实验六 数字钟
用fpga简易数字钟电路设计实验报告 概述及解释说明
用fpga简易数字钟电路设计实验报告概述及解释说明1. 引言1.1 概述本实验报告旨在介绍使用FPGA（可编程门阵列）设计的简易数字钟电路。
数字钟是一种可以显示时间的时钟装置，广泛应用于日常生活和工业领域。
本文将详细讲解数字钟的设计原理、硬件要求、设计步骤以及实验的实现过程。
1.2 文章结构本文共分为五个部分，即引言、FPGA简易数字钟电路设计、实验实现过程、实验结果分析和结论与总结。
下面将对每个部分进行具体说明。
1.3 目的该实验旨在通过学习和操作FPGA，深入理解数字电路设计的基本原理和方法，并通过设计一个简易的数字钟电路来巩固所学知识。
通过本实验，我们还将探索数字钟电路的性能评估和可能的改进方向，并对未来发展方向进行展望。
同时，通过参与这个项目，我们也将获得一定的实践经验和技能提升。
2. FPGA简易数字钟电路设计：2.1 设计原理：在本次实验中，我们使用FPGA（现场可编程逻辑门阵列）来设计一个简易的数字钟电路。
FPGA是一种集成电路芯片，可依据用户需要重新配置其内部互连，从而实现不同的逻辑功能。
我们将利用FPGA的可编程性和强大的计算能力来实现数字钟的功能。
该数字钟电路主要由时钟模块、倒计时模块和显示模块组成。
时钟模块负责产生稳定而精确的脉冲信号作为系统的时基；倒计时模块通过对输入时间进行倒计时操作，并发出相应信号提示时间变化；显示模块用于将倒计时结果以数码管显示出来。
2.2 硬件要求：为了完成该设计，我们需要准备以下硬件设备：- FPGA开发板：提供了外部接口和资源，用于连接其他硬件设备并加载程序。
- 数码管：用于显示时间信息。
- 时钟源：提供稳定而精确的脉冲信号作为系统的时基。
2.3 设计步骤：以下是设计步骤的详细说明：1. 确定所需功能：首先明确数字钟需要具备哪些功能，例如12小时制还是24小时制、倒计时功能等。
2. 确定FPGA型号：根据设计需求和资源限制，选择适合的FPGA型号。
数电设计数字钟基于QUARTUS完整版
数电设计数字钟基于Q U A R T U SHEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】大连理工大学本科实验报告题目：数电课设——多功能数字钟课程名称：数字电路课程设计学院（系）：电信学部专业：电子与通信工程班级：学生姓名： ***************学号：***************完成日期：成绩：2010 年 12 月 17 日题目：多功能数字时钟一．设计要求1)具有‘时’、‘分’、‘秒’的十进制数字显示（小时从00～23）2)具有手动校时校分功能3)具有整点报时功能，从59分50秒起，每隔2秒钟提示一次4)具有秒表显示、计时功能（精确至百分之一秒），可一键清零5)具有手动定时，及闹钟功能，LED灯持续提醒一分钟6)具有倒计时功能，可手动设定倒计时范围，倒计时停止时有灯光提示，可一键清零二．设计分析及系统方案设计1. 数字钟的基本功能部分，包括时、分、秒的显示，手动调时，以及整点报时部分。
基本模块是由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器等几部分组成。
利用DE2硬件中提供的50MHZ晶振，经过分频得到周期为1s的时钟脉冲。
将该信号送入计数器进行计算，并把累加结果以“时”“分”“秒”的形式通过译码器由数码管显示出来。
进入手动调时功能时，通过按键改变控制计数器的时钟周期，使用的时钟脉冲进行调时计数（KEY1调秒，LOAD2调分，LOAD3调时），并通过译码器由七位数码从59分50秒开始，数字钟进入整点报时功能。
每隔两秒提示一次。
（本设计中以两个LED灯代替蜂鸣器，进行报时）2. 多功能数字钟的秒表功能部分，计时范围从00分秒至59分秒。
可由输入信号（RST1）异步清零，并由按键（EN1）控制计时开始与停止。
将DE2硬件中的50MHZ晶振经过分频获得周期为秒的时钟脉冲，将信号送入计数器进行计算，并把累计结果通过译码器由七位数码管显示。
数字时钟实习报告[1]
![数字时钟实习报告[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/4175316848d7c1c708a1451a.png)
