数电课程设计报告
数字电路课程设计报告
数字电路课程设计报告数字电路课程设计报告(3篇)在经济发展迅速的今天，报告使用的频率越来越高，不同的报告内容同样也是不同的。
在写之前，可以先参考范文，下面是小编帮大家整理的数字电路课程设计报告，仅供参考，欢迎大家阅读。
数字电路课程设计报告1摘要：本文着眼于目前普遍应用在城市道路上的交通灯控制系统，设计了一个东西方向和南北方向十字路口的交通灯控制电路。
进行交通灯状态变换的分析和交通灯总体框架的设计。
关键词：交通灯控制电路 proteus 仿真电路设计1引言1.1设计任务首先设计让倒计时显示器按规律运行的电路，再通过倒计时电路的信号来控制交通灯按4 种状态循环变换。
电源电路采用9V 变压器、整流桥和稳压管，使220V 的交流电转换为5V 的直流电。
4Hz 方波脉冲由555 定时器产生，再由74LS193 实现4 分频，最终输出1Hz 的脉冲信号；用两块74LS193 实现倒计时，一块显示十位，一块显示个位，用2 个D 触发器74HC74实现30s，20s，5s 时间的转换；利用倒计时电路控制4 个状态。
最后通过74LS138 和相应的逻辑门实现对交通灯亮灭的控制。
1.2 要求设计一个东西方向和南北方向十字路口的交通灯控制电路。
要求如下：（1）南北方向（主干道）车道和东西方向（支干道）车道两条交叉道路上的车辆交替运行，主干道每次通行时间都设为30s、支干道每次通行间为20s；（2）东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外，每一种灯亮的时间都用显示器进行显示（采用倒计时的方法）；（3）在绿灯转为红灯时，要求黄灯先亮5s 钟，才能变换运行车道；（4）黄灯亮时，要求每秒闪亮一次；（5）同步设置人行横道红、绿灯指示。
（6）设计相关提示：所设计的交通路口为一十字路口，不涉及左右转弯问题2 交通灯控制电路分析2.1交通灯运行状态分析交通灯控制电路，要求每个方向有三盏灯，分别为红、黄、绿，配以红、黄、绿三组时间到计时显示。
数电仿真课程设计报告
数电仿真课程设计报告一、课程目标知识目标：1. 学生能理解数字电路的基本原理，掌握常见数字电路元件的功能及使用方法。
2. 学生能运用所学知识，分析并设计简单的数字电路系统。
3. 学生了解数电仿真软件的基本操作，能运用软件进行电路搭建、仿真测试及分析。
技能目标：1. 学生掌握数字电路的绘图技巧，能准确绘制电路图。
2. 学生具备运用数电仿真软件进行电路设计和调试的能力。
3. 学生能够通过小组合作，共同分析问题、解决问题，提高团队协作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生对数字电路产生兴趣，增强对电子技术的学习热情。
2. 学生在课程学习中，培养严谨的科学态度和良好的工程意识。
3. 学生通过课程实践，体会科技发展对社会进步的推动作用，增强社会责任感。
课程性质：本课程为电子技术课程的一部分，侧重于数字电路的设计与仿真。
学生特点：学生为高中生，具备一定的电子技术基础，具有较强的学习能力和动手能力。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和创新能力。
在教学过程中，注重培养学生的团队协作能力和解决问题的能力。
通过本课程的学习，使学生能够掌握数字电路的基本知识，具备实际设计和应用能力。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 数字电路基础知识：介绍数字电路的基本概念、原理，包括逻辑门、触发器、计数器等常见数字电路元件的功能及分类。
教材章节：第1章 数字电路基础内容安排：逻辑门（1课时）、触发器（1课时）、计数器（1课时）2. 数电仿真软件操作：教授如何使用数电仿真软件进行电路搭建、仿真测试及分析。
教材章节：第2章 数电仿真软件内容安排：软件安装与界面介绍（1课时）、电路搭建与仿真（2课时）3. 数字电路设计与分析：通过实例讲解数字电路的设计方法，使学生掌握电路分析技巧。
教材章节：第3章 数字电路设计与分析内容安排：简单电路设计（2课时）、复杂电路分析（2课时）4. 实践项目：组织学生进行小组合作，完成一个具有实际应用价值的数字电路设计项目。
数字电路课程设计报告精选3篇整理
让知识带有温度。
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数字电路课程设计报告1一、设计目的温度是日常生活中无时不在的物理量，温度的掌握在各个领域有着广泛乐观的意义。
如温室的温度掌握等。
另外随着数字电子技术的快速进展，将模拟电量转换成数字量输出的接口电路A/D转换器是现实世界中模拟信号向数字信号的桥梁。
在以往的A/D器件采样掌握设计中，多数是以单片机或CPU为掌握核心，虽然编程简洁，掌握敏捷，但缺点是掌握周期长，速度慢。
单片机的速度极大的限制了A/D高速性能的利用，而FPGA的时钟频率可高达100MHz以上。
