数字钟电路设计与制作实验报告
数字钟实验报告_4

华中科技大学《电子线路设计、测试与实验》实验报告实验名称: 多功能数字钟设计院(系): 自动化学院专业班级:实验成绩:****: ***2014 年6 月11 日一、实验目的1.掌握可编程逻辑器件的应用开发技术, 设计输入、编译、仿真和器件编程;2.熟悉EDA软件使用;3.掌握Verilog HDL设计方法;4.分模块、分层次数字系统设计二、实验器材QUARTUS II软件PC DEO实验板三、实验要求1.能显示小时、分钟、秒钟(小时以24进制,时、分用显示器, 秒用LED)2.能调整小时、分钟的时间3.复位四、实验原理五、程序设计过程数字钟由2个60进制计数器和1个24进制计数器和4个译码器共7个模块构成,3个计数器公用一个时钟信号CP。
2个选择器分别用于选择分计数器和时计数器的使能控制信号,对时间进行校正时,在控制器的作用下,使能信号接高电平,此时每来一个时钟信号,计数器加一计数,从而实现对小时和分钟的校正.正常计时时,使能信号来自低位计数器的输出,即秒计数器达到59秒时,产生输出信号使分计数器加1,分秒计数器同时计到最大值时即59分59秒时,产生输出信号使小时计数器加一。
1.顶层模块:module clock (led0, led1, led2, led3, led_sec, _50mhzin, adjminkey, adjhrkey, ncr, h12, hour12);input _50mhzin;input adjminkey, adjhrkey;input h12;input ncr;output [6:0]led0, led1, led2, led3;wire [7:0] led_a, led_b;wire _1hz, _1khz, _5hz;wire [7:0] hour, minute, second, set_hr, set_min;output hour12;wire h12;output [7:0]led_sec;assign hour12 = h12;divided_frequency u0(_1hz,ncr,_50mhzin);top_clock u1(hour, minute, second, _1hz, ncr, adjminkey, adjhrkey, _50mhzin);display u2(_50mhzin, _5hz, ncr, led_a, led_b, led_sec, hour, minute, second,h12);SEG7_LUT u3(led_a[7:4], led3);SEG7_LUT u4(led_a[3:0], led2);SEG7_LUT u5(led_b[7:4], led1);SEG7_LUT u6(led_b[3:0], led0);endmodule2.分频模块:module divided_frequency(_1hzout,ncr,_50mhzin);input _50mhzin, ncr;output _1hzout;supply1 vdd;wire[11:0] q;wire _1khzin;wire en1, en2;divfreq50M_1Khz du00(_1khzin, ncr, _50mhzin);//先调用1khz分频counter10 du0(q[3:0], ncr, vdd, _1khzin);counter10 du1(q[7:4], ncr, en1, _1khzin);counter10 du2(q[11:8], ncr, en2, _1khzin);//再调用三个10计数器,将1khz分为1hzassign en1=(q[3:0] == 4'h9);assign en2=(q[7:4] == 4'h9) && (q[3:0] == 4'h9);assign _1hzout = q[11];assign _500hzout = q[0];endmodule3.