目录一实验目的-------------------------------------------------------------------------------1 二实验任务及要求----------------------------------------------------------------------1 三实验设计---------------------------------------------------------------------------- --11.设计原理及思路---------------------------------------------------------------------12.单元电路设计------------------------------------------------------------------------2(1)振荡电路-----------------------------------------------------------------------------2(2)计数电路----------------------------------------------------------------------------4(3)译码及显示电路----------------------------------------------------------------- ---7(4)校时电路----------------------------------------------------------------------------9(5)电源适配器电路----------------------------------------------------------------- --9 四电路原理图、PCB图---------------------------------------------------------10 五元器件清单-------------------------------------------------------------------12 六电路制板及焊接---------------------------------------------------------------------13七实物调试----------------------------------------------------------------------14 八实验自我评估及体会--------------------------------------------------------15 九小组成员分工安排-----------------------------------------------------------15一实验目的1.在了解数字钟的原理的前提下，运用刚刚学过的数电知识设计并制作数字钟，而且通过数字钟的制作进一步了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及其使用方法。
多功能数字钟数电课程设计实验报告
（数电课程设计）实验报告（理工类）2021 至2021 学年度第二学期课程名称多功能数字钟电路设计系别班级电气系11级电子信息工程一班指导教师周旭胜学号姓名耿王鑫1一、谷和伟12贺焕13、黄兴荣14解军1五、井波16李丰17、李小飞18梁富慧19目录一、设计要求及任务 ...................................................................................... 错误!未定义书签。
二、系统设计方案 ........................................................................................ 错误!未定义书签。
三、器件选择 ................................................................................................ 错误!未定义书签。
1、74LS160............................................................................................... 错误!未定义书签。
