第一篇：電子鐘——合肥工業(yè)大學(xué)數(shù)字邏輯課程設(shè)計(jì)報(bào)告

一）設(shè)計(jì)題目:

電子鐘

二）設(shè)計(jì)任務(wù)和基本要求:

1.實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的六個(gè)數(shù)碼管顯示時(shí)、分、秒； 2.能使電子鐘復(fù)位(清零)； 3.能啟動(dòng)和停止電子鐘運(yùn)行；

4.在電子鐘停止運(yùn)行狀態(tài)下，能夠修改時(shí)、分、秒的值； 5.具有報(bào)時(shí)功能，整點(diǎn)時(shí)喇叭鳴叫。

三）所用主要器件和設(shè)備:

1、TDS 系列數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

2、ISP 系統(tǒng)可編程器件以及《數(shù)字邏輯》課程實(shí)驗(yàn)所用部分中、小規(guī)模集成電路等

3、PC 計(jì)算機(jī)

4、ISP1032E 可編程邏輯器件以及數(shù)據(jù)選擇器、觸發(fā)器、移位寄存器、計(jì)數(shù)器及基本門電路等

5、在Windows平臺(tái)上運(yùn)行的ispLEVER 編程軟件

四）設(shè)計(jì)思想:

數(shù)字鐘電路的基本結(jié)構(gòu)由兩個(gè) 60 進(jìn)制計(jì)數(shù)器和一個(gè)24 進(jìn)制計(jì)數(shù)器組成，分別對(duì)秒、分、小時(shí)進(jìn)行計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)到23 時(shí)59 分59 秒時(shí)，再來一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖，則計(jì)數(shù)器清零，重新開始計(jì)時(shí)。

當(dāng)數(shù)字鐘處于計(jì)時(shí)狀態(tài)時(shí)，秒計(jì)數(shù)器的進(jìn)位輸出信號(hào)作為分鐘計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)信號(hào)，分鐘計(jì)數(shù)器的進(jìn)位輸出信號(hào)又作為小時(shí)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)信號(hào)時(shí)、分、秒的計(jì)時(shí)結(jié)果通過6 個(gè)數(shù)碼管來動(dòng)態(tài)顯示。數(shù)字鐘除了能夠正常計(jì)時(shí)外，還應(yīng)能夠?qū)r(shí)間進(jìn)行調(diào)整。因此，通過模式選擇信號(hào)MOD1、MOD2 控制數(shù)字鐘的工作狀態(tài)，即

控制數(shù)字鐘，使其分別工作于正常計(jì)時(shí)，調(diào)整分、時(shí)和設(shè)定分、時(shí)5 個(gè)狀態(tài)。當(dāng)數(shù)字鐘處于計(jì)時(shí)狀態(tài)時(shí)，3 個(gè)計(jì)數(shù)器允許計(jì)數(shù)，且秒、分、時(shí)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)時(shí)鐘信號(hào)分別為CLK,秒的進(jìn)位, 分的進(jìn)位;當(dāng)數(shù)字鐘處于調(diào)整時(shí)間狀態(tài)時(shí)，被調(diào)的分或時(shí)會(huì)一秒一秒地增加；當(dāng)數(shù)字鐘處于定時(shí)狀態(tài)時(shí)，可以設(shè)定小時(shí)和分；當(dāng)計(jì)時(shí)到所設(shè)定的時(shí)刻時(shí)，會(huì)響鬧鐘

五）設(shè)計(jì)步驟及程序:

pause是暫停鍵，當(dāng)暫停時(shí)set1與set2分別控制調(diào)節(jié)為時(shí)還是為分或是為秒。exam提供一個(gè)模擬上升沿，hh，hl，mh，ml，sh，sl分別控制小時(shí)高位，低位，分鐘高位，分鐘低位，秒高位，低位。thh，thl，tmh，tml，tsh，tsl分別表示時(shí)分秒變化的中間變量。alarm表示鬧鐘是否報(bào)時(shí)

library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity clock is port（clk:in std_logic;

clr:in std_logic;

pause:in std_logic;

set1:in std_logic;

set2:in std_logic;

clk1:in std_logic;

alarm:out std_logic;

hh,hl,mh,ml,sh,sl:out std_logic_vector(3 downto 0));end clock;architecture behavioral of clock is signal count:integer range 0to 1000;signal thh,thl,tml,tmh,tsh,tsl:std_logic_vector(3 downto 0);signal exam:integer;begin

process(clk,clk1,clr,pause,set1,set2)

begin

alarm<='0';

if(clr='0')then

hh<=“0000”;

hl<=“0000”;

mh<=“0000”;

ml<=“0000”;

sh<=“0000”;

sl<=“0000”;

thh<=“0000”;

thl<=“0000”;

tmh<=“0000”;

tml<=“0000”;

tsh<=“0000”;

tsl<=“0000”;

count<=0;

exam<=0;elsif(clk='1'and clk'event)then

if(pause='1')then

if(count=999)then

count<=0;

if(thh=“0010”and thl=“0011”and tmh=“0101”and tml=“1001”and tsh=“0101”and tsl=“1001”)then

thh<=“0000”;

thl<=“0000”;

tmh<=“0000”;

tml<=“0000”;

tsh<=“0000”;

tsl<=“0000”;

elsif(tsl=“1001”)then

tsl<=“0000”;

if(tsh=“0101”)then

tsh<=“0000”;

if(tml=“1001”)then

tml<=“0000”;

if(tmh=“0101”)then

tmh<=“0000”;

if(thl=“1001”)then

thl<=“0000”;

thh<=thh+1;

else thl<=thl+1;

end if;

else tmh<=tmh+1;

end if;

else tml<=tml+1;

end if;

else tsh<=tsh+1;

end if;

else tsl<=tsl+1;

end if;

else count<=count+1;

end if;

elsif(pause='0'and(clk1='1'and exam=0))then

exam<=1;

if(set1='1'and set2='0')then

if(thh=“0010”and thl=“0011”)then

thh<=“0000”;

thl<=“0000”;

elsif(thl=“1001”)then

thl<=“0000”;

thh<=thh+1;

else thl<=thl+1;

end if;

elsif(set1='0'and set2='1')then

if(tmh=“0101”and tml=“1001”)then

tmh<=“0000”;

tml<=“0000”;

elsif(tml=“1001”)then

tml<=“0000”;

tmh<=tmh+1;

else tml<=tml+1;

end if;

elsif(set1='0'and set2='0')then

if(tsh=“0101”and tsl=“1001”)then

tsh<=“0000”;

tsl<=“0000”;

elsif(tsl=“1001”)then

tsl<=“0000”;

tsh<=tsh+1;

else tsl<=tsl+1;

end if;

end if;

end if;

if(clk1='0')then

exam<=0;

end if;

hh<=thh;

hl<=thl;

mh<=tmh;

ml<=tml;

sh<=tsh;

sl<=tsl;

if(tmh=“0000”and tsl=“0000”)then

alarm<='1';

end if;

end if;

end process;end behavioral;

tml=“0000”and tsh=“0000”and

六）實(shí)驗(yàn)結(jié)果:

1.當(dāng)clk提供一個(gè)時(shí)鐘脈沖，鬧鐘開始計(jì)時(shí)，當(dāng)暫停鍵pause為1時(shí)，時(shí)鐘按標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘運(yùn)行

2．當(dāng)pause為0時(shí)，可以調(diào)節(jié)時(shí)鐘，當(dāng)set1=0，set2=0時(shí)，調(diào)節(jié)秒，當(dāng)set1=0，set2=1時(shí)為調(diào)節(jié)分，當(dāng)set1=1，set2=0時(shí)為調(diào)節(jié)時(shí)

3.當(dāng)整點(diǎn)時(shí)，時(shí)鐘會(huì)自動(dòng)鳴笛。

七）心得體會(huì):

經(jīng)過一個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)，經(jīng)歷的困難一語難盡。整個(gè)課程設(shè)計(jì)期間我們失落過，也曾一度熱情高漲。從開始時(shí)滿富盛激情到最后汗水背后的復(fù)雜心情，點(diǎn)點(diǎn)滴滴無不令我們回味無長。