时钟运行模块module top_clock(hour, minute, second, _1hz, ncr, adjminkey, adjhrkey, _50mhzin);input _1hz, _50mhzin, ncr, adjminkey, adjhrkey;output [7:0] hour, minute, second;wire [7:0] hour, minute, second;//时、分、秒每个用八位二进制表示两位BCD 码supply1 vdd; //高电平, 是使能一直打开wire mincp, hrcp, _5hz;//_5hz用于快速校时divfreq50M_5hz ut0(_5hz, ncr, _50mhzin);counter60 ut1(second, ncr, vdd, _1hz);counter60 ut2(minute, ncr, vdd, ~mincp);//秒和分使用60进制counter24 ut3(hour[7:4], hour[3:0], ncr, vdd, ~hrcp);//时钟为24进制(默认)assign mincp = adjminkey ? _5hz : (second==8'h59);assign hrcp = adjhrkey? _5hz : ({minute,second}==16'h5959);//进位或校时使能控制endmodule4.显示模块:module display(_50mhz,_5hz,cr,led_a,led_b,led_sec,hour,minute,second,h12);input [7:0]hour,minute,second;//时分秒input _50mhz,cr,_5hz;output [7:0]led_a,led_b,led_sec;//数码管显示缓存input h12;//12,24小时制切换reg [7:0]led_a,led_b,led_sec;reg [2:0]mod;//模式变量always@(posedge _50mhz)beginled_b=minute;led_sec=second;//模式0,显示时分秒if(~h12)beginled_a=hour;led_b=minute;led_sec=second;endelsebegincase(hour)8'h13,8'h14,8'h15,8'h16,8'h17,8'h18,8'h19,8'h22,8'h23,8'h24:led_a=hour-8'h12;8'h20:led_a=8'h08;8'h21:led_a=8'h09;default:led_a=hour;endcaseend//12/24小时切换,24到12,相应BCD码减endendmodule5.数码管操作模块module SEG7_LUT (iDIG,oSEG);input [3:0] iDIG;output [6:0] oSEG;reg [6:0] oSEG;always @(iDIG)begincase(iDIG)4'h1: oSEG = 7'b1111001; // ---t----4'h2: oSEG = 7'b0100100; // | |4'h3: oSEG = 7'b0110000; // lt rt4'h4: oSEG = 7'b0011001; // | |4'h5: oSEG = 7'b0010010; // ---m----4'h6: oSEG = 7'b0000010; // | |4'h7: oSEG = 7'b1111000; // lb rb4'h8: oSEG = 7'b0000000; // | |4'h9: oSEG = 7'b0010000; // ---b----4'ha: oSEG = 7'b0001000;4'hb: oSEG = 7'b0000011;4'hc: oSEG = 7'b1000110;4'hd: oSEG = 7'b0100001;4'he: oSEG = 7'b0000110;4'hf: oSEG = 7'b0001110;4'h0: oSEG = 7'b1000000;endcaseendendmodule六、功能仿真1.六进制2.十进制3.六十进制(分了几张图截图)4.24进制5.异步清零仿真6.正常计时仿真秒计时●分计时●小时计时23:59:59秒返07 手动校小时和分钟仿真ADJHrKey 与AdjMinKey均为高电平有效,七、思考题1.什么是分层次的电路设计方法?叙述分层次设计电路的基本过程.答: 在电路设计中,可以将两个或者多个模块组合起来描述电路逻辑功能,通常称为分层次的电路设计.自顶而下和自底而上是两种常用的设计方法.在自顶而下的设计中,先定义顶层模块,然后再定义顶层模块中用到的子模块.