数字逻辑课程设计 数字电子钟

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数电课程设计--数字钟的设计与制作

数电课程设计--数字钟的设计与制作

综述………………………………………………………………………1
1、方案设计与选择……………………………………………………1
2、原理设计和功能描述………………………………………………2
2.1数字计时器的设计思想……………………………………………2
2.3单元电路的设计……………………………………………………3
(二)具体要求:
1.画出总体设计框图,以说明数字钟由哪些相对独立的功能模块组成,标出各个模块之间互相联系,时钟信号传输路径、方向和频率变化。并以文字对原理作辅助说明。
2.设计各个功能模块的电路图,加上原理说明。
3.选择合适的元器件,设计、选择合适的输入信号和输出方式,在确保电路正确性同时,输入信号和输出方式要便于电路的测试和故障排除。在线路板上接线验证、调试各个功能模块的电路。
2.3.1振荡器电路………………………………………………………3
2.3.2时间计数器电路…………………………………………………3
2.3.3数码管……………………………………………………………4
2.3.4校时控制电路……………………………………………………4
2.3.5数字电子钟原理效果图…………………………………………5
时分秒计数器的选择。时分秒计数器的选择同样有多种,74LS160和74LS161, 74LS190和74LS191等等都可以,考虑到其简单易用和作为课本上重点内容在此我们选择的是
2.导线/电阻/电容/石英晶体等
四.设计流程:
1.布置任务及查资料。
2.初步确定设计方案并进行必要计算,画出总体设计框图。
3.标出各个模块之间互相联系,时钟信号传输路径等,画出总体原理图,芯片连接总图。
4.数字系统的制作与调试后,功能验证。

数字逻辑电路设计课程设计之数字电子钟

数字逻辑电路设计课程设计之数字电子钟

课程名称:数字电路逻辑设计课程设计设计项目:数字电子钟学生姓名:同组人:高爽一.设计目的1.掌握组合逻辑电路、时序逻辑电路及数字逻辑电路系统的设计、安装、测试方法;2.进一步巩固所学的理论知识,提高运用所学知识分析和解决实际问题的能力;3.提高电路布局﹑布线及检查和排除故障的能力;4.培养书写综合实验报告的能力。

二 . 设计要求1.设计一个具有时、分、秒显示的电子钟(23小时59分59秒);2.应该具有手动校时校分的功能;3.应该具有整点报时功能:从59分51秒起(含59分51秒),每隔2秒发出一次蜂鸣,连续5次;4.使用中小规模集成电路组成电子钟,并在实验箱上进行组装、调试;5.画出框图和逻辑电路图,写出设计、实验总结报告。

三 . 设计原理1.数字电子钟基本原理数字电子钟的逻辑框图如下图所示。

它由555集成芯片构成的振荡电路、分频器、计数器、显示器和校时电路组成。

555集成芯片构成的振荡电路产生的信号经过分频器作为秒脉冲,秒脉冲送入计数器,计数结果通过“时”、“分”、“秒”译码器显示时间。

2.数字电子钟单元电路设计时钟脉冲已经由实验箱提供,实验箱提供的是秒脉冲;显示电路已经由实验箱提供。

(1)计数器电路A.秒个位计数器,分个位计数器,时个位计数器均是十进制计数器;B.秒十位计数器,分十位计数器均是六进制计数器;C.时十位计数器为二进制计数器因此,选择74LS90可以实现二-五-十进制异步计数器芯片实现上述计数功能。

时位计数器分位计数器秒位计数器(2)手动校时电路当数字钟走时出现误差时,需要校正时间。

校时电路实现对“时”“分”“秒”的校准。

在电路中设有正常计时和校对位置。

本实验实现“时”“分”的校对。

对校时的要求是:在小时校正时不影响分和秒的正常计数;在分钟校正时不影响秒和小时的正常计数。

手动校时电路图(3)整点报时电路整点报时功能:即从59分51秒起(含59分51秒),每隔2秒发出一次蜂鸣,连续5次。

数字电子钟的课程设计

数字电子钟的课程设计

数字电子钟的课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解数字电子时钟的基本原理,掌握计时器的基础知识。