生活就是這樣，汗水預(yù)示著結(jié)果也見證著收獲。勞動(dòng)是人類生存生活永恒不變的話題。通過實(shí)習(xí)，我才真正領(lǐng)略到“艱苦奮斗”這一詞的真正含義。我想說，設(shè)計(jì)確實(shí)有些辛苦，但苦中也有樂，在如今浮躁的生活中，很少有機(jī)會(huì)能靜下心來做一個(gè)設(shè)計(jì)，但我們可以，一個(gè)團(tuán)隊(duì)的任務(wù)，一起的工作可以讓我們有說有笑，相互幫助，配合默契。

在一次次的試驗(yàn)中，我們收獲的不僅是電路設(shè)計(jì)的技能更加是耐心和經(jīng)驗(yàn)，還有做課程設(shè)計(jì)的心態(tài)。一根線的錯(cuò)誤直接影響著最后的結(jié)果，這就讓我們每一根線都接的仔細(xì)。最讓人苦惱的是完全按設(shè)計(jì)的接線，結(jié)果卻依然不對(duì)，這時(shí)候，我們需要分析錯(cuò)誤的原因，逐步排查。

最終驗(yàn)收成功的時(shí)候我們由衷的高興。當(dāng)然，這與老師的指導(dǎo)和示范十分不開的，正是有了老師耐心的指導(dǎo)和對(duì)于錯(cuò)誤原因分析的幫助，才有了我們的對(duì)電路設(shè)計(jì)的新認(rèn)識(shí)

對(duì)我而言，知識(shí)上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。挫折是一份財(cái)富，經(jīng)歷是一份擁有。這次實(shí)習(xí)必將成為我人生旅途上一個(gè)非常美好的回憶！

再次感謝老師，您辛苦了。

第二篇：數(shù)字電子鐘課程設(shè)計(jì)

課程設(shè)計(jì)名稱： 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)

題 目： 數(shù)字電子鐘課程設(shè)計(jì)

專 業(yè)：班 級(jí)：姓 名：學(xué) 號(hào)：

電氣工程及其自動(dòng)化 電氣10-5 曹慶春 1

1001150103

目錄

1.綜述……………………………………………………………………1 2.電路組成………………………………………………………………2 2.1電路原理組成………………………………………………………2 2.2振蕩電路……………………………………………………………3 2.3分頻電路……………………………………………………………4 2.4計(jì)數(shù)電路……………………………………………………………5 2.4.1二十四進(jìn)制的實(shí)現(xiàn)………………………………………………5 2.4.2六十進(jìn)制的實(shí)現(xiàn)…………………………………………………5 2.5譯碼與顯示電路……………………………………………………6 2.6校時(shí)電路……………………………………………………………7 2.7報(bào)時(shí)電路……………………………………………………………8 3.整體電路圖…………………………………………………………10 4.結(jié)論…………………………………………………………………13 5.心得體會(huì)……………………………………………………………14 6.參考文獻(xiàn)……………………………………………………………15

1.綜述

數(shù)字電子鐘主要分為數(shù)碼顯示器，60進(jìn)制和24進(jìn)制計(jì)數(shù)器，頻率振蕩器和校時(shí)報(bào)時(shí)這幾個(gè)部分。數(shù)字電子鐘要完成顯示需要6個(gè)數(shù)碼管，七段的數(shù)碼管需要譯碼器械才能顯示，然后要實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒的計(jì)時(shí)器需要60進(jìn)制計(jì)數(shù)器和24進(jìn)制計(jì)數(shù)器，60進(jìn)制、24進(jìn)制可以采用74LS160計(jì)數(shù)器構(gòu)成。秒信號(hào)可以由555定時(shí)器產(chǎn)生脈沖并分頻為1Hz。

2.1電路的組成原理

數(shù)字鐘它的計(jì)時(shí)周期為24小時(shí)，顯示滿刻度為23時(shí)59分59秒。因此，一個(gè)基本的數(shù)字鐘電路主要由譯碼顯示器、“時(shí)”，“分”，“秒”，校時(shí)電路、報(bào)時(shí)電路和振蕩器、分頻器組成。秒信號(hào)是整個(gè)系統(tǒng)的基信號(hào)，它直接決定計(jì)時(shí)系統(tǒng)的精度，本設(shè)計(jì)采用555振蕩器加分頻器來實(shí)現(xiàn)。將標(biāo)準(zhǔn)秒信號(hào)送入“秒計(jì)數(shù)器”，“秒計(jì)數(shù)器”采用60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，圖示為數(shù)字電子鐘鐘的一般構(gòu)成框圖。

圖2.1 數(shù)字電子鐘的結(jié)構(gòu)圖

2.2振蕩電路

數(shù)字電路中的時(shí)鐘是由振蕩器產(chǎn)生的，振蕩器是數(shù)字鐘的核心。振蕩器的穩(wěn)定度及頻率的精度決定了數(shù)字鐘計(jì)時(shí)的準(zhǔn)確程度，振蕩器的頻率越高，計(jì)時(shí)精度越高。

本設(shè)計(jì)采用555構(gòu)成的自激多諧振蕩器通過調(diào)節(jié)電阻值產(chǎn)生1000Hz的高頻信號(hào)。由

f?11T??R1?2R2?Cln2，設(shè)C?0.01uF,可得R1?5.1k?,R2?70k?.從而產(chǎn)生f?1000Hz的信號(hào)。

2.3分頻電路

要精確輸出1Hz脈沖，對(duì)電容和電阻的數(shù)值精度要求很高，所以輸出脈沖不夠準(zhǔn)確也不夠穩(wěn)定。用555直接產(chǎn)生1Hz的信號(hào)不準(zhǔn)確，所以用其先產(chǎn)生f?1000Hz的高頻信號(hào)，在經(jīng)過1000分頻的分頻電路產(chǎn)生1Hz的秒脈沖，這樣做可以保證秒信號(hào)的準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性。分頻器是三個(gè)用十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS90串聯(lián)而成的分頻器，分頻原理是在74LS90的輸出端子中，從低位輸入10個(gè)脈沖才從高位輸出1個(gè)脈沖，這樣一片74LS90就可以起分頻作用，三個(gè)74LS90串聯(lián)就構(gòu)成了千分頻電路，輸出的便是1Hz的信號(hào)，從而可以實(shí)現(xiàn)秒脈沖的產(chǎn)生。

圖2.3 千分頻器

分頻電路產(chǎn)生的1Hz秒脈沖：

圖2.4 分頻過后的秒脈沖

2.4計(jì)數(shù)電路

數(shù)字鐘的計(jì)數(shù)電路是用兩個(gè)六十進(jìn)制計(jì)數(shù)電路和一個(gè)二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)電路實(shí)現(xiàn)的。數(shù)字鐘的計(jì)數(shù)電路可以用反饋清零法。當(dāng)技術(shù)器正常計(jì)數(shù)時(shí)，反饋門不起作用，只有當(dāng)進(jìn)位脈沖來到時(shí)，反饋信號(hào)將計(jì)數(shù)電路清零，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的循環(huán)計(jì)數(shù)。用74LS160實(shí)現(xiàn)六十進(jìn)制與二十四進(jìn)制的計(jì)數(shù)電路。

2.4.1時(shí)計(jì)數(shù)器：用兩片74LS160串行進(jìn)位實(shí)現(xiàn)二十四進(jìn)制

圖2.5 二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器

2.4.2分、秒計(jì)數(shù)器：用四片74LS160串行進(jìn)位分別實(shí)現(xiàn)兩片六十進(jìn)制

圖2.6 六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器

2.5譯碼與顯示電路

譯碼與顯示電路如圖，譯碼是編碼的相反過程，譯碼器是將輸入的二進(jìn)制代碼翻譯成相應(yīng)的輸出信號(hào)。常用的集成譯碼器有二進(jìn)制譯碼器、二—十進(jìn)制譯碼器和BCD—7段譯碼器。