而在自底而上的设计中,底层的各个子模块首先被确定下来,然后将这些子模块组合起来构成顶层模块.2.在用MAX+PLUS II 软件设计数字钟电路时,简述对60进制计数器进行仿真分析的大致过程.若仿真时栅格的大小(GRID SIZE)为0.5ms,设置CP信号时倍率(Multiplied By)为软件默认值1,那么仿真文件的时间至少需要多长才能完整反映计数过程?答: 至少要0.5ms * 60 = 30ms八、试验中遇到的问题与解决办法这次实验主要是Verilog代码的编写和仿真, 在波形的仿真过程中, 有许多操作并不清楚, 尤其是部分功能的波形仿真输出和如何手动调整时钟的波形仿真, 虽然最后有同学帮忙, 但是最后还是操作得很不熟练。
数字电子时钟实习报告

一、实习目的本次实习旨在通过设计和制作数字电子时钟,加深对数字电路基本原理、电子元器件性能及电路设计方法的理解。
通过实际操作,掌握数字电子钟的设计、制作、调试和故障排除等技能,提高动手能力和创新意识。
二、实习内容1. 数字电子钟电路设计(1)电路组成:数字电子钟主要由振荡器、分频器、计数器、译码显示、报时电路和校时电路等部分组成。
(2)电路设计:采用555定时器构成振荡器产生1Hz的脉冲信号,通过分频器得到1Hz的秒脉冲信号。
计数器采用异步十进制计数器74LS90,实现秒、分、时的计数。
译码显示采用共阳极LED数码管,显示当前时间。
报时电路由门电路和蜂鸣器构成,实现整点报时功能。
校时电路由按键和计数器构成,实现手动校时功能。
2. 元器件选型(1)振荡器:选用555定时器,其频率稳定,易于调整。
(2)分频器:选用CD4060,具有分频功能,可方便地实现秒、分、时的计数。
(3)计数器:选用74LS90,具有异步计数功能,可方便地实现秒、分、时的计数。
(4)译码显示:选用共阳极LED数码管,显示清晰,功耗低。
(5)报时电路:选用门电路和蜂鸣器,实现整点报时功能。
(6)校时电路:选用按键和计数器,实现手动校时功能。
3. 电路制作与调试(1)电路制作:根据电路原理图,焊接电路板,连接元器件。
(2)电路调试:首先检查电路连接是否正确,然后逐个模块进行调试。
调试过程中,注意观察数码管显示是否正常,报时是否准确,校时是否方便。
三、实习过程1. 设计电路原理图:根据数字电子钟的功能和性能要求,设计电路原理图。
2. 选择元器件:根据电路原理图,选择合适的元器件。
3. 制作电路板:根据电路原理图,制作电路板。
4. 焊接元器件:将元器件焊接在电路板上。
5. 电路调试:逐个模块进行调试,确保电路功能正常。
6. 故障排除:在调试过程中,若出现故障,分析原因,进行修复。
四、实习结果1. 成功设计并制作了数字电子钟,实现了秒、分、时的计数,整点报时和手动校时等功能。
数字钟电路实习报告

数字钟电路实习报告一、实习目的与要求本次实习旨在让学生了解和掌握数字钟电路的设计与实现原理,培养学生的实际动手能力和创新思维。
要求学生能够独立完成数字钟电路的设计、仿真和调试,并对数字钟电路的组成原理和功能有深入的理解。
二、实习内容与过程1. 数字钟电路的原理与设计数字钟电路是一种利用数字电路技术实现计时、显示时、分、秒的装置。
它主要由时钟发生器、分频器、计数器、译码器、显示器等组成。
(1)时钟发生器:本次实习选用32768Hz的晶振作为时钟发生器,产生稳定的时钟信号。
(2)分频器:采用CD4060分频器,将32768Hz的时钟信号分频得到2Hz的脉冲信号。
(3)计数器:使用74LS74(D触发器)对2Hz的脉冲信号进行2分频,得到1Hz 的脉冲信号。
再采用74HC161计数器对1Hz的脉冲信号进行计数。
(4)译码器:使用CD4511译码器将计数器的输出信号转换为驱动数码显示器的信号。
(5)显示器:采用七段数码显示器,显示时、分、秒的计时数字。
2. 数字钟电路的仿真与调试(1)利用Multisim 7软件搭建数字钟电路的仿真模型,对电路进行功能验证。
(2)通过调整电路中的参数,使数字钟电路在仿真环境中运行稳定。
(3)下载仿真电路图到实际电路中,进行硬件调试。
(4)观察实际运行效果,分析并解决可能出现的问题。
三、实习成果与总结通过本次实习,我成功设计并实现了数字钟电路,掌握了数字钟电路的原理、设计与调试方法。
在实习过程中,我学会了如何利用Multisim 7软件进行电路仿真,提高了实际动手能力。