本设计进行时序掌握、码制变换，具有开发周期短，敏捷性强，通用力量好，易于开发、扩展等优点。
二、设计的基本内容本次设计主要是基于FPGA+VHDL的温度掌握系统，可编程器件FPGA和硬件描述语言VHDL的使用使得数字电路的设计周期缩短、难度削减。
设计采纳模块化思路，包括四个模块FPGA掌握ADC0809模块、分频模块、数据传输模块、元件例化模块,再加以整合实现整个系统，达到温度掌握的目的。
基于FPGA的信号采集系统主要有：A/D转换器，FPGA，RS232第1页/共3页千里之行，始于足下。
通信。
A/D转换器对信号进行会采集，A/D内部集成了采样、保持电路，可有效的降低误差，削减外围电路的设计，降低系统的功耗。
A/D在接受到指令后进行采集，FPGA采集掌握模块首先将采集到的通过A/D转换城的数字信号引入FPGA，而后对数字信号送往算法实现单元进行处理，并存于FPGA内部RAM中。
1.试验设计指标及要求：1.1课题说明：在体育竞赛、时间精确测量等场合通常要求计时精度到1%秒（即10 ms）甚至更高的计时装置，数字秒表是一种精确的计时仪表，可以担当此任。
数字电路课程设计报告
数字电路课程设计报告1. 引言数字电路课程设计是电子信息类专业中的一门重要课程，通过该课程的学习，可以深入了解数字电路设计的原理和方法。
本报告旨在总结和展示数字电路课程设计的过程和成果。
2. 设计目标本次数字电路课程设计的目标是设计一个简单的计算器电路，能够实现加法和减法运算。
具体要求如下：1.采用组合逻辑电路设计，不使用任何存储器元件。
2.输入端包括两个4位二进制数，输出端包括一个4位二进制数和一个进位信号。
3.采用基本门电路实现加法和减法运算，例如AND、OR、XOR等。
4.设计合理的测试用例，验证计算器电路的正确性。
3. 设计思路3.1 加法器设计思路加法器是计算器电路中最基本的模块之一。
我们采用全加器的设计思路来实现加法器。
全加器的真值表如下： | A | B | Cin | Sum | Cout | |—|—|—–|—–|——| | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | | 1 | 0 | 0 | 1 |0 | | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | | 1 | 1 | 1 |1 | 1 |由于需要实现4位二进制数的加法，我们将采用4个全加器进行级联来实现。
3.2 减法器设计思路减法运算可以转换为加法运算来实现。
我们可以使用补码的方式实现减法器。
补码的求法为：先对减数取反（按位取反），然后加1。
将减法运算转换为加法运算后，实质上是将被减数加上减数的补码进行运算。
4. 数字电路设计4.1 加法器电路设计我们采用逻辑门电路实现全加器。
以下是全加器的电路设计图：全加器电路设计图全加器电路设计图4.2 减法器电路设计为了实现减法器，我们需要对输入的B进行取反操作，并且在B的最低位输入一个常数值1。
以下是减法器的电路设计图：减法器电路设计图减法器电路设计图5. 性能评估为了验证设计的正确性和稳定性，我们设计了一系列的测试用例对计算器电路进行测试。
数电课程设计报告数字钟的设计
数电课程设计报告第一章设计背景与要求设计要求第二章系统概述设计思想与方案选择各功能块的组成工作原理第三章单元电路设计与分析各单元电路的选择设计及工作原理分析第四章电路的组构与调试遇到的主要问题现象记录及原因分析解决措施及效果功能的测试方法,步骤,记录的数据第五章结束语对设计题目的结论性意见及进一步改进的意向说明总结设计的收获与体会附图电路总图及各个模块详图参考文献第一章设计背景与要求一．设计背景与要求在公共场所,例如车站、码头,准确的时间显得特别重要,否则很有可能给外出办事即旅行袋来麻烦;数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置,与机械式时钟相比具有更高的准确度和直观性,且无机械装置,具有更长的使用寿命,因此得到了广泛的使用;数字钟是一种典型的数字电路,包括了组合逻辑电路和时序电路;设计一个简易数字钟,具有整点报时和校时功能;1以四位LED数码管显示时、分,时为二十四进制;2时、分显示数字之间以小数点间隔,小数点以1Hz频率、50%占空比的亮、灭规律表示秒计时;3整点报时采用蜂鸣器实现;每当整点前控制蜂鸣器以低频鸣响4次,响1s、停1s,直到整点前一秒以高频响1s,整点时结束;4才用两个按键分别控制“校时”或“校分”;按下校时键时,是显示值以0~23循环变化；按下“校分”键时,分显示值以0~59循环变化,但时显示值不能变化;二．