本設(shè)計(jì)用74LS47D作為譯碼器與七段數(shù)碼管相連接。譯碼與顯示電路連接原理圖：

圖2.7 譯碼與七段數(shù)碼管接線圖

秒計(jì)數(shù)數(shù)碼顯示：

圖2.8 秒計(jì)數(shù)顯示圖

2.6校時(shí)電路

校時(shí)電路如圖瑣事，用到的元器件有三個(gè)單刀雙擲開關(guān)S1，在設(shè)計(jì)中使用1、2、3腳。腳1接從分頻器出來的1Hz標(biāo)準(zhǔn)脈沖，腳2接正常的進(jìn)位脈沖，腳3接輸入時(shí)鐘信號(hào)CLK。當(dāng)正常工作時(shí)將開關(guān)打到2，進(jìn)行正常的計(jì)數(shù)，即校時(shí)時(shí)不影響正常計(jì)數(shù)。

圖2.9 單刀雙擲開關(guān)圖

下圖示為分校時(shí)電路：

圖2.10 分校時(shí)電路

2.7報(bào)時(shí)電路

2.7.1蜂鳴器工作原理圖：

給高電平工作通過調(diào)節(jié)蜂鳴器的頻率與電壓來實(shí)現(xiàn)蜂鳴器的聲音的大小與品質(zhì)。

圖2.11 蜂鳴器接線圖

2.7.2報(bào)時(shí)電路圖

電路應(yīng)在整點(diǎn)前5秒開始報(bào)時(shí)，即在59分55秒到59分59秒期間時(shí)，報(bào)時(shí)電路控制信號(hào)。

當(dāng)時(shí)間在59分50秒到59分59秒期間時(shí)，分十位、分個(gè)位和秒十位保持不變，分別為5、9、5，因此可將計(jì)數(shù)器十位的Qc和Qa，個(gè)位的Qd和Qa及秒計(jì)數(shù)器十位的Qa和Qc相與，從而產(chǎn)生報(bào)時(shí)控制信號(hào)。

由于與門容易產(chǎn)生競爭冒險(xiǎn)現(xiàn)象，故采用與非門和非門串接。電路如下圖所示：

圖2.12 報(bào)時(shí)電路示意圖

由于使用的是TTL門電路，所以允許懸空。

圖2.13 報(bào)時(shí)電路實(shí)際接線圖

3.整體電路圖 3.1 進(jìn)位脈沖

圖3.1 進(jìn)位脈沖

圖3.2整體電路圖

圖3.3 秒計(jì)數(shù)與報(bào)時(shí)電路整體電路圖

圖3.4 秒計(jì)數(shù)與報(bào)時(shí)電路整體電路圖

圖3.5 分計(jì)數(shù)整體電路圖

結(jié)論

數(shù)字電子鐘的實(shí)現(xiàn)方法很多，根據(jù)我所學(xué)的知識(shí)，選擇恰當(dāng)?shù)挠?jì)數(shù)器和振蕩電路來控制其信號(hào)的穩(wěn)定性。數(shù)字電子鐘電路的振蕩電路，分頻電路，計(jì)數(shù)器電路，譯碼與數(shù)碼管顯示電路，校時(shí)電路，報(bào)時(shí)電路都是息息相關(guān)的。其中每一個(gè)部分都得做到準(zhǔn)確性來保證數(shù)字電子鐘的精確性。本設(shè)計(jì)采用555多諧振蕩產(chǎn)生1000Hz信號(hào)，在經(jīng)過分頻器產(chǎn)生1Hz的秒信號(hào)，其實(shí)采用石英晶振振蕩電路，這樣產(chǎn)生的信號(hào)更加的穩(wěn)定與精確。

課程設(shè)計(jì)體會(huì)

這學(xué)期期末我們做了數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)，我設(shè)計(jì)的是數(shù)字電子鐘。個(gè)人覺得這是一次將理論應(yīng)用與實(shí)踐的活動(dòng)，在設(shè)計(jì)過程中不僅鍛煉了我們積極思考的好習(xí)慣，而且培養(yǎng)了我們一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度，踏踏實(shí)實(shí)的精神。

由于擁有模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)和數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)的理論知識(shí)，加之這次的課程設(shè)計(jì)，使我對(duì)以往的一些知識(shí)有了更深入的理解。

我在設(shè)計(jì)過程中認(rèn)真的翻閱大量的書籍，去網(wǎng)上搜尋資料，在看了很多思路之后形成了一套我自己的思路。所謂博覽群書，而后了然于胸。一旦形成了自己的思路，在設(shè)計(jì)過程中可以說是得心應(yīng)手，泉思涌動(dòng)。當(dāng)然在設(shè)計(jì)過程中，我學(xué)會(huì)了Multism這個(gè)軟件進(jìn)行仿真，感覺用的挺好的，仿真是數(shù)字電子鐘運(yùn)行的良好。我感覺這增強(qiáng)了我以后設(shè)計(jì)的信心，我也喜歡上了設(shè)計(jì)，很好的培養(yǎng)了我對(duì)設(shè)計(jì)的興趣，啟蒙了我。I will remember it forever！

參考文獻(xiàn)及資料

【1】Multism9在電工電子技術(shù)中的應(yīng)用/董玉冰主編.—北京：清華大學(xué)出版社，2008.11 【2】數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)/閻石主編；清華大學(xué)電子學(xué)教研組編.—5版.—北京：高等教育出版社，2006.5 【3】模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)/童詩白，華成英主編；清華大學(xué)電子教學(xué)教研組編.—4版.—北京：高等教育出版社，2006.5 【4】數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐/吳慎山主編.—北京：電子工業(yè)出版社，2011.4 【5】Multism7電路設(shè)計(jì)及仿真應(yīng)用/熊偉等主編.—北京：清華大學(xué)出版社，2005.7 【6】數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)/范文兵主編.—北京：清華大學(xué)出版社，2007.12 【7】數(shù)字邏輯電路實(shí)驗(yàn)/候傳教等編.—北京：電子工業(yè)出版社，2009.7 【8】數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教程/張秀娟，薛慶軍主編.—北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2007.10

第三篇：數(shù)字電子鐘課程設(shè)計(jì)

目錄

一． 引言???????????????????????2

二． 課程設(shè)計(jì)目的???????????????????2

三． 設(shè)計(jì)所需要的器材?????????????????2

四． 課程設(shè)計(jì)原理???????????????????2

五． 課程設(shè)計(jì)各個(gè)部分模塊的介紹????????????2

1.振蕩器????????????????????????????2.2.分頻器????????????????????????????3.3.計(jì)數(shù)器???????? ????????????????????3.4．譯碼器????????????????????????????3

5.顯示器????????????????????????????4

6.正點(diǎn)報(bào)時(shí)的擴(kuò)展電路??????????????????????4

六．設(shè)計(jì)總結(jié)??????????????????????4

七．心得體會(huì)??????????????????????4

八．各部分電路圖???????????????????5—8

九．總電路圖?????????????????????.9

一．引言

當(dāng)今時(shí)代，電子技術(shù)迅猛發(fā)展，各種各樣的電子產(chǎn)品也相繼出現(xiàn)，數(shù)字電子鐘也應(yīng)運(yùn)而生。數(shù)字電子鐘能夠?qū)r(shí)間以數(shù)字的形式直觀地展現(xiàn)出來，讓人們更加清楚地掌握時(shí)間，因此備受人們的青睞。數(shù)字鐘是采用數(shù)字電路來實(shí)現(xiàn)的，以“時(shí)”、“分”、“秒”的形式直觀地顯示時(shí)間。它已成為人們?nèi)粘Ｉ畋夭豢缮俚囊徊糠?，廣泛地應(yīng)用在各家各戶以及車站等公共場(chǎng)所，數(shù)字鐘的廣泛應(yīng)用，有著非?，F(xiàn)實(shí)的意義，由于數(shù)字集成電路的發(fā)展,使得數(shù)字電子鐘的精度,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過老式鐘表, 而且具有較好報(bào)時(shí)功能。本設(shè)計(jì)采用各種集成電路，進(jìn)行了一個(gè)具有正點(diǎn)報(bào)時(shí)功能的數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)。由于本人能力有限，設(shè)計(jì)中如有不足之處，還請(qǐng)老師批評(píng)指正。

二．課程設(shè)計(jì)目的1.獨(dú)立完成一個(gè)數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)；

