数字钟设计报告数字电路实验报告.docx

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数字钟设计报告数字电路实验报告

数字钟设计实验报告

专业:

通信工程

姓名:

王婧

班级:

111041B

学号:

6

数字钟的设计

一、前言………………………………………………………………………………3

二、设计目的…………………………………………………………………………3

三、设计任务…………………………………………………………………………3

四、设计方案…………………………………………………………………………3

五、数字钟电路设计原理……………………………………………………………4

（一）设计步骤……………………………………………………………………4

（二）数字钟的构成…………………………………………………………………4

（三）数字钟的工作原理……………………………………………………………5

六、总结………………………………………………………………………………9

1、前言

此次实验是第一次做EDA实验，在学习使用软硬件的过程中，自然遇到很多不懂的问题，在老师的指导和同学们的相互帮助下，我终于解决了实验过程遇到的很多难题，成功的完成了实验，实验结果和预期的结果也是一致的，在这次实验中，我学会了如何使用QuartusII软件，如何分层设计点路，如何对实验程序进行编译和仿真和对程序进行硬件测试。

明白了一定要学会看开发板资料以清楚如何给程序的输入输出信号配置管脚。

这次实验为我今后对

EDA的进一步学习奠定了更好的理论基础和应用基础。

通过本次实验对数电知识有了更深入的了解，将其运用到了实际中来，明白了学习电子技术基础的意义，也达到了其培养的目的。

也明白了一个道理：

成功就是在不断摸索中前进实现的，遇到问题我们不能灰心、烦躁，甚至放弃，而要静下心来仔细思考，分部检查，找出最终的原因进行改正，这样才会有进步，才会一步步向自己的目标靠近，才会取得自己所要追求的成功。

二、设计目的

1.掌握数字钟的设计方法。

2熟悉集成电路的使用方法。

3通过实训学会数字系统的设计方法；

4通过实训学习元器件的选择及集成电路手册查询方法；

5通过实训掌握电子电路调试及故障排除方法；

6熟悉数字实验箱的使用方法。

三、设计任务

设计一个可以显示星期、时、分、秒的数字钟。

要求：

1、24小时为一个计数周期；

2、具有整点报时功能；

3、定时闹铃（未完成）

四、设计方案

一个基本的数字钟电路主要由译码显示器、“时”，“分”，“秒”计数器和定时器组成。

干电路系统由秒信号发生器、“时、分、秒、”计数器、译码器及显示器、电路组成。

首先由74160构成分频器，然后由74LS161采用清零法分别组成六十进制的秒计数器、六十进制分计数器、二十四进制时计数器和七进制的周计数器。

秒计数器的进位输出作为分计数器的CP脉冲，时计数器的进位输出作为周计数器的CP脉冲。

分计数器的进位输出作为时计数器的CP脉冲，时计数器的进位输出作为周计数器的CP脉冲。

使用74LS48为驱动器，BS201A数码管作为显示器。

五、数字钟电路设计原理

（一）设计步骤

1、设计一个精准的秒脉冲产生电路；

2、设计60进制、24进制计数器；

3、设计译码显示电路；

5、设计整点报时电路。

（2）数字钟的构成

1.分频器

在数字电路中，分频器是一种可以进行频率变换的电路，其输入、输出信号是频率不同的脉冲序列。

输入、输出信号频率的比值称为分频比。

例如，2分频器的输出信号频率是输入信号频率的

，8分频器的输出信号频率是输入信号频率的

。

分频器电路将32768Ｈz的高频方波信号经32768（

）次分频后得到1Hz的方波信号供秒计数器进行计数。

分频器实际上也就是计数器。

2.计数器

在数字钟电路中，时间计数电路由秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器及时个位和时十位计数器电路构成，其中秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器为60进制计数器，而根据设计要求，时个位和时十位计数器为24进制计数器，周计数器为7进制计数器。

有了时间标准“秒”信号后，就可以根据“60秒为1分”、“60分为1小时”、“24小时为1天”、“7天为1周”的计数周期，分别组成。

将这些计数器适当连接，就可以实现“秒”、“分”、“时”、“周”的计时功能。

3.译码器

要将“秒”、“分”、“时”、“周”的状态显示成清晰的数字符号，就需要将计数器的状态经译码器进行译码，并通过显示器将其显示出来。

译码驱动电路将计数器输出的8421BCD码转换为数码管需要的逻辑状态，并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流。

4.数码管

数码管通常有发光二极管（LED）数码管和液晶（LCD）数码管，本设计提供的为ＬＥＤ数码管。

（三）数字钟的工作原理

1.分频器

2.计数器电路

a.六十进制计数。

秒计数器的电路形式很多，一般都是由一级十进制计数器和一级六进制计数器组成。

下图所示是用两块中规模集成电路74LS161按反馈置零法串接而成。

秒计数器的十位和个位，输出脉冲除用作自身清零外，同时还作为“分”计数器的输入信号。

分计数器电路与秒计数器相同。

b.二十四进制计数。

下图所示为二十四进制小时计数器，是用两片74LS161组成的。

3.译码和显示电路

计数器实现了对时间的累计以8421BCD码形式输出，选用显示译码电路将计数器的输出数码转换为数码显示器件所需要的输出逻辑和一定的电流，选用74LS247作为显示译码电路，选用LED七段数码管作为显示单元电路。

5.报时电路

BS_1为秒循环一个周期像分进位时，BS_2为分循环一个周期像时进位时。

六、总结

（一）遇到的问题及解决

在连接六十进制的进位及二十四进制的接法中,要求熟悉逻辑电路及其芯片各引脚的功能,那么在电路出错时便能准确地找出错误所在并及时纠正了.

（二）设计体会

通过这次对数字钟的设计与制作，让我了解了设计电路的程序，也让我了解了关于数字钟的原理与设计理念，加强了我们动手、思考和解决问题的能力。

认识来源于实践，实践是认识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准。

对我们而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。

挫折是一份财富，经历是一份拥有。

通过这次课程设计，我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，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运用能力和独立思考的能力。

在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，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，终于迎刃而解。

同时，在老师的身上我们也学到很多实用的知识，在此表示感谢！

同时，对给过我帮助的所有老师和同学表示衷心的感谢！