设计要求电子技术是一门实践性很强的课程,加强工程训练,特别是技能的培养,对于培养学生的素质和能力具有十分重要的作用;在电子信息类本科教学中,课程设计是一个重要的实践环节,它包括选择课题、电子电路设计、组装、调试和编写总结报告等实践内容;通过本次简易数字钟的设计,初步掌握电子线路的设计、组装及调试方法;即根据设计要求,查阅文献资料,收集、分析类似电路的性能,并通过组装调试等实践活动,使电路达到性能要求;第二章系统概述设计思想与方案选择方案一 ,利用数字电路中学习的六十进制和二十四进制计数器和三八译码器来实现数字中的时间显示;方案二,利用AT89S51单片机和74HC573八位锁存器以及利用C语言对AT89S51进行编程来实现数字钟的时间显示;由于方案一通过数电的学习我们都比较熟悉,而方案二比较复杂,涉及到比较多我们没学过的内容,所以选择方案一来实施;简易数字钟电路主体部分是三个计数器,秒、分计数器采用六十进制计数器,而时计数器采用二十四进制计数器,其中分、时计数器的计数脉冲由校正按键控制选择秒、分计数器的溢出信号或校正10Hz计数信号;计数器的输出通过七段译码后显示,同时通过数值判断电路控制蜂鸣器报时;各功能块的组成分频模块,60进制计数器模块,24进制计数器模块,4位显示译码模块,正点报时电路模块,脉冲按键消抖动处理模块工作原理一．简易数字钟的基本工作原理是对1Hz标准频率秒脉冲进行计数;当秒脉冲个数累计满60后产生一个分计数脉冲,而分计数脉冲累计满60后产生一个时计数脉冲,电路主要由3个计数器构成,秒计数和分计数为六十进制,时计数为二十四进制;将FPGA开发装置上的基准时钟OSC作为输入信号通过设计好的分频器分成1Hz~10MHz8个10倍频脉冲信号;1Hz的脉冲作为秒计数器的输入,这样实现了一个基本的计时装置;通过4位显示译码模块,可以显示出时间;时间的显示范围为00时00分~23时59分;二．当需要调整时间时,可使用数字钟的时校正和分校正进行调整,数字钟中时、分计数器都有两个计数脉冲信号源,正常工作状态时分别为时脉冲和分脉冲；校正状态时都为5~10Hz的校正脉冲;这两种状态的切换由脉冲按键控制选择器的S 端来实现;为了更准确的设定时间,需要对脉冲按键进消抖动处理;三．电路在整点前10 秒钟内开始控制蜂鸣器报时,可采用数字比较器或逻辑门判断分、秒计数器的状态码值,以不同频率的脉冲控制蜂鸣器的鸣响;第三章单元电路设计与分析各单元电路的选择1分频模块,设计一个8级倍率为10 的分频电路,输出频率分别为1Hz 、10Hz、100 Hz、1k Hz、10k Hz、100k Hz、1 MHz、10MHz8组占空比为50%的脉冲信号;260进制计数器模块,采用两片74161级联;324进制计数器模块,采用两片74161级联;44位显示译码模块,由分频器,计数器,数据选择器,七段显示译码,3-8线译码器构成一个4位LED数码显示动态扫描控制电路;其中4位计数器用74161,数据选择器用74153,七段显示译码器部分采用AHDL硬件描述语言设计;5正点报时电路模块,该模块采用与门和数据选择器74153构成6脉冲按键消抖动处理模块,采用D触发器实现消抖动,从而能够比较精确地设定时间;设计及工作原理分析1分频模块要输出8级频率差为10倍的分频电路,可采用十进制计数器级联实现;集成十进制计数器的类型很多,比较常用的有74160、74162、74190、74192和7490等;这里采用7490来实现分频,7490是二-五-十进制加计数器,片上有一个二进制计数器和一个异步五进制计数器;QA是二进制加计数器的输出,QB、QC、QD是五进制加计数器的输出,位序从告到低依次为D,C,B;该分频器一共用到7片7490,初始信号输入到第一片7490的CLKB 端口,QD输出端连接到CLKA端,作为输入,从QA引出1MHz的output端口,并引线到第二片7490的CLKB端口,依此类推,直到第七片7490连接完成如附图所示;每片7490相当于一个五进制计数器和一个二进制计数器级联实现了十进制加计数,从而实现分频;分频模块图如图所示分频模块内部结构图如下图所示260进制计数器模块采用两片74161级联,如图,下面一片74161做成十进制的,初始脉冲从CLK输入,ENT和ＥＮＰ都接高电平,而QD与QA用作为与非门的两个输入,与非门输出分别连接到自身的LDN端与上面一片74161的CLK端；上面一片74161的QC和QA端作为与非门的两个输入通过输出连接到自身的LDN,ENT 和ENP接高电平;下面一片实现从0000到1001即0~9十个状态码的计数,当下面一片为1001状态时,自身的LDN为低电平,此时QD,QC,QB,QA的状态恢复到0000,即从0开始从新计数,而上面一片74161的CLK电平改变,上面一片74161开始计数为0001,实现从0000~到0101即0到5六个状态码的计数,当上面一片状态为0101时,LDN为低电平,此时计数器为0000;这样子通过两片74161就实现了一个六十进制计数器;下图为六十进制计数器模块的示意图由六十进制计数模块构成的秒分计数如下图,下面那块六十进制技术模块表示为妙,上面那块六十进制计数模块表示为分;当妙计数模块的状态为0101 1001时,向分计数模块进位, 即通过74153M的输入C1,此时74153M输出接到分计数模块的输入端 ,通过74153M作为选择器,实现进位控制;324进制计数器模块采用两片74161级联,如图,下面一片74161做成十进制的,初始脉冲从CLK输入,ENT和ＥＮＰ都接高电平,而QD与QA用作为与非门的两个输入分别连接到自身的LDN端与上面一片74161的CLK端；上面一片74161的QB非门的一个输入通过输出连接到自身的LDN,ENT 和ENP接高电平,并且上面74161的QB端和下面一块74161的QC端通过与非门输出接到两片74161的清零端CLRN;下面一片实现从0000到1001即0~9十个状态码的计数,当下面一片为1001状态时,自身的LDN为低电平,此时QD,QC,QB,QA的状态恢复到0000,即从0开始从新计数,而上面一片74161的CLK电平改变,上面一片74161开始计数为0001,实现从0000~到0010即0到2三个状态码的计数,当上面一片状态为0010即2时,下面一片状态为0100即4时,两块74161的CLRN为低电平,此时两块74161的状态都为0000,即实现了23时过后显示00时;这样子通过两片74161就实现了一个24进制计数器;下图为24进制计数器模块示意图由二十四进制计数模块构成的时计数模块如图,下面那块六十进制技术模块表示为分,上面那块24进制计数模块表示为时;当分计数模块的状态为0101 1001时,向时计数模块进位, 即通过74153M的输入C1,此时74153M输出接到时计数模块的输入端 ,通过74153M作为选择器,实现进位控制;二十四进制计数模块构成的时计数模块44位显示译码模块由分频器,计数器,数据选择器,七段显示译码,3-8线译码器构成一个4位LED数码显示动态扫描控制电路;4位计数器由74161构成;如下图所示74161构成的4位计数器数据选择器采用两片74153 和一片74153M两片74153实现连在一起实现对四个数字的选择,而一片74153M实现对小数点的选择;如下图所示74153M构成的数据选择器两片74153构成的数据选择器七段显示译码器部分采用AHDL硬件描述语言设计,语句如下：subdesign ymqdata_in3..0 :input;a,b,c,d,e,f,g :output;begintabledata_in3..0 =>a,b,c,d,e,f,g;b"0000" =>1,1,1,1,1,1,0;b"0001" =>0,1,1,0,0,0,0;b"0010" =>1,1,0,1,1,0,1;b"0011" =>1,1,1,1,0,0,1;b"0100" =>0,1,1,0,0,1,1;b"0101" =>1,0,1,1,0,1,1;b"0110" =>0,0,1,1,1,1,1;b"0111" =>1,1,1,0,0,0,0;b"1000" =>1,1,1,1,1,1,1;b"1001" =>1,1,1,0,0,1,1;b"1010" =>1,1,1,0,1,1,1;b"1011" =>0,0,1,1,1,1,1;b"1100" =>1,0,0,0,1,1,0;b"1101" =>0,1,1,1,1,0,1;b"1110" =>1,0,0,1,1,1,1;b"1111" =>1,0,0,0,1,1,1;end table;end;整个四位显示译码模块如图所示5正点报时电路模块该模块采用与门和数据选择器74153构成,如下图所示;7个输入端口的与门控制A,当时间在59分51s,53s,55s,57s,59s的时候,A为高电平1,当秒的个位数为9时,B为高电平1,A为1,B为0时,输出C1低频率信号,A为1,B为1时输出C3高频率信号,实现整点的不同频率的报时电路;整点报时电路模块6脉冲按键消抖动处理模块采用D触发器实现消抖动,从而能够精确地设定时间;校正状态为5HZ的校正脉冲,分频器输出的10HZ通过T触发器得到5HZ的校正脉冲;如图脉冲按键消抖动处理模块通过T触发器得到的5HZ校正脉冲第四章电路的组构与调试遇到的主要问题1在用74161做二十四进制计数器时,没有深入考虑,打算采用第一片六进制,第二片四进制级联而成,结果出现问题;2时、分调整按键没有安装消抖动装置;3在设置简易数字钟的分时,时计数器也会进;现象记录及原因分析1虽然也能够计数实现二十四进制,但是不能与七段显示译码器配合使用,不能显示直观的数值,这样给用户带来不便;2在下载调试的时候,我要进行时分调整,但是有时按一下子脉冲键会进两个数值,这样子给时分的设置带来了麻烦,原因是按键没有采用消抖动装置;3在调试的时候,打算通过按键调整分,但是发现时计数器也会进位,这就不符合要求了,原因是调整分时,各计数器都按正常状况在计数,所以会按正常情况产生进位;解决措施及效果1仍然采用两片74161,第一片可以从0~9,第二片只能从0~2,而且当第二片为2的时候,第一片到4的话就都清零复位,这样不仅实现了二十四进制计数器,而且能与七段显示译码器配合使用,直观的显示数字;2在脉冲控制按键上加上了D触发器,这样子可以达到消抖动的效果;3加上选择器,把两路信号分开,当调整分的时候,不对时计数器产生进位,这样子就不会产生十进位了,