2、74LS107............................................................................................... 错误!未定义书签。
3、74LS90................................................................................................. 错误!未定义书签。
显示屏....................................................................................................... 错误!未定义书签。
数字钟的设计方法及步骤
四川机电职业技术学院数字电子课程设计说明书题目:数字电子钟院系名称：电子电气工程系专业班级：09电气6班学生姓名：姚瑶学号：0907041114指导教师：刘惠兰、刘廷敏、徐贵仁教师职称：2010年12月15日摘要数字电子钟是采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的设计装置。
由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用，使得数字钟的精度、稳定度远远超过了老式机械钟表。
在数字显示方面，目前还可以直接采用CMOS-LED 光电组合器件，构成模块式石英晶体数字钟。
为了帮助同学们了解数字钟的组成，运用已学过的数字电路基本知识，掌握设计简单数字系统的方法，本课题介绍数字钟的设计制作方法。
关键词：数字集成电路计数器七段数码显示校时电路1设计题目数字电子钟A 纸，页边距为2.5cm数字电子钟是采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的设计装置。
由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用，使得数字钟的精度、稳定度远远超过了老式机械钟表。
在数字显示方面，目前还可以直接采用CMOS-LED 光电组合器件，构成模块式石英晶体数字钟。
为了帮助同学们了解数字钟的组成，运用已学过的数字电路基本知识，掌握设计简单数字系统的方法，本课题介绍数字钟的设计制作方法。
1.1数字钟的组成和工作原理一个简单的数字钟，主要由六部分组成。
整机电路方框图如图1-1所示。
图1-1数字钟整机方框图（宋体，5号）1.1.1石英晶体振荡器模块振荡器主要用来产生时间标准信号。
因为数字钟的精度，主要取决于时间标准信号的频率及其稳定度，所以要产生稳定的时标信号，一般是采用石英晶体多谐振荡器，从数字钟的精度考虑，晶振频率愈高，钏表的计时准确度就愈高。
但这会使振荡器的耗电量增大，分频器的级数也要增多。
所以在确定频率时应考虑两方面的因素，然后再选定石英晶体的型号。
图1-2晶体振荡器之一100kΩ1.1.2分频器模块因为振荡器产生的时标信号频率很高，要使它变成能用来计时的“秒”信号，需要一定级数的分频电路。
数电课设--数字钟的设计
数电课设--数字钟的设计摘要：该设计主要是设计一种基于数字电路实现的数字钟，用于显示当前时间，同时设计一个简单的时间调整系统来实现对数字钟的时间调整。
本设计实现了数字钟的时间显示、时间调整等功能，具有简单、实用等优点。
关键词：数字钟、计数器、时间调整系统一、引言数字钟是一种时钟显示设备，它可以在显示面板上显示当前时间，数字钟的普及改变了人们观念上的关于时间知识的变革。
本课设就是要通过设计一个数字钟，来综合应用我们所学的数字电路知识，通过数字电路的设计实现时间的显示及调整。
二、数字钟的设计原理数字钟的设计离不开计数器和定时器，计数器的作用是进行计数操作，进而对时间进行处理，定时器的作用是用来控制计数器的计数和复位，使其能够按照固定的时间序列不断进行计数。
数字钟的显示部分采用数码显示管显示当前时间，数码显示管显示的时间单位有小时、分钟和秒。
三、数字钟的设计方案数字钟的设计方案可以分为两部分，一部分是计数器及定时器的设计，另一部分是时间调整系统的设计。
下面分别进行介绍。
（一）计数器及定时器的设计计数器采用7474型D触发器进行设计，二进制计数器采用模8计数模式，带有异步复位功能。
其中，D触发器的Vcc接+5V电源，GND接地，CLK接定时器的输出，D接Q的输出，Q接下一级触发器D端。