2.了解和掌握用數(shù)字集成電路來設(shè)計(jì)數(shù)字鐘的基本原理和方法；

3.掌握N進(jìn)制計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)與并了解一些常用的電子芯片的功能；

4.進(jìn)一步鞏固所學(xué)到的理論知識(shí)，并應(yīng)用所學(xué)知識(shí)分析和解決實(shí)際問題；

三．設(shè)計(jì)所需要的器材

1.555定時(shí)器一個(gè)

2.電阻：2K、10K、5.1K、0.3K各一個(gè)；1K電阻42個(gè)

3.電容：0.1ūF、0.01ūF各一個(gè)

4.芯片：74LS90（三個(gè)）、74LS161(兩個(gè))CD4518一個(gè)、CD4511（六個(gè)）

5.共陰極七段顯示器（六個(gè)）

6.喇叭1個(gè)

四．課程設(shè)計(jì)原理

數(shù)字鐘是由振蕩器、分頻器、計(jì)數(shù)器、譯碼器、顯示器以及具有正點(diǎn)報(bào)時(shí)功能的擴(kuò)展電路所構(gòu)成的。

欲設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電子鐘，首先應(yīng)該有一個(gè)脈沖源（能夠自動(dòng)的產(chǎn)生穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間脈沖信號(hào)），即為振蕩器；但是一般脈沖源所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)的頻率較高，所以，就需要使用分頻器對(duì)其進(jìn)行分頻，從而得到適合用來計(jì)時(shí)的秒脈沖信號(hào)，即頻率為1Hz的秒脈沖信號(hào)；經(jīng)過分頻器輸出的秒脈沖信號(hào)，再進(jìn)入計(jì)數(shù)器當(dāng)中進(jìn)行計(jì)數(shù)，又由于在計(jì)數(shù)時(shí)，北京時(shí)間規(guī)定60秒為一分鐘，60分鐘為一小時(shí)，24小時(shí)為一天，因此就需要兩個(gè)60進(jìn)制的計(jì)數(shù)器和一個(gè)24進(jìn)制的計(jì)數(shù)器；計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)完畢后再經(jīng)過譯碼器進(jìn)行譯碼；最后在顯示器中將累計(jì)結(jié)果以“時(shí)”、“分”、“秒”的形式顯示出來。能夠正點(diǎn)報(bào)時(shí)的擴(kuò)展電路完成了對(duì)整時(shí)的提示，使人們能夠更清楚地掌握時(shí)間。圖1為數(shù)字鐘的邏輯框圖。

五．課程設(shè)計(jì)各個(gè)部分模塊的介紹

1.振蕩器

振蕩器的精確度和穩(wěn)定性對(duì)電子鐘的質(zhì)量影響最大，石英晶體振蕩器具有震

蕩頻率準(zhǔn)確、頻率容易調(diào)整且電路結(jié)構(gòu)較簡單的優(yōu)點(diǎn)。但一般來講，如果振蕩器的頻率和其計(jì)時(shí)精度越高，則其耗電量越大。555定時(shí)器是一種將模擬功能與邏輯功能巧妙地結(jié)合在一起的中規(guī)模集成電路，功能靈活，所以本設(shè)計(jì)采用由集成電路定時(shí)器555與RC組成的多諧振蕩器。555定時(shí)器由電阻分壓器、比較器、基本RS觸發(fā)器、雙極型三極管T和輸出緩沖器組成，其外部有八個(gè)引腳，第8腳為電源端，第1腳為接地端，第3腳為輸出端，第4腳為直接復(fù)位端，第5腳為控制電壓輸入端，第6腳為復(fù)位控制端，第2腳為置位控制端，第7腳為放電端。圖2為由集成電路定時(shí)器555與RC組成的多諧振蕩器的電路圖，圖3為555定時(shí)器的引腳圖。R為可調(diào)電阻，調(diào)節(jié)R1時(shí)可以得到相應(yīng)頻率的信號(hào)輸出。

2.分頻器

由于振蕩器所產(chǎn)生的信號(hào)頻率很高，因此需要由分頻器來實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)頻率的調(diào)整，從而得到頻率為1Hz的脈沖信號(hào)，本設(shè)計(jì)采用3片中規(guī)模集成電路計(jì)數(shù)器74LS90來實(shí)現(xiàn)，從而得到設(shè)計(jì)所需要的秒脈沖信號(hào)，其電路圖如圖4所示。

3.計(jì)數(shù)器

“秒”和“分”計(jì)數(shù)器應(yīng)當(dāng)采用60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，而“時(shí)”計(jì)數(shù)器應(yīng)當(dāng)采用24進(jìn)制計(jì)數(shù)器。秒脈沖信號(hào)經(jīng)過六級(jí)計(jì)數(shù)器以后，分別得到“秒”的個(gè)位、十位，“分”的個(gè)位、十位，“時(shí)”的個(gè)位、十位的計(jì)時(shí)。

60進(jìn)制計(jì)數(shù)：“秒”和“分”的計(jì)數(shù)都需要60進(jìn)制，本設(shè)計(jì)根據(jù)《電子技術(shù)》課本中提到的知識(shí)，采用兩片74LS161組成256進(jìn)制計(jì)數(shù)器后再用反饋歸零法來組成60進(jìn)制計(jì)數(shù)，其中，“秒”十位是六進(jìn)制，“秒”個(gè)位是十進(jìn)制其電路圖如圖5所示。74LS161芯片的引腳排列圖和邏輯功能示意圖如圖6所示。圖中C是輸入計(jì)數(shù)脈沖，CR非是清零端，LD非是置數(shù)端，CTp和CTt是計(jì)數(shù)工作狀態(tài)控制端，D0～D3是并行數(shù)據(jù)輸入端，CO是進(jìn)位信號(hào)輸出端，Q0～Q3是計(jì)數(shù)器狀態(tài)輸出端。

24進(jìn)制計(jì)數(shù)：“時(shí)”的計(jì)數(shù)是24進(jìn)制計(jì)數(shù)，本設(shè)計(jì)采用CD4518來實(shí)現(xiàn)24進(jìn)制計(jì)數(shù)，CD4518是一個(gè)同步加法計(jì)數(shù)器，在一個(gè)封裝中含有兩個(gè)可互換二/十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，其功能引腳分別為1～7和9～{15}.該CD4518計(jì)數(shù)器是單路系列脈沖輸入（1腳或2腳；9腳或10腳），4路BCD碼信號(hào)輸出（3腳～6腳；{11}腳～{14}腳）。完成24進(jìn)制計(jì)數(shù)的電路圖如圖7所示，CD4518的引腳圖如圖8所示。

4．譯碼器

我們?cè)谛滦^(qū)做電子試驗(yàn)時(shí)，在“譯碼器及其應(yīng)用”實(shí)驗(yàn)中曾用到芯片CD4511，對(duì)其較為熟悉，因此本設(shè)計(jì)采用數(shù)字顯示譯碼器CD4511，來實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器傳來的信號(hào)的譯碼功能。譯碼是編碼的逆過程，即，將給定的代碼進(jìn)行翻譯的過程。當(dāng)計(jì)數(shù)器所采用的碼制不同時(shí)，譯碼電路也會(huì)隨之不同。CD4511內(nèi)接有

上拉電阻，故只需在輸入端與數(shù)碼管筆段之間傳入限流電阻即可工作。其特點(diǎn)為：具有BCD轉(zhuǎn)換、消隱和鎖存控制、七段譯碼及驅(qū)動(dòng)功能的CMOS電路能提供較大的拉電流。可直接驅(qū)動(dòng)LED顯示器。CD4511的引腳圖如圖9所示。

5顯示器

本設(shè)計(jì)用七段發(fā)光二極管來顯示譯碼器所輸出的數(shù)字，顯示器有共陽極顯示器和共陰極顯示器兩種，而74LS48譯碼器所對(duì)應(yīng)的顯示器是共陰極（接地）顯示器。LED7段顯示器的外形圖及二極管的連接方式如圖10所示。