数字钟电路的实际运行效果良好,时、分、秒显示准确,整点报时功能正常。
本次实习使我深入了解了数字电路的设计与实现过程,对我的专业学习产生了积极的推动作用。
四、参考文献[1] 数字电路设计实验报告,百度文库,2021-11-13[2] 分享一个数字电路课程设计报告,百度文库,2021-10-28[3] 数字电路课程设计报告,百度文库,2022-11-24。
电子线路测试实验报告 数字钟

电子线路测试实验报告实验名称:数字钟的设计与实现1.时钟功能:完成分钟/小时的正确计数并显示;由于数码管数目的限制,秒的显示用LED灯的闪烁做指示;2.时钟校时:当认为时钟不准确时,可以分别对分钟和小时位的值进行调整;观察23:59分翻零现象;1、时钟模块:功能说明:实现时钟,时间校时等功能方案说明:在本模块中50MHz的系统时钟clk分频产生一个1Hz,2Hz,1000Hz信号,分别用于记秒,LED闪烁,和片选。
时钟:利用count,smin0,smin1,shour0,shour1的计数来实现,具体情况见程序;2、校时模块:校时:当turn=1时,分别用BN1,BN2,BN3调整分钟的个位十位和小时位;下附代码:module suc(clr,a_to_g,cp,cs,turn,bn1,bn2,bn3,led0);input clr;input turn;input cp;input bn1;input bn2;input bn3;output a_to_g;output [3:0]cs;output led0;reg led0;reg [6:0]a_to_g;reg [5:0]s;reg [3:0]h1;reg [3:0]h2;reg [3:0]min1;reg [3:0]min2;reg [3:0]temp;reg [3:0]cs;reg [1:0]n;wire cp1hz;wire cp2hz;wire cp1000hz;initial n<=2'b00;initial min1<=4'b0000;initial min2<=4'b0000;initial h1<=4'b0000;initial h2<=4'b0000;initial cs<=4'b1111;initial led0<=0;cp clock(cp,cp1hz,cp2hz,cp1000hz);always@(posedge cp1000hz) beginn=n+1;cs=4'b1111;cs[n]=0;if(cs[0]==0)temp=min1;elseif(cs[1]==0)temp=min2;elseif(cs[2]==0)temp=h1;elseif(cs[3]==0)temp=h2;endalways@(posedge cp2hz)beginif(led0==1)led0<=0;if(led0==0)led0<=1;endalways@(posedge cp1hz or posedge clr) beginif(clr==1)beginmin1<=0;min2<=0;h1<=0;h2<=0;endelseif(turn==1)beginif(bn3==1)beginh1<=h1+1;if((h1==9)&&(h2==1||h2==0))beginh1<=0;h2<=h2+1;endelseif(h1==3&&h2==2)beginh1<=0;h2<=0;endendelseif(bn1==1)beginmin1<=min1+1;if(min1==9)min1<=0;endelseif(bn2==1)beginmin2<=min2+1;if(min2==5)min2<=0;endelsebegins<=s+1;if(s==59)begins<=0;min1<=min1+1;if(min1==9)beginmin1<=0;min2<=min2+1;if(min2==5)beginh1<=h1+1;min2<=0;if((h1==9)&&(h2==0||h2==1))beginh1<=0;h2<=h2+1;endelseif(h1==3&&h2==2)beginh1<=0;h2<=0;endendendendendendalways@(*)begincase(temp)0:a_to_g=7'b0000001;1:a_to_g=7'b1001111;2:a_to_g=7'b0010010;3:a_to_g=7'b0000110;4:a_to_g=7'b1001100;5:a_to_g=7'b0100100;6:a_to_g=7'b0100000;7:a_to_g=7'b0001111;8:a_to_g=7'b0000000;9:a_to_g=7'b0000100;default:a_to_g=7'b1111111;endcaseendendmodule以下为分频代码:module