败。团结协作就是我们实习成功的一项非常重要的保证。而这次实习也正好锻炼我们这一点,这也就是非常宝贵的。
对我们而言,知识上的收获重要,精神上的丰收更加可喜。挫折就是一份财富,经历就是一份拥有。这次实习必将成为我人生旅途上一个非常美好的回忆！
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合就是很重要的,只有理论知识就是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,才能真正为社会服务,从而提高自己的实际动手能力与独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题,可以说得就是困难重重,这毕竟第一次做的,难免会遇到过各种各样的问题,同时在设计的过程中发现了自己的不足之处,对以前所学过的知识理解得不够深刻,掌握得不够牢固。
这次课程设计终于顺利完成了,在设计中遇到了很多专业知识问题,最后在老师的辛勤指导下,终于游逆而解。同时,在老师的身上我们学也到很多实用的知识,在次我们表示感谢！同时,对给过我帮助的所有同学与各位指导老师再次表示忠