解决了这个问题;功能的测试方法、步骤,记录的数据1简易数字钟的测试,将电路图连好后,分析与综合,仿真,编译,下载到仪器上,表示秒的小数点按1Hz,占空比50%跳动,分从0~59计数,分过了59后,向时计数器进1;2整点点报时功能的测试,到了整点,即59分51s,53s,55s,57s时蜂鸣器低频率间断性鸣响,59分59秒时,蜂鸣器高频率鸣响一次;3时、分调整功能的测试,按分调整键,分按一定的频率逐次加一,但是时显示不变；按时调整键,时按一定的频率逐次加一,但是分显示不变;第五章结束语对设计题目的结论性意见及进一步改进的意向说明简易数字钟的设计中,主要运用了分频器,六十进制计数器,二十四进制计数器,动态扫描显示电路,选择器,按键消抖以及门电路等数字电路方面的知识;可以在简易数字钟的基础上加上24小时和12小时转换功能,秒表功能,闹钟功能,这样更能满足人们的使用需求;总结设计的收获与体会简易数字钟的设计及实验当中,我坚持了下来,上学期的数电我学的并不好,而且对软件应用的接受能力不强,刚开始的时候做的很慢,看到别人都做好了,心里比较着急,于是,我找出了数电课本,复习所涉及的知识点,并练习所学软件,终于有了进步,可以更上同学们的进度,但数字钟的设计一直困扰我,看到别人拓展功能都做好了,自己基本的都还没做好,心里很急;在设计的过程中,碰到了很多的困难,遇到了很多问题,不断地思考与尝试,以及向同学和老师请教,但还是没能完全设计好,以后有时间还得多去实验室尝试,争取做好一些拓展功能;通过这次设计,对上学期学习的数字电路的相关知识得到了复习和巩固,也查阅了一些相关的资料,也加深了我对数字电路应用的理解,总之这次的电子技术课程设计受益匪浅;参考文献：基于FPGA的数字电路系统设计西安电子科技大学出版社数字电子技术基础电子工业出版社数字电路与逻辑设计实验及应用人民邮电出版社附图1.分频模块分频器仿真波形下图为分频器线路图2.60进制计数器模块60进制计数器仿真波形3.24进制计数器模块24进制计数器仿真波形4. 4位显示译码模块七段显示译码器模块七段显示译码器部分采用AHDL硬件描述语言设计,语句如下：subdesign ymqdata_in3..0 :input;a,b,c,d,e,f,g :output;begintabledata_in3..0 =>a,b,c,d,e,f,g;b"0000" =>1,1,1,1,1,1,0;b"0001" =>0,1,1,0,0,0,0;b"0010" =>1,1,0,1,1,0,1;b"0011" =>1,1,1,1,0,0,1;b"0100" =>0,1,1,0,0,1,1;b"0101" =>1,0,1,1,0,1,1;b"0110" =>0,0,1,1,1,1,1;b"0111" =>1,1,1,0,0,0,0;b"1000" =>1,1,1,1,1,1,1;b"1001" =>1,1,1,0,0,1,1;b"1010" =>1,1,1,0,1,1,1;b"1011" =>0,0,1,1,1,1,1;b"1100" =>1,0,0,0,1,1,0;b"1101" =>0,1,1,1,1,0,1;b"1110" =>1,0,0,1,1,1,1;b"1111" =>1,0,0,0,1,1,1;end table;end;整个4位显示译码模块四位显示译码模块。
数字电子技术课程设计报告
数字电子技术课程设计报告一、设计目的和任务：本设计项目旨在设计一个数字钟，能够显示当前时间，并具备时间设置功能。
主要任务包括：设计数字时钟的电路原理图、PCB布局，选取合适的数码管和时钟芯片，完成数字时钟的硬件组装和软件编程。
二、设计原理和方案：1.数码管原理：数码管是一种显示设备，由8段共阳极(或共阴极)、7段共阴极(或共阳极)的LED组成。
每个LED可以独立控制亮灭，通过对应的引脚控制可以达到显示不同数字的效果。
2.时钟芯片原理：时钟芯片是一种集成电路，能够提供精确的时间信号。
通过和微处理器或微控制器的连接，可以实现对时间的读取和设置功能。
本设计方案采用四位共阴极的数码管显示当前时间，以及四个按键实现时间设置功能。
时钟芯片选用DS1302，它具备低功耗、抗干扰和精准计时等特点，通过SPI接口连接到单片机。
三、硬件设计：1.数码管显示电路：将四位共阴极数码管的8个段接口分别连接到单片机的GPIO口，通过控制GPIO口的电平变化，实现数码管显示0-9的数字。
2.时钟芯片连接电路：将DS1302的SCK、RST和DAT引脚分别接到单片机的SPI接口的对应引脚，以实现单片机和时钟芯片之间的信息交换。
3.按键电路：设计四个按键实现时间设置功能，通过连接到单片机的GPIO口，通过检测按键的状态变化来触发相应的时间设置操作。
四、软件设计：1.时钟初始化：在程序启动时，先进行时钟芯片的初始化，设置年月日时分秒的初始值。
2.读取时间：通过SPI接口读取时钟芯片的时间信息，包括年月日时分秒。
3.显示时间：将读取到的时间信息转换成相应的数字，通过控制数码管的GPIO口实现数字的显示。