计数器采用8253/8254型定时器，应该根据标准时钟的频率和预置值计算计数器的频率和复位时间。
时间调整功能通常是通过8255接口芯片实现。
（二）时间调整系统的设计时间调整系统通过单片机实现，主要实现以下功能：上下键切换修改时间单位、按键快速调整修改时间数字、按键高频稳定范围设置、判断闹钟是否开启、日历选择等。
四、数字钟的实现数字钟的实现可以参考实验教材进行，实现前需要明确以下几点：1. 根据实际需求确定数字钟的参数：例如显示的时间格式，以及是否需要设置闹钟等。
2. 设计好数字钟的原理图，并选择适合的元件进行接线。
3. 进行电路调试和测试，对电路进行稳定性测试等。
数字钟系统电路的设计方案与仿真分析
数字钟系统电路的设计方案与仿真分析
在电子技术实验教学中，构建学生的电路设计理念，提高学生的电路设计能力，是教学的根本目的和核心内容。
数字钟电路的设计和仿真，涉及模拟电子技术、数字电子技术等多方面知识，能够体现实验者的理论功底和设计水平，是电子设计和仿真教学的典型案例。
文中采用了555 定时器电路、计数电路、译码电路、显示电路和时钟校正电路，来实现该电路。
1 系统设计方案
数字钟由振荡器、分频器、计时电路、译码显示电路等组成。
振荡器是数字钟的核心，提供一定频率的方波信号;分频器的作用是进行频率变换，产生频率为1 Hz 的秒信号，作为是整个系统的时基信号; 计时电路是将时基信号进行计数;译码显示电路的作用是显示时、分、秒时间;校正电路用来对时、分进行校对调整。
其总体结构图，如图1 所示。
2 子系统的实现
2.1 振荡器
本系统的振荡器采用由555 定时器与RC 组成的多谐振荡器来实现，如图2 所示即为产生1 kHz 时钟信号的电路图。
此多谐振荡器虽然产生的脉冲误差较大，但设计方案快捷、易于实现、受电源电压和温度变化的影响很小。
2.2 分频器
由于振荡器产生的频率高，要得到标准的秒信号，就需要对所得到的信号进行分频。
在此电路中，分频器的功能主要有两个：1）产生标准脉冲信号;2）提供电路工作需要的信号，比如扩展电路需要的信号。
通常实现分频器的电路是计数器电路，选择74LS160 十进制计数器来完成上述功能［5］。
如图3 所示，555 定时器产生1 kHz 的信号，经过3 次1/10 分频后得到1 Hz 的脉冲信号，为秒个位提供标准秒脉冲信号。
多功能数字钟设计实验报告XilinxEDABasys2华中科技大学HUST
多功能数字钟设计实验报告院系：电子与通信工程学院：郭世康班级：1301学号：U202113639指导教师：唐祖平一、实验目标掌握可编程逻辑器件的应用开发技术——设计输入、编译、仿真和器件编程熟悉EDA软件使用掌握Verilog HDL设计方法分模块、分层次数字系统设计二、实验容要求根本功能能显示小时、分钟、秒钟〔时、分用显示器，秒用LED〕能调整小时、分钟的时间提高要求任意闹钟；〔1分〕小时为12/24进制可切换〔1分〕报正点数〔几点钟LED闪烁几下〕〔1分〕三、实验条件Xilinx工程环境，win7操作系统，BASYS2实验板。
四、实验设计1.设计分析数字钟大体上由2个60进制计数器，1个24进制计数器构成，中间有数据选择器进展连接。
为实现提高功能，还需12进制计数和整点判断模块。
下列图为数字钟层次构造图。
2. 实验原理振荡器产生稳定的高频脉冲信号，作为数字钟的时间基准，再经分频器输出标准秒脉冲。
秒计数器计满60后向分计数器进位，分计数器满60后向小时计数器进位，小时计数器按24或12进制规律计数。
计数器的输送译码显示电路，即可显示出数码〔即时间〕。
计时出现误差时可以用校时电路进展校时和校分。
小时显示〔12\24〕切换电路、仿电台报时、定时闹钟为扩展电路，只有在计时主体电路正常运行的情况下才能进展功能扩展。
本实验采用Verilog HDL进展描述，然后用FPGA/CPLD实现，使用部50MHz 晶振作为时钟电路。
3. 逻辑设计实现上述功能的Verilog HDL 程序如下。
实现根本功能的程序分为两层次四个模块，底层有3个模块构成，即6进制计数器模块，10进制计数器模块和24进制计数器模块，顶层有一个模块，他调用底层的3个模块完成数字中的计时功能。
