数字钟设计
多功能数字电子钟设计
多功能数字电子钟设计
-多功能数字电子钟
多功能数字钟的设计与仿真
一.设计任务与要求
设计任务:
设计一个多功能数字钟。
要求:
1.有“时”、“分”、“秒”(23小时59分59秒)显示且有校时功能。(设计秒脉冲发生器)
2.有整点报时功能。(选:上下午、日期、闹钟等)
3. 用中规模、小规模集成电路及模拟器件实现。
4. 供电方式: 5V直流电源
二.设计目的、方案及原理
1.设计目的
(1)熟悉集成电路的引脚安排。
(2)掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。
(3)熟悉面包板结构及其接线方法。
(4)熟悉多功能数字钟的构成及工作原理。
(5)熟悉多功能数字钟的设计与制作
2.设计思路
(1)设计数字钟的时、分、秒电路。
(2)设计可预置时间的校时电路。
(3)设计整点报时电路。
3.设计过程
3.1.总体设计方案及其工作原理为:
数字钟原理框图入图1所示,电路通常包含一下几个部分:振荡器、星期、小时、分钟、秒计数器、校时电路、报时电路。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时间信号务必做到准确稳固。通常使用石英晶体振荡器电路构成数字钟,但也能够用555定时器构成。
图1 系统框图
数字钟计时的标准信号应该是频率相当稳固的1HZ秒脉冲,因此要设置标准时间源。数字钟计时周期是24小时,因此务必设置24计数器,秒、分、时由数码管显示。
为使数字钟走时与标准时间一致,校时电路是必不可少的。设计中使用开关操纵校时电路“时”“分”“秒”计数器进行校时操作。
基于FPGA的数字钟设计
基于FPGA的数字钟设计
摘要:现实生活中经常会出现需要用时间测定参数数值的情况,服务日常生活和生产。
基于FPGA设计数字电路产品已经成为当前的重要设计方法。本文设计选用了Quartus软件
环境,运用描述逻辑Verilog HDL,由上至下的模式,基于FPGA完成了数字时钟的设计方案。本次设计成果采用按键对闹钟的起止点进行控制,能够显示时,分,秒等并且能够实现整点
报时。其中的FPGA技术就是本次试验的亮点之一,其设计易于学习,各个模块分工清晰,
在模拟软件上很容易运行,还能够适配于许多种环境,因此总体的系统性能指标还是相当有
保证的。
关键词:数字钟;FPGA;Verilog HDL;Quartus
1.1 课题研究背景
在现代社会,数据集成电路已广泛运用于日常日常生活的各行各业。数据集
成电路也在不停拆换。从起初的整流管、电子管、大中小型集成电路发展趋势为
具备特大型集成电路和独特作用的各类专用型集成电路。可是,因为微电子技术
科技进步的迅猛发展,集成电路设计方案和生产制造工作中再也不会由半导体生
产商独立担负。系统软件室内设计师更喜欢立即设计方案专用型集成电路(ASIC)
处理芯片,并马上资金投入具体运用,因而发生了当场可编程逻辑机器设备(FPLD),在其中应用最普遍的是当场可编门阵列(FPGA)。
数字钟是一种选用数字电路设计技术性完成时、分、秒计时的装置,在完成
数据与此同时表明时、分、秒的准确时间和精确校正时,体积小、重量轻、抗干
扰能力强、对自然环境需要高、高精密、易于开发设计等与在办公系统系统软件
电子数字钟的设计与制作
电子数字钟的设计与制作
设计和制作电子数字钟的步骤如下:
1. 确定需求:确定所要设计的电子数字钟的功能要求,如显示时间、日期、闹钟功能等。
2. 选取器件:选取合适的微控制器、显示屏、时钟芯片、按键等器件。微控制器需要具备足够的处理能力和接口,以便于控制显示屏和处理输入信号。
3. 硬件设计:根据选取的器件,设计电路图和PCB布局。包
括时钟电路、显示电路、按键电路、电源供电电路等。
4. 软件开发:编写嵌入式软件程序,实现时钟的各种功能。包括处理时间的计算与显示、闹钟功能的设置与触发、用户界面的交互等。
5. 制作电路板:利用电子设计软件将电路图转化为PCB文件,并进行打样加工,制作出电路板。