2. 学生能描述数字电子时钟的组成部分,包括时钟电路、计数器、显示装置等。

3. 学生能解释数字电子时钟中二进制数与十进制数之间的转换关系。

技能目标:1. 学生能够运用所学知识,设计简单的数字电子时钟电路。

2. 学生能够通过实验操作,完成数字电子时钟的组装和调试。

3. 学生能够利用计数器等电子元件解决实际问题,培养动手操作能力和团队协作能力。

情感态度价值观目标:1. 学生在课程学习中,培养对电子技术的兴趣,激发创新精神。

2. 学生通过实践操作,体会团队合作的重要性,增强沟通与协作能力。

3. 学生能够认识到科技发展对社会生活的积极影响,提高社会责任感和使命感。

分析课程性质、学生特点和教学要求,本课程目标注重理论与实践相结合,以培养学生的动手操作能力和创新能力为核心。

课程目标具体、可衡量,便于后续教学设计和评估。

通过本课程的学习,学生能够掌握数字电子时钟的基本原理和组装技巧,提高解决实际问题的能力。

同时,注重培养学生对科技的兴趣和情感态度,为学生的全面发展奠定基础。

二、教学内容1. 数字电子时钟的基本原理- 时钟电路的工作原理- 计数器的作用与分类- 显示装置的原理与种类2. 数字电子时钟的组成与功能- 时钟芯片:时钟振荡器、分频器等- 计数器:二进制计数器、十进制计数器等- 显示装置:LED数码管、LCD液晶显示屏等3. 数字电子时钟的制作与调试- 电路图的绘制与解读- 元器件的选择与安装- 电路的调试与故障排除4. 二进制与十进制数的转换- 二进制数与十进制数的对应关系- 转换方法:除2取余法、位权展开法等5. 实践操作与团队协作- 分组合作,设计并组装数字电子时钟- 交流展示,分享制作过程中的经验与问题- 评价与反馈,提高制作质量与团队协作能力教学内容依据课程目标制定,注重科学性和系统性。

教学大纲明确,按照以下进度安排:第一课时:数字电子时钟的基本原理第二课时:数字电子时钟的组成与功能第三课时:二进制与十进制数的转换第四课时:数字电子时钟的制作与调试(实践操作)第五课时:实践操作与团队协作(交流展示、评价与反馈)教学内容与课本紧密关联,确保学生能够掌握课程知识,培养实际操作能力。

北邮数字逻辑课程设计实验报告(电子钟显示)

北邮数字逻辑课程设计实验报告(电子钟显示)

实验四:电子钟显示一、实验目的(1)掌握较复杂的逻辑设计和调试。

(2)学习用原理图+VHDL语言设计逻辑电路。

(3)学习数字电路模块层次设计。

(4)掌握ispLEVER 软件的使用方法。

(5)掌握ISP 器件的使用。

二、实验所用器件和设备在系统可编程逻辑器件ISP1032 一片示波器一台万用表或逻辑笔一只TEC-5实验系统,或TDS-2B 数字电路实验系统一台三、实验内容数字显示电子钟1、任务要求(1)、时钟的“时”要求用两位显示;上、下午用发光管作为标志;(2)、时钟的“分”、“秒”要求各用两位显示;(3)、整个系统要有校时部分(可以手动,也可以自动),校时时不能产生进位;(4)*、系统要有闹钟部分,声音要响5秒(可以是一声一声的响,也可以连续响)。