6.正點(diǎn)報(bào)時(shí)的擴(kuò)展電路

該正點(diǎn)報(bào)時(shí)的功能為：最外端對(duì)其安裝一個(gè)喇叭，每當(dāng)正點(diǎn)到來時(shí)，按4次低音和一次高音的順序發(fā)出間斷聲響，最后一聲高音結(jié)束的時(shí)刻正好是正點(diǎn)。設(shè)聲響為一秒鐘，則相鄰聲響時(shí)刻為2秒，則低音發(fā)聲時(shí)刻分別為59分51秒、53秒、55秒、57秒，高音發(fā)聲時(shí)刻為59分59秒，由此可定出每次聲響的時(shí)刻。部分門電路控制音響，輸入有時(shí)、分的各相應(yīng)位的控制組合。設(shè)高低音頻率分別為512Hz和1024Hz。其電路圖如圖11所示。

六．設(shè)計(jì)總結(jié)

本數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)是由振蕩器、分頻器、計(jì)數(shù)器、譯碼器、顯示器和正點(diǎn)報(bào)時(shí)電路所組成。但本設(shè)計(jì)電路的缺點(diǎn)是：沒有設(shè)計(jì)校時(shí)電路，即據(jù)該方案進(jìn)行生產(chǎn)得到的產(chǎn)品并無校時(shí)功能；且其只能正點(diǎn)報(bào)時(shí)，而不能報(bào)整時(shí)數(shù)。該設(shè)計(jì)方案的優(yōu)點(diǎn)是：采用北京時(shí)間計(jì)時(shí)，直接將時(shí)間以數(shù)字形式表現(xiàn)出來、精確度較高、走時(shí)穩(wěn)定、使用方便、且它具有正點(diǎn)報(bào)時(shí)功能。本設(shè)計(jì)采用有集成電路定時(shí)器555與RC組成的多諧振蕩器組成，由它得到高頻信號(hào)；再將此信號(hào)傳至由3片中規(guī)模集成電路計(jì)數(shù)器74LS90相串聯(lián)得到的分頻器中，從而得到我們計(jì)時(shí)所需要的秒信號(hào)（頻率為1Hz的秒信號(hào)）；之后再將該信號(hào)傳至計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)的準(zhǔn)確性直接影響數(shù)字表的準(zhǔn)確，且計(jì)數(shù)器部分是我們《電子技術(shù)》課程學(xué)習(xí)的重點(diǎn)，計(jì)數(shù)器包括兩部分，即24進(jìn)制計(jì)數(shù)和60進(jìn)制計(jì)數(shù)，本設(shè)計(jì)24進(jìn)制計(jì)數(shù)采用CD4518來實(shí)現(xiàn)，60進(jìn)制采用我們《電子技術(shù)》課本上學(xué)到的方法：采用兩片74LS161組成256進(jìn)制計(jì)數(shù)器后再用反饋歸零法來組成60進(jìn)制計(jì)數(shù)器；經(jīng)過準(zhǔn)確計(jì)數(shù)后，再將信號(hào)傳至譯碼器，由于我們?cè)谛滦^(qū)做電子試驗(yàn)時(shí)，在“譯碼器及其應(yīng)用”試驗(yàn)中曾用到芯片CD4511，故本設(shè)計(jì)采用顯示譯碼器CD4511,來進(jìn)行對(duì)來自計(jì)數(shù)器信號(hào)的譯碼（需要在輸入端與數(shù)碼管筆段之間串入限流電阻）；最后將時(shí)間以數(shù)字形式體現(xiàn)在顯示器上，顯示器由七段發(fā)光二極管采用共陰極接法組成；本設(shè)計(jì)還有一個(gè)能夠正點(diǎn)報(bào)時(shí)的擴(kuò)展電路，它的功能是每當(dāng)正點(diǎn)到來時(shí)，按4次低音和一次高音的順序發(fā)出間斷聲響，它由組合邏輯電路組成。其總電路圖如圖12所示。

七．心得體會(huì)

通過這次對(duì)數(shù)字電子鐘的課程設(shè)計(jì)，我覺著最大的收獲就是增強(qiáng)了自己獨(dú)立收集資料的能力，鍛煉了自己獨(dú)立思考、獨(dú)立解決問題的能力。雖然我們至此已經(jīng)完成了本學(xué)期對(duì)電子技術(shù)課程（模電部分和數(shù)電部分）的學(xué)習(xí)，但在本次課設(shè)的實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中仍然遇到了很多未曾想到的問題。實(shí)際操作是我們的目的，而理論知識(shí)是我們實(shí)際操作的基礎(chǔ)，這使我更加體會(huì)到了理論聯(lián)系實(shí)際的重要性，同時(shí)也增加了自己解決實(shí)際問題的能力，對(duì)獨(dú)立設(shè)計(jì)電路的過程、對(duì)各個(gè)分塊電路的工作原理和功能的實(shí)現(xiàn)過程都有了更加清楚的了解。同時(shí)對(duì)所學(xué)到的理論知識(shí)有了更近一部的理解（尤其是計(jì)數(shù)器部分）。

此外，通過這次的課程設(shè)計(jì)，使得我對(duì)word等應(yīng)用軟件的應(yīng)用能力有了更進(jìn)一步的提高，為以后的工作和日常生活中的應(yīng)用打下了結(jié)實(shí)的基礎(chǔ)。

八．各部分電路圖如下：

第四篇：數(shù)字邏輯課題報(bào)告—電子鐘

電子鐘設(shè)計(jì)報(bào)告

班級(jí)：

姓名：學(xué)號(hào)：

指導(dǎo)老師:

驗(yàn)收時(shí)間：201 年

日

月

一﹑設(shè)計(jì)目的及要求

設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)多功能數(shù)字鐘，達(dá)到要求如下：

1． 能進(jìn)行正常的記時(shí)、記分、記秒，2.實(shí)現(xiàn)校時(shí)、校分以及秒清0的功能，3.實(shí)現(xiàn)整點(diǎn)報(bào)時(shí)的功能，4.實(shí)現(xiàn)定鬧鈴及鬧鈴的響，完成全部電路設(shè)計(jì)后在實(shí)驗(yàn)板上下載，驗(yàn)證設(shè)計(jì)課題的正 確性。

二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案論述：

根據(jù)對(duì)電子鐘控制電路的要求，分析如下：

首先根據(jù)老師對(duì)實(shí)驗(yàn)的要求，編寫電子鐘控制電路的vhdl程序，程序分為正常顯示時(shí)間、調(diào)整和鬧鈴時(shí)間調(diào)整、報(bào)時(shí)等進(jìn)程；運(yùn)用了3-8譯碼器、八選一、二選一數(shù)據(jù)選擇器、模8計(jì)數(shù)器、七段譯碼、24進(jìn)制計(jì)數(shù)器、60進(jìn)制計(jì)數(shù)器、比較器等構(gòu)成其動(dòng)態(tài)顯示電路，使電子鐘正常顯示。

開始確定了兩個(gè)方案，但考慮到方案的可行性，選擇了第一種，也就是這一種方案。

三、環(huán)境說明：

主要是使用了MAXPLUSⅡ軟件，經(jīng)過系統(tǒng)的學(xué)習(xí)及了解，以及請(qǐng)教老師和同學(xué)，虛心請(qǐng)教，終于在不懈努力下完成了老師的任務(wù)。

四、具體設(shè)計(jì)：

頂層結(jié)構(gòu)功能圖：

根據(jù)總體設(shè)計(jì)框圖，可以將整個(gè)系統(tǒng)分為6個(gè)模塊來實(shí)現(xiàn)，分別是計(jì)時(shí)模塊、校時(shí)模塊、整點(diǎn)報(bào)時(shí)模塊、鬧鐘模塊、動(dòng)態(tài)顯示模塊及正常顯示時(shí)間與鬧鐘時(shí)間的切換模塊。

1、計(jì)時(shí)模塊：

能進(jìn)行正常的時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)，用動(dòng)態(tài)掃描的方式，需用8個(gè)數(shù)碼管。

用24進(jìn)制計(jì)數(shù)器進(jìn)行小時(shí)的顯示，用60進(jìn)制計(jì)數(shù)器進(jìn)行分的顯示，用60進(jìn)制計(jì)數(shù)器進(jìn)行秒的顯示