6. 组装调试:根据设计好的布局,将所选取的器件焊接到电路板上。完成后进行电路的检查、组装和连线等工作。
7. 软件烧录:通过编程器将软件程序烧录到微控制器中。
8. 调试测试:进行电源接入,对时钟的各个功能进行测试调试,确保其正常运行。
9. 外壳设计与制作:设计合适的外壳以保护电子数字钟,可以采用3D打印、注塑等方式制作外壳。
10. 最终装配与测试:将完整的电子数字钟进行装配,并进行
最后的测试以确保其功能正常。
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
数字电子钟设计报告,完整版
一、任务技术指标
设计一个数字电子钟
(1)能显示小时、分钟和秒;
(2)能进行24小时和12小时转换;
(3)具有小时和分钟的校时功能。
二、总体设计思想
1.基本原理
该数字钟由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器和校时电路等六部分组成。振荡器产生的钟标信号送到分频器,分频电路将时标信号分成每秒一次的方波秒信号。秒信号送入计数器进行计数,计数到60秒后向分进位,同理计数到60分后向小时进位,并将计数的结果以BCD-七段显示译码器显示出来。计数选用十进制计数器74LS760D,校时电路通过选通开关对“时”和“分”进行校时。二十四小时和十二小时的转换也可以用开关进行选择。
2.系统框图
如图1:振荡器产生的钟标信号送到分频器,分频电路将时标信号送至计数器。计数器通过译码显示把累计的结果以“时”、“分”、“秒”的数字显示出来。整个过程中可选择用校时电路进行校时。
图1 系统框图
三、具体设计
1.总体设计电路
该数字钟由振荡器、分频器、计数器、显示器和校时电路组成。振荡器产生的钟标信号送到分频器,分频电路将时标信号分成每秒一次的方波秒信号。秒信号送入计数器进行计数,计数到60秒后向分进位,同理分计数器计数到60分后向小时进位,并将计数的结果以BCD-七段显示译码器显示出来。计数选用十进制计数器74LS760D,校时电路通过选通开关对“时”和“分”进行校时。二十四小时和十二小时的转换可以用开关进行选择。
图2 总体电路图
2.模块设计
(1)振荡器的设计
振荡器是数字钟的核心。振荡器的稳定度及频率的精确度决定了数字钟计时的准确程度,通常选用石英晶体构成振荡器电路。石英晶体振荡器的作用是产生时间标准信号。因此,一般采用石英晶体振荡器经过分频得到这一时间脉冲信号。
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;
数字电子时钟设计
数字电子时钟设计
数字电子时钟是一种简单易用、精度高、使用方便的时钟仪器。在现代化的生活中,数字电子时钟已经成为人们生活和工作中不可缺少的一部分。本文将介绍数字电子时钟的设计及其原理。
1. 数字电子时钟的结构
数字电子时钟一般由数字显示器、电源、时钟芯片、振荡电路和控制电路等几个部分组成。
数字显示器:数字电子时钟采用的是七段数码管作为显示器,显示出当前时刻的时间。
电源:数字电子时钟的电源一般采用直流电源,可以通过普通的插座或者电池供电。
时钟芯片:时钟芯片是数字电子时钟的核心部分,可以提供高精度的时钟信号,并且可以根据用户设置的时间来进行计时。
振荡电路:振荡电路是数字电子时钟的发挥器,用于产生一个稳定的高精度的时钟信号。
控制电路:控制电路主要用于对数字电子时钟进行各种设置,并且可以控制数字电子时钟的各种功能。
2. 数字电子时钟的操作原理
数字电子时钟的操作原理是通过时钟芯片来实现的。时钟芯片可以提供一个高精度的时钟信号,这个时钟信号可以被控制电路所接收,并且控制电路可以将这个信号转化为秒、分、时等时间单位。
随着科技的发展,数字电子时钟的精度越来越高,可以达到秒级甚至毫秒级的精度。这些高精度的时钟芯片可以通过电子时钟所连接的振荡电路来产生非常稳定的时钟信号。
3. 数字电子时钟设计的技术要求
数字电子时钟的设计需要考虑以下几个方面的技术要求:
(1)高精度的时钟信号