VHDL源代码:LIBRARY ieee;USE ieee.std_logic_1164.all;USE ieee.std_logic_unsigned.all;----主体部分-ENTITY clock isport(clk,clr,put,clk1 : in std_logic; -- clr 为清零信号,put 为置数脉冲,clk1 为响铃控制时钟choice : in std_logic; --用来选择时钟状态的脉冲信号lighthour : out std_logic_vector(10 downto 0);lightmin : out std_logic_vector(7 downto 0);lightsec : out std_logic_vector(7 downto 0); --输出显示ring : out std_logic); --响铃信号end clock;--60进制计数器模块ARCHITECTURE func of clock iscomponent counter_60port(clock : in std_logic;clk_1s : in std_logic;putust : in std_logic;clr : in std_logic;load : in std_logic;s1 : out std_logic_vector(3 downto 0);s10 : out std_logic_vector(3 downto 0);co : out std_logic);end component;--24进制计数器模块component counter_24port(clock : in std_logic;clk_1s : in std_logic;putust : in std_logic;clr : in std_logic;load : in std_logic;s1 : out std_logic_vector(3 downto 0);s10 : out std_logic_vector(6 downto 0));end component;signal sec,a:std_logic; --- 2 分频产生1s信号signal l1,l2,l3:std_logic; ---判定对时间三部分修改signal c1,c2:std_logic; ---进位信号signal load:std_logic_vector(1 downto 0);signal temp:integer range 0 to 2499;signal temp1:integer range 0 to 95; --计数信号signal sec_temp:std_logic_vector(7 downto 0);--总进程beginu1 : counter_60 port map (sec,sec,put,clr,l1,sec_temp(3 downto 0),sec_temp(7 downto 4),c1); u2 : counter_60 port map (c1,sec,put,clr,l2,lightmin(3 downto 0),lightmin(7 downto 4),c2);u3 : counter_24 port map (c2,sec,put,clr,l3,lighthour(3 downto 0),lighthour(10 downto 4)); lightsec(7 downto 0)<=sec_temp(7 downto 0);--状态转换process (choice)beginif (choice'event and choice='1') thencase load iswhen "00" => l1<='0'; --非修改状态l2<='0';l3<='0';load<="01";when "01" => l1<='0'; --此状态下对小时进行修改l2<='0';l3<='1';load<="10";when "10" => l1<='0'; --此状态下对分钟进行修改l2<='1';l3<='0';load<="11";when others => l1<='1'; --此状态下对秒进行修改l2<='0';l3<='0';load<="00";end case;end if;end process;--计数进程process(clk)beginif (clk'event and clk='1') then --分频if (temp=2499) thentemp <= 0;sec<=not sec;elsetemp <= temp+1;end if;end if;end process;--响铃进程process(clk1)beginif(clk1'event and clk1='1') thenif (temp1=95) thentemp1<=0;a<=not a;elsetemp1<=temp1+1;end if;end if;end process;ring<=a when (c2='1' and sec_temp<5 and sec='1') else --5s整点响铃'0';end func;library IEEE;use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;entity counter_60 isport (clock : in std_logic; --计数信号,即低位的进位信号或时钟脉冲信号clk_1s : in std_logic; --周期1s 的时钟信号putust : in std_logic; --调表置数信号clr : in std_logic; --清零load : in std_logic; --判定信号s1 : out std_logic_vector(3 downto 0); --计数器的个位s10 : out std_logic_vector(3 downto 0); --计数器的十位co : out std_logic );end counter_60;if(load=1 ) --防止脉冲产生进位co_ temp<=’0’;architecture func of counter_60 issignal s1_temp: std_logic_vector(3 downto 0);signal s10_temp : std_logic_vector(3 downto 0);signal clk,co_temp : std_logic;beginclk<=clock when load='0' elseputust;process (clk,clr)beginif (clr='1') thens1_temp <= "0000";s10_temp <= "0000";elsif (clk'event and clk='1')then --进位判断if (s1_temp=9) thens1_temp <= "0000";if (s10_temp=5) thens10_temp <= "0000";co_temp<='1';elseco_temp<='0';s10_temp <= s10_temp+1;end if;elseco_temp<='0';s1_temp <= s1_temp+1;end if;end process;s1 <= s1_temp when (clk_1s='1'or load='0') else"1111";s10 <= s10_temp when (clk_1s='1' or load='0') else"1111";co <= co_temp when (load='0') else'0';end func;library IEEE;use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;--24进制计数器entity counter_24 isport(clock : in std_logic; --计数信号clk_1s : in std_logic; --周期1s 的时钟信号putust : in std_logic;clr : in std_logic; --清零信号load : in std_logic; --判定信号s1 : out std_logic_vector(3 downto 0); --计数器的个位s10 : out std_logic_vector(6 downto 0)); --计数器的十位end counter_24;architecture func of counter_24 issignal s1_temp : std_logic_vector(3 downto 0);signal s10_temp : std_logic_vector(1 downto 0);signal clk : std_logic;beginclk<=clock when load='0' elseprocess (clk,clr)beginif (clr='1') thens1_temp <= "0000";s10_temp <= "00";elsif (clk'event and clk='1') thenif (s1_temp=3 and s10_temp=2) then s1_temp <= "0000";s10_temp <= "00";elsif (s1_temp=9) thens1_temp<="0000";s10_temp<=s10_temp+1;elses1_temp <= s1_temp+1;end if;end if;end process;--显示进程process(s10_temp)beginif (clk_1s='1' or load='0') thencase s10_temp iswhen "00" => s10<="1111110";when "01" => s10<="0110000";when "10" => s10<="1101101";when others => null;end case;elses10<="0000000";end if;end process;s1 <= s1_temp when (clk_1s='1' or load='0') else"1111";end func;四、实验小结:注意当时钟处于被修改状态时,即对时、分、秒的值进行修改时,不应产生进位,产生很多莫名其妙的错误,如修改后有进位(分钟为00)时,或者自行到整点响铃后,再次给脉冲会进位的情况。