moduletimeclock(Hour,Minute,Second,CP,nCR,EN,Adj_Min,Adj_Hour,number,Light,clk,temp,c hange,AMTM,dingdong);output [7:0] Hour,Minute,Second;output [3:0] Light,temp;output [6:0] number;output clk,AMTM,dingdong;//clk为分频之后的时钟信号，频率为1Hz，AMTM为24进制转换12进制时说明上下午的变量，dingdong为整点报时时的闪烁信号。
实验六 任意进制计数器的构成
实验六任意进制计数器的构成设计性实验一、实验目的1、学习用集成触发器构成计数器的方法；2、掌握中规模集成计数器的使用及功能测试方法；3、运用集成计数计构成N分频器，了解计数计的分频作用。
二、实验原理计数器是一个用以实现计数功能的时序部件，它不仅可用来计脉冲数，还常用作数字系统的定时、分频和执行数字运算以及其它特定的逻辑功能。
计数器种类很多。
按构成计数器中的各触发器是否使用一个时钟脉冲源来分，有同步计数器和异步计数器。
根据计数制的不同，分为二进制计数器，十进制计数器和任意进制计数器。
根据计数的增减趋势，又分为加法、减法和可逆计数器。
还有可预置数和可编程序功能计数器等等。
目前，无论是TTL还是CMOS 集成电路，都有品种较齐全的中规模集成计数器。
使用者只要借助于器件手册提供的功能表和工作波形图以及引出端的排列，就能正确地运用这些器件。
1、用D触发器构成异步二进制加／减计数器图6－1是用四只D触发器构成的四位二进制异步加法计数器，它的连接特点是将每只D触发器接成T'触发器，再由低位触发器的Q端和高一位的CP端相连接。
图6－1 四位二进制异步加法计数器若将图6－1稍加改动，即将低位触发器的Q端与高一位的CP端相连接，即构成了一个4位二进制减法计数器。
2、中规模十进制计数器CC40192是同步十进制可逆计数器，具有双时钟输入，并具有清除和置数等功能，其引脚排列及逻辑符号如图6－2所示。
图中LD—置数端CP U—加计数端CP D—减计数端CO—非同步进位输出端BO—非同步借位输出端D0、D1、D2、D3—计数器输入端Q 0、Q 1、Q 2、Q 3 —数据输出端 CR图6－2 CC40192引脚排列及逻辑符号CC40192（同74LS192，二者可互换使用）的功能如表6－1，说明如下：当清除端CR 为高电平“1”时，计数器直接清零；CR 置低电平则执行其它功能。
当CR 为低电平，置数端LD 也为低电平时，数据直接从置数端D 0、D 1、D 2、D 3 置入计数器。
数字钟设计报告
数字钟设计报告1. 引言数字钟是一种常见的显示时间的设备，它采用数字显示方式，能够准确地显示当前的时间。
本文将介绍数字钟的设计过程、原理以及制作方法。
2. 设计原理数字钟的设计原理基于电子时钟的概念。
它由一个时钟芯片、数字显示模块和控制电路组成。
主要分为以下几个模块：2.1 时钟芯片时钟芯片是整个数字钟的核心部件，负责产生和维护精确的时间。
它通常采用晶振来生成时钟脉冲，并且能够根据输入的时间信号进行计数和更新。
2.2 数字显示模块数字显示模块用于将时间以数字形式显示出来。
它通常由七段数码管组成，每个数码管可以显示一个数字0-9。
通过控制每个数码管的亮灭，可以实现显示任意的数字。
2.3 控制电路控制电路负责调度时钟芯片和数字显示模块的工作，并且根据需要进行相应的控制操作。
它通常包括时钟信号的分频电路、扫描控制电路等。
3. 设计步骤数字钟的设计步骤如下：3.1 确定需求首先需明确数字钟的需求，包括显示的格式、功能要求等。
3.2 选取器件根据需求选取合适的时钟芯片、数字显示模块和控制电路。
3.3 连接器件根据器件的规格书和引脚图，将时钟芯片、数字显示模块和控制电路按照正确的方式连接起来。
3.4 编写控制程序根据选取的器件，编写相应的控制程序，实现时间的计数、显示和控制功能。
3.5 测试和校准完成连接和编程后，进行测试和校准，确保数字钟的工作稳定和准确。
4. 制作过程数字钟的制作过程包括如下几个步骤：4.1 准备材料和工具准备时钟芯片、数字显示模块、控制电路板、面板等材料和工具。
4.2 搭建电路根据设计步骤中的连接方法，将时钟芯片、数字显示模块和控制电路进行连接和焊接。
4.3 安装面板将连接好的电路板安装在面板上，同时安装按钮、开关等控制元件。
4.4 调试和测试对制作好的数字钟进行调试和测试，确保其工作正常。
4.5 完善和装饰对数字钟进行外观美化，例如涂漆、装饰图案等，使其更加美观。
5. 总结通过以上步骤，我们可以完成一个基本的数字钟设计和制作。