cp(in_50MHz,out_1Hz,out_2Hz,out_1000Hz);input in_50MHz;output out_1Hz;output out_2Hz;output out_1000Hz;reg out_1000Hz;reg out_2Hz;reg out_1Hz;reg [25:0]cnt1;reg [25:0]cnt2;reg [25:0]cnt3;always@(posedge in_50MHz)begincnt1 <= cnt1 + 1'B1;if(cnt1 < 26'd2*******)out_1Hz <=0;elsebeginif(cnt1 >= 26'd5*******)cnt1 <= 26'b0;else out_1Hz <=1;endendalways@(posedge in_50MHz)begincnt3 <= cnt3 + 1'B1;if(cnt3 < 26'd1*******)out_2Hz <=0;elsebeginif(cnt3 >= 26'd2*******)cnt3 <= 26'b0;else out_2Hz <=1;endendalways@(posedge in_50MHz)begincnt2 <= cnt2 + 1'B1;if(cnt2 < 26'd24999)out_1000Hz <= 0;elsebeginif(cnt2 >= 26'd50000)cnt2 <= 26'b0;else out_1000Hz <=1;endendendmodule以下为管脚分配:NET "a_to_g[0]" LOC = M12;NET "a_to_g[1]" LOC = L13;NET "a_to_g[2]" LOC = P12;NET "a_to_g[3]" LOC = N11;NET "a_to_g[4]" LOC = N14;NET "a_to_g[5]" LOC = H12;NET "a_to_g[6]" LOC = L14;NET "clr" LOC = P11;NET "cs[0]" LOC = F12;NET "cs[1]" LOC = J12;NET "cs[2]" LOC = M13;NET "cs[3]" LOC = K14;NET "cp" LOC = B8;NET "turn" LOC = L3;NET "led0" LOC = M5;NET "bn1" LOC = G12;NET "bn2" LOC = C11;NET "bn3" LOC = M4;以下为仿真:实验小结:通过本次实验,通过调错的过程,最大的体会是硬件和软件的不同。
数字钟 实验报告

数字钟实验报告数字钟实验报告1. 引言数字钟是一种以数字形式显示时间的装置,广泛应用于日常生活中。
本实验旨在通过搭建数字钟电路并进行实际测试,了解数字钟的工作原理和实现方式。
2. 实验材料和方法实验材料:电路板、电子元件(集成电路、电阻、电容等)、数字显示屏、电源、万用表等。
实验方法:按照电路图连接电子元件,将数字显示屏连接到电路板上,接通电源后进行测试。
3. 实验步骤3.1 搭建电路根据提供的电路图,将电子元件按照正确的连接方式搭建在电路板上。
确保连接的准确性和稳定性。
3.2 连接数字显示屏将数字显示屏连接到电路板上的指定位置,注意极性的正确性。
3.3 接通电源将电路板连接到电源上,确保电源的稳定输出。
3.4 进行测试打开电源,观察数字显示屏上的显示情况。
通过调整电路中的元件,如电容和电阻的数值,观察数字显示屏上的时间变化。
4. 实验结果在实验过程中,我们成功搭建了数字钟电路,并进行了多次测试。
通过调整电路中的元件数值,我们观察到数字显示屏上的时间变化。
数字钟准确地显示了当前的时间,并且实时更新。
5. 讨论与分析通过本次实验,我们了解到数字钟的工作原理是通过电路中的集成电路和元件来控制数字显示屏的显示。