课程设计 数字电子钟

课程设计  数字电子钟

①校时单元电路
Y A C AB
②校时电路
Y AC AB AC AB
③整体校时电路
R要有具体数值
校时S接A否则断开
课程设计说明书的格式: 封页(课程名称、设计题目、专业班级、 学生姓名、指导教师) 目录:①设计原理(或要求) (包括:如何显示、显 示几位、如何校时等。)、②介绍优点(计时准确,误 差小等)特点(有报时等)主要技术参数(电源电压、 ±误差);③电路的流程方框图(有几部分电路构成) ④工作原理及元件选择的过程(各部分电路的原理叙 述);⑤元件明细表(包括芯片参数、型号、个数、 电阻、电容等); ⑥实验器材、⑦调试过程、⑧收获 与体会。 画出整体的连接图(不允许打印) 课程设计报告需各班统一从网上下载打印然后装订。
需注意:校秒时,分不能进位;校分时, 时不能进位,需用两个开关控制时个位、分个位、 秒个位的EP、ET端。
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EP、ET
EP、ET
EP、ET
(时个位)(分个位) (秒个位) 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1
Q 1Q 0 Q2 0 1
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XXX/X XXX/X
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数字逻辑电路课程设计__数字钟1

数字逻辑电路课程设计__数字钟1

数字逻辑课程设计姓名:学号:班级:计102指导老师:2012-05-20数字钟简要说明数字钟是由振荡器、分频器、计秒电路、计分电路、计时电路组成。

计时有24h和12h两种。

当接通电源或数字钟走时出现误差,都需要对数字钟作手动时分秒时间校正。

一。

任务与要求设计任务:设计一个具有整点报时功能的数字钟要求:1、设计一个有“时”、“分”、“秒”(11小时59分59秒)显示且有校时功能的数字钟。

2、有校时功能,可以分别对时及分进行单独校时,使其校正到标准时间。

3、计时过程具有整点报时功能,当时间到达整点前10秒进行报时。

4、用中小规模集成电路组成数字钟,并在实验箱上进行组装、调试。

5、画出框图和逻辑电路图。

功能:1、计时功能:要求准确计时,以数字形式显示时、分、秒的时间。

小时的计时要求为“12翻1”。

2、校时功能:当数字钟接通电源或者计时出现误差时,需要校正时间(简称校时)。

校时是数字钟应具备的基本功能,一般电子手表都具有时、分、秒等校时功能。

为使电路简单,这里只进行分和小时的校时。

对校时电路的要求是:在小时校正时不影响分和秒的正常计数;在分校正时不影响秒和小时的正常计数。

校时方式有“快校时”和“慢校时”两种。

“快校时”是通过开关控制,使计数器对1Hz 的校时脉冲计数 。

“慢校时”是用手动产生单脉冲作校时脉冲。

3、仿广播电台整点报时:每当数字钟计时快要到整点时发出声响;通常按照4低音1高音的顺序发出间断声响;以最后一声高音结束的时刻为整点时刻。