数字电子时钟的时钟信号需要具有高精度,通常要求时钟误差不超过几秒钟。这就需要时钟芯片具有非常高的精度的时钟信号源,同时还需要连接高精度的振荡电路。
数电课程设计数字钟的设计
数电课程设计数字钟的设计
数电课程设计。数字钟的设计。1仿真电路显示时,分,秒。2采用二
十四小时制或者十二小时制。3具有校时功能。可以对小时和分单独校时,对分校时的时候,停止分向小时进位。校时时钟源可以手动输入或借用电
路中的时钟。4具有正点报时功能,正点前10秒开始,蜂鸣器一秒响一秒
停地响五次。5为了保证计时准确,稳定,由晶体振荡器提供标准时间的基准信号。
本科生课程设计
题目课程专业班级
学号姓名指导教师完成时间
数电课程设计。数字钟的设计。1仿真电路显示时,分,秒。2采用二
十四小时制或者十二小时制。3具有校时功能。可以对小时和分单独校时,对分校时的时候,停止分向小时进位。校时时钟源可以手动输入或借用电
路中的时钟。4具有正点报时功能,正点前10秒开始,蜂鸣器一秒响一秒
停地响五次。5为了保证计时准确,稳定,由晶体振荡器提供标准时间的基准信号。
目录
1设计的目的及任务 (3)
1.1课程设计的目的...............................................(3)1.2课程
设计的任务与要求 (3)
2电路设计总方案及原理框图 (3)
2.1数字电子钟基本原理...........................................(3)2.2原理框图.. (4)
3.单元电路设计及元件选择 (4)
3.1六十进制计数器..................................................(4)3.2二十四进制计数器................................................(5)3.3显示屏..........................................................(6)3 .4校时电路.. (6)
数字钟开题报告
数字钟开题报告
一、项目背景
在我们日常生活中,数字钟已经成为了我们生活不可或缺的一部分。不论是在家庭、学校还是办公场所,我们都能看到数字钟的身影。数字钟不仅仅是一个时间显示工具,它还承载着人们对时间的认知和规划。随着科技的不断进步,数字钟的功能和样式也得到了不断的改进和升级。数字钟的研发和创新一直是一个热门领域,吸引着众多科研人员和技术工作者的关注。
二、项目目的
本项目旨在设计和制造一款功能强大、样式独特的数字钟。通过开展该项目,我们将探索数字钟的各种特性和功能,并结合市场需求进行创新设计。通过项目的实施,我们旨在提高数字钟的显示精度、扩展其功能,增强用户对时间的感知和管理。此外,我们还将关注数字钟的外观设计,使其能够融入各种生活场景,成为一件艺术品。
三、项目计划
1. 前期准备阶段:
在该阶段,我们将进行市场调研和用户需求分析,了解当前市场上数字钟的现状和存在的问题,并通过用户调研确定我们设计的数字钟的目标用户群体。同时,我们还将组建项目团队,明确各个成员的职责和任务。
2. 设计与开发阶段:
在该阶段,我们将进行数字钟的整体设计和功能设计。我们将考虑数字钟的显示精度、稳定性和可靠性等方面,并引入先进的技术和材料进行创新。同时,我们还将进行外观设计,力求使数字钟具有简约、时尚的外观风格。
3. 制造与测试阶段:
在该阶段,我们将进行数字钟的制造和测试工作。我们将与供应商合作,选择合适的材料和零部件,并组织制造工作。同时,我们还将进行严格的质量控制和测试,确保数字钟的品质和各项功能的正常运行。
4. 推广与销售阶段:
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
数字钟设计原理
数字钟设计原理
数字钟是一种用于显示当前本地时间的常用电子仪器,其设计原理由一个定时器(timer),一个计数器(counter),一个按键(key),一个复位(reset)和一个数码显示(digital display)组成。