数字钟的精确性和稳定性取决于电路的设计和元件的质量。
在实际应用中,数字钟通常会采用更加精确的时钟芯片来保证时间的准确性。
6. 实验总结本次实验通过搭建数字钟电路并进行测试,使我们更加深入地了解了数字钟的工作原理和实现方式。
通过调整电路中的元件,我们观察到数字显示屏上的时间变化,验证了数字钟的准确性和实时性。
在今后的学习和工作中,我们将更加注重电路设计和元件的选择,以提高数字钟的精确性和稳定性。
7. 参考文献[1] 电子技术基础教程,XXX,XXX出版社,2010年。
[2] 数字电路设计与实验,XXX,XXX出版社,2015年。
8. 致谢感谢实验室的老师和同学们对本次实验的支持和帮助。
他们的耐心指导和积极讨论使本次实验取得了圆满成功。
数字钟实验报告5篇范文

数字钟实验报告5篇范文第一篇:数字钟实验报告数字钟实验报告班级:电气信息i类112班实验时间:实验地点:指导老师:目录一、实验目的-----------------3二、实验任务及要求--------3三、实验设计内容-----------3(一)、设计原理及思路3(二)、数字钟电路的设计--------------------------4(1)电路组成---------4(2)方案分析---------10(3)元器件清单------11四、电路制版与焊接---------11五、电路调试------------------12六、实验总结及心得体会---13七、组员分工安排------------19一、实验目的:1.学习了解数码管,译码器,及一些中规模器件的逻辑功能和使用方法。
2.学习和掌握数字钟的设计方法及工作原理。
熟悉集成电路的引脚安排,掌握各芯片的逻辑功能及使用方法了解面包板结构及其接线方法。
3.了解pcb板的制作流程及提高自己的动手能力。
4.学习使用protel软件进行电子电路的原理图设计、印制电路板设计。
5.初步学习手工焊接的方法以及电路的调试等。
使学生在学完了《数字电路》课程的基本理论,基本知识后,能够综合运用所学理论知识、拓宽知识面,系统地进行电子电路的工程实践训练,学会检查电路的故障与排除故障的一般方法锻炼动手能力,培养工程师的基本技能,提高分析问题和解决问题的能力。
二、实验任务及要求1.设计一个二十四小时制的数字钟,时、分、秒分别由二十四进制、六十进制、六十进制计数器来完成计时功能。
2.能够准确校时,可以分别对时、分进行单独校时,使其到达标准时间。
3.能够准确计时,以数字形式显示时、分,发光二极管显示秒。
4.根据经济原则选择元器件及参数;5..小组进行电路焊接、调试、测试电路性能,撰写整理设计说明书。
三、实验设计内容1、设计原理及思路 3.1数字钟的构成数字钟一般由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器、较时电路、报时电路等部分组成,这些都是数字电路中应用最广的基本电路3.2原理分析数字钟实际上是一个对标准频率(1hz)进行计数的计数电路。
多功能数字钟电路设计实验报告

多功能数字钟电路设计实验报告实验目的:设计一个多功能数字钟电路,能够显示当前时间,并具备闹钟、秒表和计时等功能。
实验原理:1. 数码管显示:使用4位共阴极数码管进行显示,采用BCD码方式输入。
2. 按键输入:使用按键进行时间的调节和选择功能。
3. 时钟频率:使用晶体振荡器提供系统时钟,通过分频电路控制时钟频率。
实验器材:1. 4位共阴极数码管2. 按键开关3. 74LS90分频器4. 时钟晶体振荡器5. 耐压电容、电阻等元件6. 电路连接线实验步骤:1. 连接电路:根据电路原理图,将数码管、按键开关、74LS90分频器、晶体振荡器等连接起来,注意接线正确。
2. 编写程序:根据实验要求,编写相应的程序,实现时钟、闹钟、秒表和计时等功能。
3. 调试电路:将电路通电并运行程序,观察数码管的显示情况和按键功能是否正常。
4. 测试功能:分别测试多功能数字钟的时钟、闹钟、秒表和计时等功能,确保功能正常。
5. 完善实验报告:根据实验结果和观察情况,完善实验报告,并附上电路原理图、程序代码等。
实验结果:经过调试和测试,多功能数字钟电路能够正常显示时间,并具备时钟、闹钟、秒表和计时功能。
使用按键进行时间调节和功能选择,数码管根据不同功能进行相应的显示。