二、设计方案 电路组成框图:图1 数字钟电路组成框图数字钟电路是一个典型的数字电路系统,其由时、分、秒计数器以及校时和显示电路组成。

其主要功能为计时、校时和报时。

利用60进制和12进制递增计数器子电路构成数字钟系统,由2个60进制同步递增计数器完成秒、分计数,由12进制同步递增计数器完成小时计数。

秒、分、时之间采用同步级联的方式。

开关S1和S2分别是控制分和时的校时。

数字逻辑课程设计实验报告多功能数字钟

数字逻辑课程设计实验报告多功能数字钟

数字逻辑课程设计实验报告——多功能数字钟学院:计算机科学技术与通信工程学院班级:0501姓名:白璐学号:30506030182007年1月24 日多功能数字钟课程设计实验报告一.实验目的:1.学会应用数字系统设计方法进行电路设计;2.进一步提高MAX+plus II 10.0 BASELINE软件的开发应用能力;3.培养学生书写综合实验报告的能力。

二.实验要求:1.根据实验任务,选择最佳设计方案,综合运用MAX+plus II 10.0 BASELINE软件的各种设计方法设计出层次分明、结构清楚、电路优化、VHDL语言描述简洁的完整设计文件。

通过仿真直至下载来验证设计的正确性。

三.实验任务及要求1.能进行正常的时、分、秒计时功能(1)用M6M5做24小时计数器的显示器;(2)用M4M3做60分钟计数器的显示器;(3)用M2M1做60秒钟计数器的显示器。

2.能利用实验系统上的按键实现“校时”、“校分”功能(1)按下“SA”键时,计时器迅速递增,并按24小时循环,计满23小时后再回00;(2)按下“SB”键时,计时器迅速递增,并按60分钟循环,计满59分钟后再回00;但不向高位进位。

(3)按下“SC”键后,秒清零。

要求按下“SA”和“SB”均不会产生数字跳变(“SA”、“SB”按键是有抖动的,必须地“SA”、“SB”进行消抖处理, 消抖电路用D触发器构成。

原理:一个触发器CP(64HZ)内,屏蔽所有的抖动脉冲)。

(4)计时(24进制计数器),计分(60进制计数器)、计秒(60进制计数器)模块可由10进制计数器连接构成,也可用VHDL语言完成(可以参考教材P341,例8.2.1 多功能电子钟的设计)。

10进制计数器需自己设计(用VHDL语言,与所做实验74160计数器相同),不能调用系统库。

(5)其他如分频电路、提供报时控制信号、闹时电路等模块用VHDL语言实现。

3.能利用实验板上的扬声器作整点报时(1)当计时到达59’50”、51”、52”、53”、54”、55”、56”、57”、58”、59”鸣叫,鸣叫声频可定为500HZ;(2)到达00分00秒时为最后一声整点报时。

数字逻辑课程设计报告 电子钟

数字逻辑课程设计报告 电子钟

数字逻辑课程设计报告电子钟数字逻辑课程设计报告-电子钟数字逻辑电路―课程设计报告数字逻辑课程设计报告-----多功能数字钟的同时实现一.设计目的:1.学会应用领域数字系统设计方法展开电路设计。

2.进一步提高maxplusii软件开发应用领域能力。

3.培育学生综合实验能力。

二.实验仪器与器材:1、开发软件maxplusii软件2、微机3、isp实验板se_3型isp数字实验开发系统4、打印机三.实验任务及建议设计一个多功能数字钟:1.能进行正常的时、分、秒计时功能。