4.时间设置：通过检测按键的状态变化，触发相应的时间设置操作，将设置的年月日时分秒信息写入到时钟芯片中。
五、结果和分析：经过硬件组装和软件编程，实现了数字时钟的设计。
通过按键可以设置时钟的年月日时分秒信息，数码管能够准确地显示当前时间。
《数电课设报告》
《数电课设报告》摘要：利用数字电子技术基础知识设计一个计数报警器，该计数报警器的设计采用的元件主要有译码器74ls247、十进制计数器74ls192、555组成的单稳态触发器。
该计数报警器计数最大值是99，当计数溢出时放出声光报警，报警时间为10秒，计数脉冲由按钮和555组成的单稳态触发器产生。
关键词：555定时器；计数器；触发器；译码器；数码管1、课题设计背景1.1了解数字电路系统的定义及组成数字电路系统一般包括输入电路、控制电路、输出电路、时钟电路和电源等。
输入电路主要作用是将被控信号转换成数字信号，其形式包括各种输入接口电路。
比如数字频率计中，通过输入电路对微弱信号进行放大、整形，得到数字电路可以处理的数字信号。
模拟信号则需要通过模数转换电路转换成数字信号再进行处理。
在设计输入电路时，必须首先了解输入信号的性质，接口的条件，以设计合适的输入接口电路。
1.2掌握时钟电路的作用及基本构成时钟电路是数字电路系统中的灵魂，它属于一种控制电路，整个系统都在它的控制下按一定的规律工作。
时钟电路包括主时钟振荡电路及经分频后形成各种时钟脉冲的电路。
比如多路可编程控制器中的555多谐振荡电路，数字频率计中的基准时间形成电路等都属于时钟电路。
设计时钟电路，应根据系统的要求首先确定主时钟的频率，并注意与其他控制信号结合产生系统所需的各种时钟脉冲。
2、设计任务目的和要求2.1设计任务：设计一个到计数达99时报警的计数报警器2.2设计要求：a、设计一个计数报警器；b、计数最大值为99；c、计数达到最大时发出声光报警信号，报警时间长度为10秒，报警信号用红色1led表示；d、计数脉冲用按钮产生。
3、设计方案选取经过任务分析可得，本设计用到两片74ls192组成100进制计数，用两片74ls47来驱动两个七段共阳极数码管，需要一个电平开关作为手动脉冲控制，计数的次数由数码管显示。
需要一片555定时器若干电阻、电容，构成多谐振荡器，然后用555定时器组成多谐振荡器电路产生10秒脉冲驱动扬声器和led，以此来产生报警信号。
数电课程设计实验报告
目录汽车尾灯控制电路设计第一章设计指标 (3)设计指标 (3)第二章系统概述.......................................... .. .. (3)2.1设计思想 (3)2.2可行性论证 (5)2.3各功能的组成 (5)2.4总体工作过程 (5)第三章单元电路设计与分析 (6)3.1各单元电路的选择 (6)3.2设计及工作原理分析 (9)第四章电路的组构与调试.......................................... (9)4.1 遇到的主要问题 (9)4.2 现象记录及原因分析 (9)4.3 解决措施及效果 (9)4.4 功能的测试方法、步骤、设备、记录的数据 (9)第五章结束语 (9)5.1对设计题目的结论性意见及进一步改进的意向说明 (9)5.2 总结设计的收获与体会 (9)附图(电路图、电路总图) (11)参考文献 (11)第一部分：汽车尾灯控制电路设计第一章设计指标用6个发光二极管模拟汽车尾部左、右两侧的3个尾灯，用开关模拟左转、右转、刹车、倒车和检查控制。
当汽车处于左转或右转状态时，左侧或右侧的3个汽车尾灯按照左循环或有循环的顺序以1Hz的频率依次轮流点亮。
当刹车键按下时，汽车所有的尾灯同时长亮。
当倒车键按下时，汽车所有的尾灯以1Hz 的频率闪烁，同时蜂鸣器以0.5s响、0.5秒停的方式鸣响。
4个按键优先级别最高为倒车。
若转弯键和刹车键同时按下，转弯侧的灯轮流循环亮，另一侧的灯长亮。
若左转、右转按键同时按下，做刹车处理。
第二章系统概述2.1设计思想分析设计要求可知，电路主要根据三个按键对两组6个发光二极管进行控制。
发光二极管的点亮模式有3种：循环轮流点亮，闪烁，长亮。
发光二极管循环轮流点亮采用的是计数器控制译码器实现电路，闪烁点亮和蜂鸣器鸣响采用的是一定频率的脉冲信号控制。
左右两组尾灯模式对称，所以采用的是相同的模式控制。
每组尾灯有3路输出，采用三进制计数器控制2—4译码器74139m实现，74139m为高电平有效。