1、定时器:定时器是数字钟的核心部件,用于产生一定周期的时间刻度。它运行速度可以调节,使数字钟的计时是正确的,吊空的时间刻度的计数也是一定的,精度越高,数字钟就越准确。
2、计数器:计数器将定时器产生的时间刻度转换为按顺序计数的高低电平,以便根据它来控制数码显示的变化。
3、按键:按键是用来调整时间的,当按下按键,数字钟的时间就会发生改变。
4、复位:复位是把时间刻度重新设定为零,使数字钟能够正确显示时间,这在可能出现故障或需要重新设置时间刻度时非常有用。
5、数码显示:数码显示负责显示数字钟显示时间,其显示精度越高,数字钟计时越准确。
以上是数字钟设计原理的介绍,补充一下,数字钟还可以根据外部时钟信号来调整时间,也就是同步时间,这样可以保证数字钟的计时准确。
数字时钟设计
数字时钟设计
摘要
随着科技的发展和时间的推移,对钟表精度、实用性的需求也在日益提高。
主要以STC12C5A60S2为核心组成,以LCD1602 LCD作为 LCD显示器,利用 C编
程实现了 MCU的内部编程,使其更加准确实用。本系统具有时、分、秒十进制的
计时功能,手动校时校分功能,12小时24小时切换功能,个性化语音定时功能。
关键词:数字时钟STC12C5A60S2 LCD1602
一、引言
(一)研究背景
人类社会是不断发展前进的,人们的生活习惯更是随着人类科技的发展进步
而不断适应改变,科技无时无刻不在改变着我们的生活,使我们的生活质量逐步
提高。20世纪末,电子技术获得了飞速的发展,当前, MCU正朝着高性能、多
样化方向发展,并将向 CMOS、低功耗、体积小、容量大、高性能、低成本、内
置外围电路等方向发展。这里是目前微处理器发展的一个重要方向。采用微处理
器进行微处理器的目的是彻底地改造传统的控制系统的思想和设计方式。大部分
过去需要通过模拟或者数字的方式来完成的功能,如今都可以通过单片机来完成。该技术以软体取代硬体,亦称微型化,是一场对常规技术的革命性变革。时钟就
是诸多科技的一种,从古时人们的结绳记时开始,人们发明了时钟的雏形—日晷,通过太阳光影映射表盘记录时间,再后来人们发明了时钟,使人们可以较清楚地
掌握时间,但时钟占空间多,时间表示不够精确、不够直观,所以现在人们又发
明了数字时钟,数字时钟采用数字时间显示取代了模拟表盘的时钟,是时间表示
准确到秒,并且体积小,使用方便,已经广泛取代市面上的表盘时钟。
数字钟时钟电路图
在电路中用到了D触发器74LS74,74LS74的管脚图如图12。
图12
下面将介绍一些有关触发器的内容:
触发器,它是由门电路构成的逻辑电路,它的输出具有两个稳定的物理状态(高电平和低电平),所以它能记忆一位二进制代码。触发器是存放在二进制信息的最基本的单元。按其功能可为基本RS触发器触、JK触发器、D触发器和T触发器。
输入输出
输入输入输出
清零
图4图5
图6
输入
输出
CK
CR
EN
上升沿
L
H
加计数
L
L
上升沿
加计数
下降沿
L
X
保持
X
L
上升沿
上升沿
L
L
H
L
下降沿
X
L
X
全为L
上表:CD4518的功能表
振荡器和分频器两部分构成振荡电路,它的电路图如图7所示。
根据图7可知电路的工作原理是:石英晶体振荡器提供的频率为1MHz,CD4518组成十分频电路。并且一个CD4518可以组成两个十分频电路即:CD4518的引脚2与引脚6组成一个十分频电路而引脚10与引脚14组成另一个十分频电路。晶振的输出接入第一块CD4518的输入引脚2,经过一次十分频,频率变为100KHz。输出引脚6接入同一块CD4518的引脚10经第二次分频,频率变为10KHz。输出引脚接人第二块CD4518的输入引脚2再经一次分频,频率变为1KHz。这样经过六次分频最后可以得到1Hz的频率。
单片机课程设计:数字电子钟
智能家居:数字电子钟作为智能家居的一部分,具有广阔的市场前景
智能穿戴设备:数字电子钟可以应用于智能手表、智能手环等穿戴设备,具有巨大的市场潜力
技术发展趋势
智能化:数字电子钟将更加智能化,能够自动调整时间、日期等