1)用m6m5展开24十进制小时的表明;2)用m4m3展开60十进制分的表明;3)用m2m1进行60进制秒的显示。

2.利用按键实现“校时”、“校分”和“秒清单”功能。

1)按下sa键时,计时器快速递减,按24小时循环,并且计满23时返回00。

2)按下sb键时,计时器迅速递增,按60小时循环,并且计满59时回到00,但不向时进位。

3)按下sc,秒清零。

建议按下“sa”或“sb”均不能产生数字LBP(“sa”、“sb”按键就是存有晃动的,必须对“sa”“sb”展开窭晃动处置。

)3.能够利用实验板上的扬声器并作整点报时功能。

1)当计时到达59分50秒时开始报时,在59分50、52、54、56、58秒鸣叫,鸣叫声频为500hz。

2)抵达59分后60秒时为最后一声整点报时。

整点报时的频率为1kz。

4.能够惹出时1)闹时的最小时间间隙为10分钟。

2)惹出时长度为1分钟。

3)惹出时声响就是单频的。

5.用maxplusii软件设计符合以上功能要求的多功能数字钟,并用层次化设计方法设计该电路。

1)通过语言同时实现各模块的功能,然后再图画出高电路的顶层图。

2)消抖电路可以通过设计一个d触发器来实现,sa、sb、sc等为包含抖动的诸如信号,而电路的输出则是一个边沿整齐的输出信号。

3)其他的计时功能、表明功能、多路挑选功能、分频功能、报时功能和惹出时等功能模块都用vhdl语言实现。

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课程设计(综合实验)报告题目:第四个实验数字电子钟院系:计算机科学系班级:计算计科学与技术1班学号:学生姓名:队员姓名:指导教师:《数字逻辑》综合实验任务书一、目的与要求1 目的1.1综合实验是教学中必不可少的重要环节,通过综合实验巩固、深化和扩展学生的理论知识与初步的专业技能,提高综合运用知识的能力,逐步增强实际工程训练。

1.2注重培养学生正确的设计思想,掌握综合实验的主要内容、步骤和方法。

1.3培养学生获取信息和综合处理信息的能力、文字和语言表达能力以及协作工作能力。

1.4提高学生运用所学的理论知识和技能解决实际问题的能及其基本工程素质。

2.要求2.1 能够根据设计任务和指标要求,综合运用电子技术课程中所学到的理论知识与实践技能独立完成一个设计课题。

2.2根据课题需要选择参考书籍,查阅手册、图表等有关文献资料。

要求通过独立思考、深入钻研综合实验中所遇到的问题,培养自己分析、解决问题的能力。

2.3进一步熟悉常用电子器件的类型和特性,掌握合理选用的原则。

2.4学会电子电路的安装与调试技能,掌握常用仪器设备的正确使用方法。

利用“观察、判断、实验、再判断”的基本方法,解决实验中出现的问题。

2.5学会撰写综合实验总结报告。

2.6通过综合实验,逐步形成严肃认真、一丝不苟、实事求是的工作作风和科学态度,培养学生树立一定的生产观点、经济观点和全局观点。

要求学生在设计过程中,坚持勤俭节约的原则,从现有条件出发,力争少损坏元件。

2.7在综合实验过程中,要做到爱护公物、遵守纪律、团结协作、注意安全。

二、主要内容数字电子钟设计一台能显示时﹑分、秒的数字电子钟,要求如下:1)秒﹑分为00—59六十进制计数器,时为00—23二十四进制计数器;2)可手动校正:可分别对秒﹑分﹑时进行手动脉冲输入调整或连续脉冲输入校正,(校正时不能输出进位)。

元器件选择74LS162:4块与非门74LS00:2块共阳数码管LED 74LS161:2块GAL16V8:2块晶体振荡器:1MHZ GAL20V8:1块TDS-4实验箱导线若干所需要器件的图片如下1同步十进制计数器74LS162 3输入正与非门74LS002异步十六进制计数器 74LS161 4 GAL20V8一、 设计(实验)正文数字钟实际上是一个对标准频率(1HZ )进行计数的计数电路。

