数字钟设计实验报告

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咸阳师范学院物理与电子工程学院

课程设计报告

题 目：

班 级：

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学 号：

指导教师：

成 绩：

完成日期： 年 月 2 目 录

第一章 概述 3

第二章 数字电子钟的电路原理 4

第三章 电路调试与制作 11

第四章 总结与体会 12

第五章 附录 13 3 第一章 概述

数字钟是采用数字电路实现对.时,分,秒.数字显示的计时装置,广泛用于个人家庭,车站, 码头办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品,由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,运运超过老式钟表,

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、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。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。

虽然市场上已有现成的数字集成电路芯片出售，价格便宜，使用方便，这里所制作的数字电子可以随意设置时，分的输出，是数字电子中具有体积小、耗电省、计时准确、性能稳定、维护方便等优点。

课程设计目的

（1）加强对电子制作的认识，充分掌握和理解设计个部分的工作原理、设计过程、选择芯片器件、电路的焊接与调试等多项知识。

（2）把理论知识与实践相结合，充分发挥个人与团队协作能力，并在实践中锻炼。

（3）提高利用已学知识分析和解决问题的能力。

（4）提高实践动手能力。 4 第二章 数字电子钟的电路原理

数字电子钟的设计与制作主要包括：数码显示电路、计数器与校时电路、时基电路和闹铃报时电路四个部分。

用fpga简易数字钟电路设计实验报告 概述及解释说明

1. 引言

1.1 概述

本实验报告旨在介绍使用FPGA（可编程门阵列）设计的简易数字钟电路。数字钟是一种可以显示时间的时钟装置，广泛应用于日常生活和工业领域。本文将详细讲解数字钟的设计原理、硬件要求、设计步骤以及实验的实现过程。

1.2 文章结构

本文共分为五个部分，即引言、FPGA简易数字钟电路设计、实验实现过程、实验结果分析和结论与总结。下面将对每个部分进行具体说明。

1.3 目的

该实验旨在通过学习和操作FPGA，深入理解数字电路设计的基本原理和方法，并通过设计一个简易的数字钟电路来巩固所学知识。通过本实验，我们还将探索数字钟电路的性能评估和可能的改进方向，并对未来发展方向进行展望。同时，通过参与这个项目，我们也将获得一定的实践经验和技能提升。

2. FPGA简易数字钟电路设计：

2.1 设计原理： 在本次实验中，我们使用FPGA（现场可编程逻辑门阵列）来设计一个简易的数字钟电路。FPGA是一种集成电路芯片，可依据用户需要重新配置其内部互连，从而实现不同的逻辑功能。我们将利用FPGA的可编程性和强大的计算能力来实现数字钟的功能。

该数字钟电路主要由时钟模块、倒计时模块和显示模块组成。时钟模块负责产生稳定而精确的脉冲信号作为系统的时基；倒计时模块通过对输入时间进行倒计时操作，并发出相应信号提示时间变化；显示模块用于将倒计时结果以数码管显示出来。

2.2 硬件要求：

为了完成该设计，我们需要准备以下硬件设备：

- FPGA开发板：提供了外部接口和资源，用于连接其他硬件设备并加载程序。

- 数码管：用于显示时间信息。

- 时钟源：提供稳定而精确的脉冲信号作为系统的时基。

2.3 设计步骤：

以下是设计步骤的详细说明：

1. 确定所需功能：首先明确数字钟需要具备哪些功能，例如12小时制还是24小时制、倒计时功能等。

2. 确定FPGA型号：根据设计需求和资源限制，选择适合的FPGA型号。不同型号的FPGA拥有不同的逻辑单元数量和存储资源，需要根据实际需求进行选择。

内容摘要

电子产品的研发日新月异，不仅是在通信技术方面数字化取代于模拟信号，就连我们的日常生活也进于让数字化取缔。说明数字时代已经到来，而且渗透于我们生活的方方面面。

就拿我们生活的实例来说明一下“数字”给我们带来的便捷。下面就以数字钟为例简单介绍一下，数字钟我们听到这几个字，第一反应就是我们所说的数字，不错数字钟就是以数字显示取代模拟表盘的钟表，在显示上它用数字反应出此时的时间，相比模拟钟能给人一种一目了然的感觉，不仅如此它还能同时显示时、分、秒。而且能对时、分、秒准确校时，这是普通钟所不及的。与此同时数字钟还能准确定时，在你所规定的时间里准确无误的想你发出报时声音，提醒你在此时所需要去做的事。与旧式钟表相比它更适用于现代人的生活。

这学期恰好遇上学校的《专业基础》课程设计，题目是数字钟的设计。因而在所学专业的基础上做了以下课程设计。希望给大家带来方便的同时，使自己对所学专业有进一步的了解！

关键词：数字钟；校时；时间显示；定时

目 录

一、数字钟设计的基本概要 1

二、数字钟的原理框图 2

三、数字钟电路的设计 3

四、电路功能测试以及常见问题解决本法 12

五、总结体会 13

六、致谢 14

七、参考文献 15

一、数字钟设计的基本概要

1.1数字钟设计的目的

该数字钟具有基本功能和扩展功能两部分。其中，基本功能部分的有准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间和校时功能。扩展功能部分则具有：仿广播电台整点报时、自动报整点时数的功能。数字钟的电路也是由主体电路和扩展电路两部分构成，在电路中，基本功能部分由主体电路实现，而扩展功能部电路实现。这两部分都有一个共同特点就是它们都要用到振荡电路提供的1Hz脉冲信号。在计时出现误差时电路还可以进行校时和校分，为了使电路简单所设计的电路不具备校秒的功能。并且要用数码管显示时、分、秒，各位均为两位显示，扩展部分要有相应的响应电路。

EDAⅡ实验报告—多功能数字钟设计

EDAⅡ实验报告

--多功能数字钟

学院专业:

学生学号:

指导老师: 蒋立平

交稿时间: 2012年3月25日

EDAⅡ实验报告—多功能数字钟设计

摘要

本实验借助于quartusⅡ软件设计一个多功能的数字时钟，具有24小时计时、星期显示、保持、清零、校分校时校星期、整点报时等基本功能，并在此基础上添加了闹钟、音乐闹钟、秒表等附加功能。同时，留有万年历的接口可以方便的进行扩展。.利用quartusⅡ进行相应的设计、仿真、调试，最后下载到SmartSOPC实验系统上验证设计的正确性。

关键词：多功能数字时钟，quartusⅡ,计时，星期显示，整点报时，闹钟，秒表

ABSTRACT

This experiment is to design a multifunctional digital clock with quartusⅡ.The multifunctional digital clock has varities of the functions like

24-hour timer,keeping,clearing zero,adjusting time and chime on integral

hour .It also include additional functions such as week，keeping，clearing

zero，adjusting week，60 seconds countdown and so on.At the sametimes,it

can be added calendar.we designed and simulated with quartusⅡ.Finally

downloaded it to the experiment platform to test.

Key words:multifunctional digital clock,quartusⅡ,time,week,chime on