实验总结:通过本次实验,我掌握了多功能数字钟电路的设计原理和实现方法,并且了解了数码管显示、按键输入、时钟频率控制等相关知识。
实验过程中,我发现电路连接正确性对功能实现起到关键作用,同时合理编写程序也是确保功能正常的重要环节。
通过实验,我对数字电路的设计和实现有了一定的了解,并且培养了动手实践和解决问题的能力。
数字时钟实验报告

数字时钟实验报告一、实验目的本次数字时钟实验的主要目的是设计并实现一个能够准确显示时、分、秒的数字时钟系统,通过该实验,深入理解数字电路的原理和应用,掌握计数器、译码器、显示器等数字电路元件的工作原理和使用方法,提高电路设计和调试的能力。
二、实验原理1、时钟脉冲产生电路时钟脉冲是数字时钟的核心,用于驱动计数器的计数操作。
本实验中,采用石英晶体振荡器产生稳定的高频脉冲信号,经过分频器分频后得到所需的秒脉冲信号。
2、计数器电路计数器用于对时钟脉冲进行计数,分别实现秒、分、时的计数功能。
秒计数器为 60 进制,分计数器和时计数器为 24 进制。
计数器可以由集成计数器芯片(如 74LS160、74LS192 等)构成。
3、译码器电路译码器将计数器的输出编码转换为能够驱动显示器的信号。
常用的译码器芯片有 74LS47(用于驱动共阳数码管)和 74LS48(用于驱动共阴数码管)。
显示器用于显示数字时钟的时、分、秒信息。
可以使用数码管(LED 或 LCD)作为显示元件。
三、实验器材1、集成电路芯片74LS160 十进制计数器芯片若干74LS47 BCD 七段译码器芯片若干74LS00 与非门芯片若干74LS10 三输入与非门芯片若干2、数码管共阳数码管若干3、电阻、电容、晶振等无源元件若干4、面包板、导线、电源等四、实验步骤1、设计电路原理图根据实验原理,使用电路设计软件(如 Protel、Multisim 等)设计数字时钟的电路原理图。
在设计过程中,要合理布局芯片和元件,确保电路连接正确、简洁。
按照设计好的电路原理图,在面包板上搭建实验电路。
在搭建电路时,要注意芯片的引脚排列和连接方式,避免短路和断路。
3、调试电路接通电源,观察数码管是否有显示。
如果数码管没有显示,检查电源连接是否正确,芯片是否插好。
调整时钟脉冲的频率,观察秒计数器的计数是否准确。
如果秒计数器的计数不准确,检查分频器的连接是否正确,晶振的频率是否稳定。
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数字钟电路设计与制作实验报告
一、实验目的:
1、综合应用数字电路知识;
2、学习使用protel进行电子电路的原理图设计、印制电路板设计
3、学习电路板制作、安装、调试技能。
二、实验任务及要求:
任务:设计一个12小时或24小时制的数字钟,显示时、分、秒,有校时功能,可以分别对时及分进行单独校时,使其校正到准确时间。
可以根据兴趣增加其它与数字钟有关的功能。
要求:画出电路原理图,元器件及参数选择,PCB文件生成、制板及实物制作
三、实验原理及电路设计:
1、设计方案与模块框图
利用74LS161和74LS00 ,555,数码管,开关来设计24小时数字时钟,构造它们主要实现时钟的显示,以及对时、分、秒进行调整,即实现调时的功能。
其数字钟系统整体结构
①74LS161和74LS00计数器:用来设计24小时
②开关与74LS00结合:用来校时,校分,校秒。
③利用555振荡器:产生脉冲信号
④数码管:用来显示时分秒。
2、各子模块电路设计及原理说明
74LS161 :十六进制的计数器,当秒到60时要进位当分上利用74LS161与74LS00的结合,当秒、分到60时对其进行清零,进位。
当时24时,对其进行清零。
当时分秒个位到9时,对其本位(时分秒)清零和进位。
74LS00 与开关:74LS00与开关的结合,以此来控制校对。
555振荡器:利用555设计一个振荡器产生一个脉冲信号,以此来控制信号的进行与停止、时间的校对。
数码管:显示时分秒。
3、仿真图及仿真方法说明
连好图,按一下仿真键,
①若能仿真且准确无误,会出现24小时的显示则成功了。
②若不能仿真,数码管不会显示出来示数,或者显示紊乱,则失败,检查电路是否正确,有没有连错,少连错连,不断地改正,不断改进,直到可以仿真,可以显示无错。
③对校时、校分、校秒:按一下开关,脉冲过来就可以,增加一个数,依次按键对其进行时分秒校对。
四、主要实验元件及器材清单:
五、系统设计与实现
1、总电路图
2、工程变化订单
3、PCB图(单独A4纸打印,如有飞线请彩色打印,以区别红蓝二色)
4、3D图(彩色打印)
六、总结
1、电路图、PCB图设计及实物制作过程中遇到的主要问题及解决方法
电路图:
①:清零端与置数端混淆:使用不同的端口,有不同的连接方式。
认清自己要选的,做
出正确的选择。
②:接地,与接电源的混淆:认清哪个接地哪个接电源。
③:
PCB图设计:
①:选错原件,错选了贴片型的:双击原件更改原件,看它的图是否为穿孔型的,更改为
穿孔型的。
②:编译中出现signal with no driver:创建一个PCb项目把它放进项目当中。
③:没有编号导致出现错误:重新编号。
④:编译出现:contains floating input pins :属性引脚类型改成别passive 就可以了。
⑤:出现虚接的线,悬空的端口:找到用放置线的哪个十字叉放于端口出现一个十字红叉
重新练好。
⑥:在执行变化过程中,若未加载原件库:右击原件找到属性找到原件在那个库里将其一
个一个加载过来。
实物制作过程:
①:布局没不好导致自动布线完成后,有的线出去了:重新将没有布好的弄好,然后重新
自动布局。
②:在转换为3D图时:出现的3D图没有立体效果,经过百度一下,说我的那个library
里可能没有3D模型的那个库文件,经查找发现真的没有,安装
另外一个protel软件,重新来一遍成功出现了3D图。
③选择的单双层板不正确导致:自动布线的时候易出现红线。
经改过属性可以弄好了。
2、收获与体会
我非常高兴我又学到了一门软件,知道了它使用和功能。
制作数字钟,是一个非常繁琐又艰巨的过程,有好多的步骤,好多的困难,需要好多的指导,耗费了我很多的时间。
但又是一次获益匪浅的实验。
Protel对于我来说是一个新的、陌生的软件,对于我初学者来说的,开始是不知道是个用来干什么的,只知道是一个软件。
Multisim软件由于我接触过,也知道一点知识,对于我的使用还不是很难。
在设计电路图的时候,感觉有点棘手,但是还有有点眉目的,经过理论知识的巩固和理解,以及资料的帮助下,完成的第一项工作(设计电路图)。
接着按照老师的安排下,进行第二项工作,把电路图放到multisim软件中进行仿真,依照设计好的电路图,我连好图了发现运行不了,电路图有写漏洞和不足,经改正之后,但是还是没成功,有些导线未连,或是有的地方连错,或是仪器使用错误了,经过漫长的修修改改,一个晚上的时间multisim仿真出来的。
第二项工作完成。
接着就是在protel上连好原理图,刚开始的时候我觉得这项工作是最艰难的。
因为对这软件不熟悉,刚开始的时候我都不会查找器件,在同学的指导下,东西找到了,但器件全部找到,按图连好了。
就不知道接下来该干嘛了,待老师的指点下,进行了编译,发现存在着很多错误:如signal with no driver 我看不懂,不知道如何解决这个问题,百度了但还是看不懂,自个乱想,所以问了一下同学,说我没有建立项目所造成的。
然后我建立了PCB项目,这个错误提示没有了,但是出现了更多的新错误提示,好多类似的错误,我莫名的无力了,脑子里忽闪过同学说的那就话要编号的,不编号也会出错的。
经查找发现原来我没有编号,重新编号了。
幸运的事发生了,编完号了,所有的错误不见了。
编译成功了。
接着就是导入到PCB当中去了,将那些元器件按照你自己的原理图放好,就可以了在制作PCB当中不得不说这是一个非常高端的软件,自己布线,有时布线没怎么好,你改一下它会更改,重新布线,等到结果出来,发现布出来的图非常完美。
然后转换为3D图。
发现没有立体感。
经过百度一下,说我的那个library里可能没有3D模型的那个库文件,经查找发现真的没有,安装另外一个protel软件,重新来一遍成功出现了3D图。
没有非线的存在。
整个过程就这么完成了。
过程当中要注意:按照要求把该截的图截一截,该保存的保存着。
整个数字中的制作就这么完成的,从中获到的是
①连图要仔细,干什么都要仔细,不仔细的话,等到你检查的途中就是一个非常浩大的工程了。
②不懂就要问,身边的同学,老师都是可用的资源,不要不好意思,有时问一问就可以解决很多的问题。
避免了一些无谓的纠结。
③学了的知识会有用的,有时的实践建立在理论的知识上。
有了丰厚的理论知识才利于更好的实践,数字钟电路图的设计就建立在我们平时所学的知识上了。