由于计数的起始时间不可能与标准时间(如北京时间)一致,故需要在电路上加一个校时电路,同时标准的1HZ 时间信号必须做到准确稳定。

通常使用石英晶体振荡器电路构成数字钟。

晶体振荡器电路给数字钟提供一个频率稳定准确的1MHZ 即2^20HZ 的方波信号,可保证数字钟的走时准确及稳定。

不管是指针式的电子钟还是数字显示的电子钟都使用了晶体振荡器电路。

分频器电路将1MHZ 的高频方波信号经2^20次分频后得到差不多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。

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1A 1B 1Y 2A 2B 2Y GNDV CC 4B 4A 4Y 3B 3A 3Y1 2 3 4 5 6 714 13 12 11 10 9 8BA Y ⋅=YClear ClockA B C D Enable P GNDV CC Carry QA QB QC QDEnable T Load1 2 3 4 5 6 7 816 15 14 13 12 11 10 9据设计要求,时个位和时十位计数器为24进制计数器。

1;系统原理框图如下一、设计框图系统原理框图说明2.1 时、分、秒计时器计时器为一个24进制计数器,分、秒计时器均为60进制计数器。

当秒计时器接受到一个秒脉冲时,秒计数器开始从1计数到60,此时秒显示器将显示00、01、02、...、59、00;每当秒计数器数到00时,就会产生一个脉冲输出送至分计时器,此时分计数器数值在原有基础上加1,其显示器将显示00、01、02、...、59、00;每当分计数器数到00时,就会产生一个脉冲输出送至时计时器,此时时计数器数值在原有基础上加1,其显示器将显示00、01、02、...、23、00。

即当数字钟运行到23点59分59秒时,当秒计时器在接受一个秒脉冲,数字钟将自动显示00点00分00秒。

2.2 校时电路当开关拨至校时档时,电子钟暂停工作,通过时、分校时开关分别对时、分进行校对,开关每按两次,与开关对应的时或分计数器加1,当调至需要的时与分时,开启运行开关,电子钟从设置的时间开始往后计时。

2.3 秒信号产生电路晶体振荡器电路给数字钟提供一个频率稳定准确的1MHZ的方波信号,可保证数字钟的走时准确及稳定。

不管是指针式的电子钟还是数字显示的电子钟都使用了晶体振荡器电路。

分频器电路将1MHZ的高频方波信号经2^20次分频后得到差不多1Hz的方波信号供秒计数器进行计数。

2.4 电路的基本接法如下图依次是时,分,秒三、各部分功能及其具体实现方案3.1.主体电路部分(1)时、分、秒计时器3.11二十四进制计数器简要原理说明:24进制计数器是由两个10进制计数器74LS162器件还有GAL20V8元件级联构成,然后利用同步预置的方法实现。

二十四进制采用了同步预置的作用,所以若是时间控制为0 到23,则23所存在的时间不够一个周期,若反馈的数定为24.这样24与0共占用一个周期的时间。

当达到24即00100100是,恰好有与非电路实现清零。

24进制的连接图(上图)3.12六十进制计数器简单原理说明:60进制计数器是由一个10进制计数器:74LS162还有一个10进制:74LS161级联构成,然后利用个位同步清零,十位异步清零的方法实现。

如图所示,14到11是高位的,组成100进制后,当高位为0101.即5时,低位开始进行计数。

从0000一直到1001,此时11 为1,则经过非门后为0,也就是说在这个过程中经历了一个下降沿,这使得高位有效,即高位可以继续增加了,但11和13经过与门回到直接置数端,这样置数有效,因为接入点均接地,即为输入均为0,又开始计时了。