2、校時(shí)模塊：

利用按鍵實(shí)現(xiàn)“校時(shí)”、“校分”和“時(shí)、分、秒的清0”功能。先令k5=1，切換到正常時(shí)鐘的顯示上。

（1）k1：校時(shí)鍵。當(dāng)k1=0鍵時(shí)，計(jì)時(shí)器迅速遞增，按24小時(shí)循環(huán)，并且計(jì)滿23時(shí)回到00,k1=1時(shí)停止循環(huán)。

（2）k2：校分鍵。當(dāng)k2=0鍵時(shí)，計(jì)時(shí)器迅速遞增，按60小時(shí)循環(huán)，并且計(jì)滿59時(shí)回到00，但不向時(shí)進(jìn)位，k2=1時(shí)停止循環(huán)。

（3）k8：秒清零。當(dāng)k8=0時(shí)，時(shí)、分、秒清零。

3、整點(diǎn)報(bào)時(shí)模塊：

能進(jìn)行整點(diǎn)報(bào)時(shí)，即當(dāng)分秒都為0時(shí)整點(diǎn)報(bào)時(shí)。、鬧鐘模塊：

和以上計(jì)時(shí)模塊一個(gè)原理，但也可以進(jìn)行鬧鐘的設(shè)置

先令k5=0，切換到鬧鐘的顯示上。

（1）k3：校時(shí)鍵。當(dāng)k1=1鍵時(shí)，計(jì)時(shí)器迅速遞增，按24小時(shí)循環(huán)，并且計(jì)滿23時(shí)回到00，k3=0時(shí)停止循環(huán)。

（2）k4：校分鍵。當(dāng)k2=1鍵時(shí)，計(jì)時(shí)器迅速遞增，按60小時(shí)循環(huán)，并且計(jì)滿59時(shí)回到00，但不向時(shí)進(jìn)位，k4=1時(shí)停止循環(huán)。

（3）k6：k6=0時(shí)清零,k6=時(shí)正常運(yùn)行。

（4）k7：k7=0分清零,k7=1時(shí)正常運(yùn)行。

5、動(dòng)態(tài)顯示模塊：

時(shí)間的顯示需要用到8個(gè)數(shù)碼管，其中小時(shí)與分鐘及分鐘與秒之間用數(shù)碼管的一個(gè)g段，在動(dòng)態(tài)顯示方式下，所有的數(shù)碼管對(duì)應(yīng)同一組七段碼，可用VHDL語言實(shí)現(xiàn)

6、正常顯示時(shí)間與鬧鐘時(shí)間的切換模塊： k5=1，切換到正常時(shí)鐘的顯示上 k5=0，切換到鬧鐘的顯示上

五、各功能模塊說明及源代碼： 數(shù)碼管顯示電路源程序： 1.七段譯碼顯示：

library ieee;

use ieee.std_logic_1164.all;

entity bin7 is port(date_in:in std_logic_vector(3 downto 0);

en:in std_logic;

date_out:out std_logic_vector(6 downto 0));end entity;

architecture duan of bin7 is begin process(date_in,en)

begin

if en='1' then case date_in is when “0000”=>date_out<=“1111110”;--0

when “0001”=>date_out<=“0110000”;--1 when “0010”=>date_out<=“1101101”;--2 when “0011”=>date_out<=“1111001”;--3 when “0100”=>date_out<=“0110011”;--4 when “0101”=>date_out<=“1011011”;--5 when “0110”=>date_out<=“1011111”;--6 when “0111”=>date_out<=“1110000”;--7 when “1000”=>date_out<=“1111111”;--8 when “1001”=>date_out<=“1111011”;--9 when others=>date_out<=“0000001”;end case;end if;

end process;

end duan;

2.八選一數(shù)據(jù)選擇器： library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity mux8 is port(d0,d1,d2,d3,d4,d5,d6,d7:in std_logic_vector(3 downto 0);

sel:in std_logic_vector(2 downto 0);

y:out std_logic_vector(3 downto 0));end mux8;architecture arch of mux8 is begin process(d0,d1,d2,d3,d4,d5,d6,d7,sel)begin

case sel is

when “000”=>y<=d0;

when “001”=>y<=d1;

when “010”=>y<=d2;

when “011”=>y<=d3;

when “100”=>y<=d4;

when “101”=>y<=d5;

when “110”=>y<=d6;

when “111”=>y<=d7;

when others=>y<=“0000”;

end case;end process;end arch;

3.二選一選擇器（二位）library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;

entity mux_2 is port（d1 :in std_logic;

d2 :in std_logic;

sel

:in std_logic;

y

:out std_logic);end mux_2;architecture rtl of mux_2 is begin process(sel,d1,d2)begin if(sel='1')then y<=d1;else y<=d2;end if;

end process;end rtl;

4.二選一選擇器（四位）library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;

entity mux_24 is port（d1 :in std_logic_vector(3 downto 0);

d2 :in std_logic_vector(3 downto 0);

sel

:in std_logic;

y

:out std_logic_vector(3 downto 0));end mux_24;architecture rtl of mux_24 is begin process(sel,d1,d2)begin if(sel='1')then y<=d1;else y<=d2;end if;

end process;end rtl;

5.3_8譯碼器： library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;

entity decode3_8 is port(a,b,c

:in std_logic;

s1,s2,s3 :in std_logic;

y

:out std_logic_vector(7 downto 0));

end decode3_8;

architecture rtl of decode3_8 is

signal ind:std_logic_vector(2 downto 0);

begin

ind<=c&b&a;

process(ind,s1,s2,s3)

begin

if(s1='1'and s2='0' and s3='0')then

case ind is

when “000”=>y<=“00000001”;

when “001”=>y<=“00000010”;

when “010”=>y<=“00000100”;

when “011”=>y<=“00001000”;

when “100”=>y<=“00010000”;

when “101”=>y<=“00100000”;

when “110”=>y<=“01000000”;

when “111”=>y<=“10000000”;

when others=>y<=“00000000”;

end case;

else y<=“00000000”;end if;end process;end rtl;

6.報(bào)時(shí)器 library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;

entity baoshi is port（a1,a2,a3,a4 :in std_logic_vector(3 downto 0);

y

:out std_logic);

end baoshi;architecture rtl of baoshi is begin process(a1,a2)begin if(a1=“0000” and a2=“0000” and a3=“0000” and a4<=“0011”)then y<='1';else y<='0';end if;end process;end rtl;

7.比較器 library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;

use ieee.std_logic_unsigned.all;entity bijiao is port（a1,a2 :in std_logic_vector(3 downto 0);

b1,b2 :in std_logic_vector(3 downto 0);

y

:out std_logic);end bijiao;architecture rtl of bijiao is begin process(a1,a2,b1,b2)begin if(a1=b1 and a2=b2)then y<='1';else y<='0';end if;end process;end rtl;

8.模60 library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;

use ieee.std_logic_unsigned.all;entity mod_60 is port(clk:in std_logic;

clr :in std_logic;

yh :out std_logic_vector(3 downto 0);

yl :out std_logic_vector(3 downto 0);

co :out std_logic);

end mod_60;architecture six of mod_60 is signal

hh:std_logic_vector(3 downto 0);signal

hl:std_logic_vector(3 downto 0);begin

process(clk)

begin

if clr='0'

then hh<=“0000”;hl<=“0000”;co<='0';

elsif(clk'event and clk='1')then

if(hh=“0101” and hl=“1001”)then

hh<=“0000”;hl<=“0000”;co<='1';

elsif(hl=“1001”)then

hh<=hh+1;

hl<=“0000”;co<='0';

else

hl<=hl+1;

hh<=hh;co<='0';

end if;

end if;

end process;

yh<=hh;yl<=hl;

end six;

9.模24 library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;

use ieee.std_logic_unsigned.all;entity mod_24 is port(clk:in std_logic;

clr :in std_logic;

yh :out std_logic_vector(3 downto 0);

yl :out std_logic_vector(3 downto 0);

co :out std_logic);

end mod_24;architecture two of mod_24 is signal

hh:std_logic_vector(3 downto 0);signal

hl:std_logic_vector(3 downto 0);

begin

process(clk)

begin

if clr='0'

then hh<=“0000”;hl<=“0000”;co<='0';

elsif(clk'event and clk='1')then

if(hh=“0010” and hl=“0011”)then

hh<=“0000”;hl<=“0000”;co<='1';

elsif(hl=“1001”)then

hh<=hh+1;

hl<=“0000”;co<='0';

else

hl<=hl+1;

hh<=hh;co<='0';

end if;

end if;

end process;

yh<=hh;yl<=hl;

end two;