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数电课程设计报告--------交通灯控制电路班级：电气1002姓名：任洁颖学号：100900202指导老师：刘玉英第一章设计指标 (2)设计指标……………………………………………………………第二章系统概述…………………………………… ..2.1设计思想…………………………………………………………..2.2可行性论证…………………………………………….2.3各功能的组成………………………………………………………2.4总体工作过程………………………………………………………第三章单元电路设计与分析……………………………3.1各单元电路的选择………………………………………………3.2设计及工作原理分析………………………………………………第四章电路的组构与调试…………………………………...4.1 遇到的主要问题…………………………………………………..4.2 现象记录及原因分析…………………………………………….4.3 解决措施及效果…………………………………………………4.4 功能的测试方法、步骤、设备、记录的数据……………………第五章结束语……………………………………………………5.1对设计题目的结论性意见及进一步改进的意向说明…………..5.2 总结设计的收获与体会…………………………………………. 附图(电路总图)………………………………………………………参考文献……………………………………………………………第一章设计指标：时序逻辑电路具有记忆功能，含有有限状态的时序电路被称为“状态机”，其特点是电路状态按一定的规律周期性循环变化。
交通灯控制电路是一个典型的有限状态机控制电路，交通干路道口的红、绿、黄三色灯根据不同的控制要求有规律周期性亮灭变化，各灯的亮灭持续时间也因干道的繁忙程度有所不相同。
所以交通灯控制电路必须对状态变化规律和状态持续。
设计一个十字路口交通灯控制电路，要求东西、南北两条干道的红、绿、黄三色的交通灯按如下表的要求循环变化，并以倒计时的方式指示干道通行（或禁行）的维持时间。
设计的控制部分以FPGA实现，用6个发光二极管模拟东西、南北两个方向的红、绿、黄交通灯。
用2个七段数码显示器显示干道的通行（禁行）时间。
附加实验：在原有基本实验的基础上，增加东西转弯、南北转弯的红、绿、黄三色的交通灯，其逻辑如下表所示，按照下表的要求循环变化。
设计的控制部分以FPGA实现，用12个发光二极管模拟东西、南北、东西转弯、南北转弯的红、绿、黄交通灯。
用2个七段数码显示器显示干道的通行（禁行）时间。
表二转弯灯控制要求第二章系统概述2.1 设计思想基于FPGA的交通灯系统控制设计包括4大模块，分别为脉冲发生、状态定时、交通灯闪烁的控制、闪烁时间的控制，基本原理如图1所示。
2.2 可行性论证该设计的交通灯控制分为6个状态。
由于各状态持续时间不同，所以电路的核心控制部分是状态机和定时器，状态机在定时器触发下周期性循环，状态码控制6个灯以一定的规律变化。
变化情况如图2所示。
系统脉冲由FPGA开发板晶振经过分频电路实现。
状态定时由74190可逆十进制计数器和T’触发器实现，只要置数合理，翻转信号到位，就可以使电路在东西(I)、南北(J)两个控制状态间翻转。
红、黄、绿灯的闪烁由7485数字比较器和组合逻辑控制，其中7485数字比较器用于比较计数器当前持续状态和所需要的状态全部时间，并做出相应的变化。
组合逻辑控制由AHDL文件编写真值表实现。
时间显示由AHDL文件编写真值表实现，输入正确的逻辑，七段译码电路即能得到正确的时间显示。
2.3 各功能的组成整个电路可以分为4大部分，包括脉冲发生、状态定时、时间显示和数字比较一组合逻辑控制。
2.3.1 脉冲发生脉冲发生器为整个系统提供驱动，将输入端分配给FPGA实验板的PIN55引脚，则会由实验板上产生频率为10 MHz的输入脉冲，用7片7490，每一级都构成10分频电路产生1MHZ，100KHZ,10KHZ,1KHZ,100HZ,10HZ,1HZ 7种占空比为50%的脉冲信号，根据不同的需要连接不同的频率。
2.3.2 状态定时状态定时可由预置BCD码初值的74190级联实现，构成减计数器。
级联原则是：低位计数器从全0状态变为最大码值状态时可使高位计数器减1。
级联方式分为异步和同步两种，本文采取的是异步级联方式，即低位计数器溢出信号控制高位计数器的记数脉冲输入端。
可根据计数器的时钟触发方式，在低位计数器状态码从全“0”变为最大码值的瞬间，为高位计数器提供有效的计数脉冲边沿。
具体做法是将低片位的溢出信号RCON端口接到高片位的计数脉冲CLK，实现两位BCD码的置数、翻转和借位，使系统表示的数字能在22～16之间循环。
74190功能说明：(1)GN为计数器使能控制端，低电平有效。
当GN为高电平时，禁止计数。
(2)DNUP为计数方式控制，接高电平为减计数，接低电平为加计数。
(3)LDN为异步预置数控制。
当LDN为低电平时，计数器状态QD，QC，QB，QA分别等于D，C，B，A。
(4)计数器位序由高至低顺序为QD，QC，QB，QA。
QD为最高位MSB，QA为最低位LSB。
(5)计数脉冲CLK上升沿有效。
(6)当计数器输出QDQCQBQA为十进制加计数的最大状态码“1001”或为减计数的最小状态码全“0”时，极值状态码指示MAX／MIN输出为高电平。
(7)当极值状态码指示MAX／MIN为高电平且CLK为低电平时，溢出信号RCON为低电平，即RCON与计数脉冲同步。
2.3.3时间显示时间显示模块主要运用的是动态扫描显示技术。