这样就实现了00到59的变化,因为是同步置数,所以不会出现60。

对于两种电路的设计,既运用到了同步置数,又利用了异步清零,两者协调好了,就可以灵活的工作了。

60进制的连接图(上图)(分与秒都是一样)分频器是由三个GAL 16V8级连接而成五调试电路具体调试步骤与方法:(1)用示波器检测石英晶振的输出信号波形和频率,输出频率应为0.1MHZ,(2)将0.1MHZ信号送入分频器,用示波器检查各级分频器的输出频率是否符合要求,(3)将1HZ秒脉冲分别送入时分秒计数器,检查各组计数器的工作情况,(4)观察校时电路功能是否满足要求,(5)当分频器和计数器调试工作正常后,观察电子钟是否正确,正常地工作。

2 校时电源电路当重新接通电源或走时出现误差时都需要对时间进行校正。

通常,校正时间的方法是:首先截断正常的计数通路,然后再进行人工触发计数或将频率较高的方波信号加到需要校正的计数单元的输入端,校正好后,再转入正常计时状态即可。

根据要求,数字钟应具有分校正和时校正功能,因此,应截断分个位和时个位的直接计数通路,并采用正常计时信号与校正信号可以随时切换的电路接入其中。

校正好后再将单刀双掷开关切换到正常的计时档位,校时结束。

简要原理说明:这个电路连接部分也实现了以上分,秒,时计数电路的连接。

在59分或者59秒时,即01011001,里面一共有4个1.分别输入与门的四个输入端,也就是说,只有59时,与门的输出才为1,当单击空格键时,电路导通,经过一个非门与时电路连接,这样就顺利的在下降沿实现增长。

所以经过一个59秒时,分钟增加一分钟,经过一个59分时,小时增加一小时。

这样一个基本的数字电子钟就完成了。

四课程设计总结(心得体会)通过这次数字电子钟的课程设计,我们才把学到的东西与实践相结合。

从中对我们学的知识有了更进一步的理解。

这是一次综合性很强的实验,从最初的模型规划,到具体功能的实现,再到电路的连接,直至最后的电路调试,每一个环节都让我加深了对实际问题的思考,同时也让我动手能力有了很大的提高。

在此次的数字钟设计过程中,更进一步地熟悉了芯片的结构及掌握了各芯片的工作原理和其具体的使用方法。

也锻炼了自己独立思考问题的能力和通过查看相关资料来解决问题的习惯。

虽然这只是一次简单的课程设计,但通过这次课程设计我们了解了课程设计的一般步骤,和设计中应注意的问题。

设计本身并不是有很重要的意义,而是同学们对待问题时的态度,团队精神和处理事情的能力。

至于设计的成绩无须看的太过于重要,而是设计的过程,设计的思想和设计电路中的每一个环节,电路中各个部分的功能是如何实现的。

各个芯片能够完成什么样的功能,使用芯片时应该注意那些要点。

同一个电路可以用那些芯片实现,各个芯片实现同一个功能的区别。

首先,本次实验均能按照实验设计要求的各项功能完成,包括秒脉冲电路,时钟显示,校时电路。

完成的电路可以做到显示24进制小时,六十进制分钟和六十进制秒钟。

并能够在时间显示不准确的时候进行校时。

其次,在设计过程当中,在选择芯片上面,我们同组的人会产生一些分歧,比如在选择六十进制和十进制的计数器中,我们选择了用74SL162,而他们则选择74SL161,尽管有些不同但经过大家的调试均可以实现其应要的功能。

在这个过程中,我更深刻地体会从分立元件到中小规模集成电路再到大规模集成电路的组成过程。

同时也更加深入地了解了TDS-4实验箱的更多的功能。

更重要的是在此过程中,我学会了独立思考,遇到问题一步一步去研究与解决解决,对于电路出现的问题不急于拆线,而是一部分一部分地对其应有的功能进行调试,对问题进行各个击破。

总而言之,这次实验让我觉得受益匪浅。

实验所解决的问题与生活紧密相连,从而将平时学书本上的理论与实践很好地结合起来,最终当做出成品时,有很大的成就感。

参考文献数字逻辑(第五版立体化教材)实验一基本逻辑门电路实验实验三触发器。

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