六、遇到的問題：

當(dāng)調(diào)動(dòng)開關(guān)時(shí)，容易出現(xiàn)數(shù)字的變動(dòng)，經(jīng)過上網(wǎng)的搜索可知，這是抖動(dòng)效應(yīng)，是物理效應(yīng)，現(xiàn)學(xué)知識(shí)還解決不了。所以在實(shí)驗(yàn)中我們就小心翼翼的把弄開關(guān)，結(jié)果也沒出現(xiàn)什么錯(cuò)誤。但是我們知道這不是做科學(xué)應(yīng)有的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度，但以后我們會(huì)努力的。

七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及心得體會(huì)：

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：程序?qū)崿F(xiàn)了現(xiàn)實(shí)情況下正常時(shí)間的顯示，時(shí)間的調(diào)整，鬧鐘的設(shè)置，還有鬧鐘的響鈴以及整點(diǎn)的報(bào)時(shí)。實(shí)驗(yàn)心得：

1.通過本次實(shí)驗(yàn)工作，學(xué)會(huì)了很多vhdl的編程思想，并進(jìn)一步掌握了其基本語法，可以熟練地編寫程序啦！

2.在實(shí)驗(yàn)過程中，提高了分析問題、解決問題的能力，明白了用vhdl語言設(shè)計(jì)的基本過程及步驟，為以后的實(shí)驗(yàn)提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。3.在編寫程序的過程中遇到了很多問題，一開始一點(diǎn)頭緒也沒有，通過查找資料有了初步的認(rèn)識(shí)，在實(shí)際過程中也遇到了很多問題，通過和同學(xué)及老師的交流，一些問題逐步迎刃而解。

八、感謝

感謝王老師的辛勤教導(dǎo)，感謝學(xué)院給提供了進(jìn)行實(shí)踐的機(jī)會(huì)，讓我們?cè)趯?shí)踐中學(xué)會(huì)了很多，提高了我們的自我學(xué)習(xí)能力，是我們得到了很好的進(jìn)步。在此還要感謝學(xué)校給我們提供了實(shí)驗(yàn)器材。

第五篇：課程設(shè)計(jì)_數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)報(bào)告

數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)報(bào)告

數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)報(bào)告

目 錄

1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹? 2．實(shí)驗(yàn)題目描述和要求 …………………………………………………………2 3．設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容…………………………………………………………………2 3.1實(shí)驗(yàn)名稱………………………………………………………………………2 3.2實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹? 3.3實(shí)驗(yàn)器材及主要器件…………………………………………………………2 3.4數(shù)字電子鐘基本原理…………………………………………………………3 3.5數(shù)字電子鐘單元電路設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算和器件選擇…………………………3-8 3.6數(shù)字電子鐘電路圖……………………………………………………………9 3.7數(shù)字電子鐘的組裝與調(diào)試……………………………………………………9 4．實(shí)驗(yàn)結(jié)論………………………………………………………………………9 5．實(shí)驗(yàn)心得………………………………………………………………………10

參考文獻(xiàn) …………………………………………………………………………10

數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)報(bào)告

一 簡述

數(shù)字電子鐘是一種用數(shù)字顯示秒，分，時(shí)，日的計(jì)時(shí)裝置，與傳統(tǒng)的機(jī)械相比，它具有走時(shí)準(zhǔn)確，顯示直觀，無機(jī)械傳動(dòng)裝置等優(yōu)點(diǎn)，因而得到了廣泛的應(yīng)用：小到人們?nèi)粘Ｉ钪械碾娮邮直恚蟮杰囌?，碼頭，機(jī)場(chǎng)等公共場(chǎng)所的大型數(shù)顯電子鐘。

數(shù)字電子鐘的電路組成框圖如圖所示

由圖可見，數(shù)字電子鐘有以下幾部分構(gòu)成：石英晶體振蕩器和分頻器組成的秒脈沖發(fā)生器；校時(shí)電路；六十進(jìn)制秒，分計(jì)數(shù)器及24進(jìn)制計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器；以及秒分時(shí)的譯碼顯示部分等。

1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

※掌握組合邏輯電路、時(shí)序邏輯電路及數(shù)字邏輯電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、測(cè)試方法；

※進(jìn)一步鞏固所學(xué)的理論知識(shí)，提高運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決實(shí)際問題的能力； ※提高電路布局﹑布線及檢查和排除故障的能力； ※培養(yǎng)書寫綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告的能力。

2．實(shí)驗(yàn)題目描述和要求

（1）設(shè)計(jì)一個(gè)有“時(shí)”、“分”、“秒”（24小時(shí)59分59秒）顯示，且有校時(shí)功能的電子鐘； 數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)報(bào)告

（2）用中小規(guī)模集成電路組成電子鐘，并在實(shí)驗(yàn)箱上進(jìn)行組裝、調(diào)試；（3）畫出框圖和邏輯電路圖，寫出設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)總結(jié)報(bào)告；

（4）選做：整點(diǎn)報(bào)時(shí)。在59分51秒、53秒、55秒、57秒輸出500Hz音頻信號(hào)，在59分59秒時(shí)輸出1000Hz信號(hào)，音頻持續(xù)1s，在1000Hz音頻結(jié)束時(shí)刻為整點(diǎn)。3．設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容 3.1實(shí)驗(yàn)名稱 數(shù)字電子鐘 3.2實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

·掌握數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)、組裝與調(diào)試方法； ·熟悉集成電路的使用方法。3.3實(shí)驗(yàn)器材及主要器件（1）cc40192（6片）（2）cc4011（6片）（3）74LS2O（2片）（4）共陰七段顯示器（6片）（5）電阻、電容、導(dǎo)線等（若干）

數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)報(bào)告

3.4數(shù)字電子鐘基本原理

數(shù)字電子鐘的邏輯框圖如圖3-4所示。它由555集成芯片構(gòu)成的振蕩電路、分頻器、計(jì)數(shù)器、顯示器和校時(shí)電路組成。555集成芯片構(gòu)成的振蕩電路產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng)過分頻器作為秒脈沖，秒脈沖送入計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)結(jié)果通過“時(shí)”、“分”、“秒”譯碼器顯示時(shí)間。

圖

3-4

3.5數(shù)字電子鐘單元電路設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算和器件選擇

（一）計(jì)數(shù)器

秒脈沖信號(hào)經(jīng)過6級(jí)計(jì)數(shù)器，分別得到“秒”個(gè)位、十位、“分”個(gè)位、十位以及“時(shí)”個(gè)位、十位的計(jì)時(shí)?！懊搿薄胺帧庇?jì)數(shù)器為六十進(jìn)制，小時(shí)為二十四進(jìn)制。（1）六十進(jìn)制計(jì)數(shù)

由分頻器來的秒脈沖信號(hào)，首先送到“秒”計(jì)數(shù)器進(jìn)行累加計(jì)數(shù)，秒計(jì)數(shù)器應(yīng)完成一分鐘之內(nèi)秒數(shù)目的累加，并達(dá)到60秒時(shí)產(chǎn)生一個(gè)進(jìn)位信號(hào)，所以，選用兩片cc40192和一片cc4011組成六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，來實(shí)現(xiàn)六十進(jìn)制計(jì)數(shù)。其中，“秒”十位是六進(jìn)制，“秒”個(gè)位是十進(jìn)制。如圖3-4-3-1所示。數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)報(bào)告

圖3-4-3-1所示（60進(jìn)制計(jì)數(shù)構(gòu)造）

（2）二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)

“12翻1”小時(shí)計(jì)數(shù)器是按照“01——02——03——??——22——23——00——01——02——??”規(guī)律計(jì)數(shù)的，這與日常生活中的計(jì)時(shí)規(guī)律相同。在此實(shí)驗(yàn)中，它是由兩片cc40192和一片cc4011構(gòu)造成的同步二十四計(jì)數(shù)器，利用異步清零端實(shí)現(xiàn)起從23——00的翻轉(zhuǎn)，其中“24”為過渡狀態(tài)不顯示。其中，“時(shí)”十位是3進(jìn)制，“時(shí)”個(gè)位是十進(jìn)制。如圖3-4-3-2所示.5 數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)報(bào)告