动态扫描显示主要用到的模块有数据选择，分频器，计数器以及七段显示译码。
本实验中数据选择用的是74153M选择器，分频器是本实验开头设计的多分频模块。
74153M：GN为使能端，C0,C1,C2,C3为四个输入端，A,B为地址控制端，Y 输出的为C0C1C2C3中的其中一个，A,B端与分配器相连接。
2.3.4 数字比较器该模块将状态定时模块输出的时间与时间节点进行比较，从而确定电路处于22 s或者16 s的具体的某个状态。
由表1可知，东西(I)或南北(J)的控制状态都有3个阶段的控制逻辑，分别对应3个时间段：1～3 s，4～6 s和大于6 s，因此，采用数字比较器进行比较，确定定时值小于4 s 或大于6 s，方法如图3所示，采用4片7485数字比较器，两两级联，其中一个由状态定时模块的输出与4即二进制0100比较；另一个由状态定时模块的输出与6即二进制0110比较。
图34 总体工作状态系统脉冲由FPGA开发板晶振经过分频电路实现。
状态定时由74190可逆十进制计数器和T’触发器实现，置数合理，翻转信号到位，电路在东西(I)、南北(J)两个控制状态间翻转。
红、黄、绿灯的闪烁由7485数字比较器和组合逻辑控制，其中7485数字比较器用于比较计数器当前持续状态和所需要的状态全部时间，并做出相应的变化。
组合逻辑控制由AHDL文件编写真值表实现。
时间显示由AHDL文件编写真值表实现，输入正确的逻辑，七段译码电路得到正确的时间显示。
第三章单元电路设计与分析3.1 脉冲发生电路的选择：7490的介绍：7490是二-五-十进制加数器，片上有一个二进制计数器和一个异步五进制计数器，其器件符号如图4所示。
图中QA 是二进制计数器的输出，QB~QD 为五进制计数器输出，位序从高到低是D 、C 、B 。
图4图5设计原理及分析：CLKA 和CLKB 分别是两个计数器的脉冲输入端，下降沿触发有效。
CLRA 和CLRB 是两个计数器的复位清零端，同为高电平有效；SET9A 和SET9B 分别是两个计数器的置9控制端，当同为高电平时，QD 、QC 、QB 、QA 被预置为“1001”。
74LS90逻辑功能表如图5所示。
十分频的线路连接：根据7490的逻辑功能表，我们按照图6所示连接线路，即可实现倍率为10，占空比为50%的脉冲信号。
用Quartus II 仿真波形如图7所示图7图6多状态分频器的实现：将图6的十分频线路用Quartus II 打包做成一个模块，通过级联能够分别形成1HZ,10HZ,100HZ,1KHZ,10KHZ,100KHZ,1MHZ,10MHZ 共8种脉冲信号。
具体在Quartus II 的线路连接如图8所示3.2 状态定时电路的选择：图9图8利用Quartus II仿真1622计数器后的波形如图10所示：图10运用2片74190级联，一个接1HZ的时钟脉冲，用两片74190的溢出信号MAX/MIN来控制2个芯片的LDN端，利用高位的MAX/MIN端充当T’触发器的时钟脉冲信号，用触发器的输出S来控制要预置的数的BCD码，实现跳跃。
T’触发器用T触发器来实现，T触发器的特征方程为：Q(N+1)=TQ’(N)+T’Q(N).只需要在T端上链接一个VCC高电平，就能做成一个T’触发器。
1.下片的74190代表的是高4位，MX/MN输出经过反相器，再经过T触发器，分别到高位的B,A和低位的C，当S为0时，预置的是22，计数的是16；当S为1时，预置的是16，计数的是22.2.两片74190都接高电位VCC，表明是减计数。
3.高低片的MX/MN端的与非门输出作为LDN的控制信号时，只有到2个74190的MX/MN端都是1时才有效，实现异步预置数。
设计原理及分析：系统记数脉冲为1 Hz时，如表2所示，当I状态(东西控制状态)的定时时间为22 s，计数器应该先预置22的BCD码；同理，J状态(南北控制状态)之前应该预置16的BCD码。
状态计时电路由两片74190级联而成，构成22和16自翻转的电路。
其要解决的核心问题包括置数，翻转和借位。
根据74190芯片的特点，可分析其实现原理如图4所示，通过溢出信号RCON的上升沿实现借位，使得数字能够从20到19，个位向十位借位，顺利过渡。
置数和翻转之间有先后关系，即须先置数后翻转。
如表3所示，分析两个BCD码各位特点，可知两者D7D6D3D0位均为1，D1位均为0，而D5D4D2位不同，如图5，D5D4D2位由状态电平S来控制，当为I状态时，计数器的预置的数为D5=0，D4=D2=1，而为J状态时，计数器的预置的数为D5=1，D4=D2=0，根据74190的功能，将2片74190的MAX／MIN引出，通过与非门，分别连在高位和低位的LDN置数端，通过分析可知，当计数器从01减到00时候，高低位的MAX／MIN均为高电平，经过与非门以后为低电平，74190被置数，其置数值由状态S来决定，S是由LDN端信号经过一个T’触发器决定的，即LDN信号每置数一次，S翻转1次，从而区分16和22状态。
按这个结构，可分别置数16和22，使其实现自翻转。