如圖3-4-3-2所示.（二）顯示器

本系統(tǒng)用七段發(fā)光二極管來顯示譯碼器輸出的數(shù)字，顯示器有兩種：共陽極顯示器或共陰極顯示器。74LS48譯碼器對(duì)應(yīng)的顯示器是共陰極顯示器。

（三）校時(shí)電路

當(dāng)數(shù)字鐘走時(shí)出現(xiàn)誤差時(shí)，需要校正時(shí)間。校時(shí)電路實(shí)現(xiàn)對(duì)“時(shí)”“分”“秒”的校準(zhǔn)。在電路中設(shè)有正常計(jì)時(shí)和校對(duì)位置。本實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)“時(shí)”“分”的校對(duì)。對(duì)校時(shí)的要求是，在小時(shí)校正時(shí)不影響分和秒的正常計(jì)數(shù)；在分校正時(shí)不影響秒和小時(shí)的正常計(jì)數(shù)。需要注意的時(shí)，校時(shí)電路是由與非門構(gòu)成的組合邏輯電路，開關(guān)S1或S2為“0”或“1”時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)，為防止這一情況的發(fā)生我在原本接校時(shí)脈沖的端口接到了實(shí)驗(yàn)裝置的“單次脈沖”端口，這樣既時(shí)限內(nèi)了防抖動(dòng)，又可以利用手動(dòng)操作來完成校時(shí)。

數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)報(bào)告

校時(shí)電路圖

（四）整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路

數(shù)字鐘整點(diǎn)報(bào)時(shí)是最基本的功能之一。實(shí)驗(yàn)要求的是在離整點(diǎn)差10秒時(shí)，每隔一秒鳴叫一次，每次持續(xù)時(shí)間為一秒，共響5次，前4次為低音500Hz，最后一聲為高音1000Hz。整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路如圖6所示。

整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路主要由控制門電路和音響電路兩部分組成。

1、控制門電路部分：

由11個(gè)與非門組成。圖中與非門的輸入信號(hào)Q4、Q3、Q2、Q1、分別表示“分十位”、“分個(gè)位”、“秒十位”、“秒個(gè)位”的狀態(tài)，下標(biāo)中的D、C、B、A分別表示組成計(jì)數(shù)器的四個(gè)觸發(fā)器的狀態(tài)。

由上圖可以看出： Y1=QC4*QA4*QD3*QA3 Y2=Y1*QC2*QA 2

（即QC4QA4=101）、分個(gè)位為9（即QD3QA3=1001）、秒十 以上二式表示當(dāng)分十位為5位為5（即QC2QA2=101）時(shí)，即59分50秒時(shí)發(fā)出控制信號(hào)。

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，數(shù)字鐘電路要求在59分51秒、53秒、55秒、59秒時(shí)各鳴叫一次。

當(dāng)計(jì)數(shù)器達(dá)到59分50秒時(shí)，分、秒計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為：

QD4QC4QB4QA4=0101（分十位）QD3QC3QB3QA3=1001（分個(gè)位）QD2QC2QB2QA2=0101（秒十位）QD1QC1QB1QA1=0000（秒個(gè)位）

前四聲計(jì)數(shù)器狀態(tài)發(fā)生在59分51秒至59分58秒之間。因此，只有秒個(gè)位的狀態(tài)發(fā)生變化，而其他計(jì)數(shù)器的狀態(tài)無需變化，所以可保持不變。數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)報(bào)告

此時(shí) QC4=QA4=QD3=QA3=QC2=QA2=1不變，將它們相與即得Y2。

而51秒、53秒、55秒、57，59秒時(shí)的秒計(jì)數(shù)器個(gè)位狀態(tài)分別為

QD1QC1QB1QA1=0001（51秒）QD1QC1QB1QA1=0011（53秒）QD1QC1QB1QA1=0101（55秒）QD1QC1QB1QA1=0111（57秒）

并根據(jù)需要，前四聲為低，則接如500Hz的脈沖信號(hào)。最后一聲的各計(jì)數(shù)器狀態(tài)分別如下：

QD4QC4QB4QA4=0000（分十位）QD3QC3QB3QA3=0000（分個(gè)位）QD2QC2QB2QA2=0000（秒十位）QD1QC1QB1QA1=0000（秒個(gè)位）

即只須將分進(jìn)位信號(hào)和1KHz的脈沖信號(hào)接入即可。如圖4-2-4所示

如圖4-2-4所示（圖中報(bào)警器用指示燈來表示）

數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)報(bào)告

3.6數(shù)字電子鐘電路圖

3.7數(shù)字電子鐘的組裝與調(diào)試

由圖中所示的數(shù)字中系統(tǒng)組成框圖按照信號(hào)的流向分級(jí)安裝，逐級(jí)級(jí)聯(lián)。這里的每一級(jí)是指組成數(shù)字中的各個(gè)功能電路。

級(jí)聯(lián)時(shí)如果出現(xiàn)時(shí)序配合不同步，或劍鋒脈沖干擾，引起的邏輯混亂，可以增加多級(jí)邏輯門來延時(shí)。如果顯示字符變化很快，模糊不清，可能是由于電源電流的跳變引起的，可在集成電路器件的電源端Vcc加退藕濾波電容。通常用幾十微法的大電容與0.01μF的小電容相并聯(lián)。4.實(shí)驗(yàn)結(jié)論

通過運(yùn)用數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)的24小時(shí)制的數(shù)字電子時(shí)鐘，經(jīng)過試驗(yàn)，成功實(shí)現(xiàn)了一下基本功能：

1.能準(zhǔn)確計(jì)時(shí)，以數(shù)字形式顯示時(shí)、分、秒的時(shí)間。

2.能實(shí)現(xiàn)整點(diǎn)報(bào)時(shí)的功能，并分別在51秒、53秒、55秒、57秒、59秒實(shí)現(xiàn)了“四短一長”的報(bào)時(shí)效果。

3.能定時(shí)控制，且能驚醒校正時(shí)間（通過開關(guān)調(diào)時(shí)、分）。數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)報(bào)告.實(shí)驗(yàn)心得

通過這次數(shù)字電子鐘的課程設(shè)計(jì)，我們才把學(xué)到的東西與實(shí)踐相結(jié)合。從中對(duì)我們學(xué)的知識(shí)有了更進(jìn)一步的理解，而且更進(jìn)一步地熟悉了芯片的結(jié)構(gòu)及掌握了各芯片的工作原理和其具體的使用方法。也鍛煉了自己獨(dú)立思考問題的能力和通過查看相關(guān)資料來解決問題的習(xí)慣。雖然這只是一次簡單的課程設(shè)計(jì)，但通過這次課程設(shè)計(jì)我們了解了課程設(shè)計(jì)的一般步驟，和設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題。設(shè)計(jì)本身并不是有很重要的意義，而是同學(xué)們對(duì)待問題時(shí)的態(tài)度和處理事情的能力。各個(gè)芯片能夠完成什么樣的功能，使用芯片時(shí)應(yīng)該注意那些要點(diǎn)。同一個(gè)電路可以用那些芯片實(shí)現(xiàn)，各個(gè)芯片實(shí)現(xiàn)同一個(gè)功能的區(qū)別。

另外，我還漸漸熟悉了mutisim這個(gè)仿真軟件的各個(gè)功能，讓我體會(huì)到了期中的樂趣，還在電腦制作文檔的過程中，使我對(duì)辦公軟件有了更進(jìn)一步的了解和掌握。

參考文獻(xiàn)

1.現(xiàn)代數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì) 清華大學(xué)出版社 北京交通大學(xué)出版社.2.模擬電子技術(shù)（修訂版）清華大學(xué)出版社 北京交通大學(xué)出版社 3.模擬電子技術(shù)教程 電子工業(yè)出版社

5.朱定華主編.電子電路測(cè)試與實(shí)驗(yàn).北京：清華大學(xué)出版社，2004.10