网络化:数字电子钟将实现网络连接,能够远程控制和查看时间
节能化:数字电子钟将更加注重节能环保,降低功耗和噪音
多功能化:数字电子钟将集成更多功能,如闹钟、计时器、温度计等
未来展望
智能化:数字电子钟将更加智能化,具备更多的功能,如语音控制、远程控制等。
网络化:数字电子钟将更加网络化,可以与其他智能设备进行互联互通,实现智能家居控制。
定制化:数字电子钟将更加定制化,可以根据用户的个性化需求进行定制,满足不同用户的需求。
控制原理
微处理器还负责控制其他功能模块,如闹钟、定时器等。
微处理器通过控制电源管理模块,实现系统的节能和低功耗。
数字电子钟的核心是微处理器,负责控制整个系统的运行。
微处理器通过读取时钟芯片的数据,计算时间,并控制显示模块显示时间。
报警原理
数字电子钟通过内置的时钟芯片进行计时,当到达设定的时间时,会触发报警功能。
软件设计
编程语言:C语言或Java等
软件架构:模块化设计,易于维护和扩展
设计简易数字时钟的目以及意义200字
设计简易数字时钟的目以及意义200字
设计简易数字时钟的目的是为了提供人们准确、方便的时间显示,帮助人们更好地管理时间,安排日程和活动。它的意义主要体现在以下几个方面:
1. 时间管理:数字时钟以数字形式显示时间,直观、准确。通过数字时钟,人们可以快速地了解当前的时间,从而更好地掌握时间的流逝,有效地安排工作和生活。
2. 方便性:数字时钟采用数字显示,简单明了,不需要进行繁琐的读数和计算。它可以在各种场景下使用,包括公共场所、家庭、办公室等,为人们提供方便的时间参考。
3. 规律生活:数字时钟的存在使人们更容易养成规律的生活习惯。通过时钟的指示,人们可以按时起床、吃饭、学习、工作、休息等,有助于人们维持健康的生活作息,提高工作效率。
4. 观念培养:数字时钟也可以作为教育工具,帮助儿童学习时间概念和数字。通过观察和理解数字时钟的显示,儿童可以学会读取时间、理解时间的概念,并逐渐培养时间观念和时间管理能力。
综上所述,设计简易数字时钟的目标和意义在于提供准确、方便的时间显示,帮助人们合理安排时间、养成规律的生活习惯,并促进人们的时间观念和时间管理能力的培养。
多功能数字钟电路设计
多功能数字钟电路设计
多功能数字钟电路可以用来显示时间、日期、闹钟和定时器等功能。下面是一个简单的多功能数字钟电路设计,它基于CD4511七段译码器和CD4543 BCD-七段译码器。
1. 时间显示功能
为了显示时间,我们需要使用CD4543 BCD-七段译码器。该译码器接收来自实时时钟(RTC)模块的BCD编码输出。RTC模块可以用来跟踪时间和日期,它通常包括一个晶体振荡器、计数器和存储器。BCD 编码输出通过CD4543译码器转换为七段LED显示。
2. 日期显示功能
类似于时间显示功能,日期显示也需要使用RTC模块。RTC模块可以提供年份、月份和日期的BCD编码输出。这些编码输出通过CD4543译码器转换为七段LED显示。
3. 闹钟功能
闹钟功能可以通过计时器和比较器实现。我们可以使用555定时器作
为计时器,它可以生成一个固定的时间间隔。然后,我们可以使用一个比较器来比较当前时间和闹钟时间。如果它们匹配,闹钟就会响起。
4. 定时器功能
定时器功能可以通过555定时器来实现。我们可以设置计时器的时间间隔,并使用CD4511七段译码器来显示剩余时间。当定时器完成计时时,它可以触发一个报警器或执行其他操作。
总之,多功能数字钟电路可以实现时间、日期、闹钟和定时器等多种功能。这些功能可以通过RTC模块、CD4511七段译码器、CD4543 BCD-七段译码器和555定时器等元件来实现。
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东北石油大学课程设计
2012年6月10日
东北石油大学课程设计任务书
课程硬件课程设计
题目数字钟设计
专业
主要内容、基本要求等
一、主要内容:
利用EL教学实验箱、微机和QuartusⅡ软件系统,使用VHDL语言输入方法设计数字钟。可以利用层次设计方法和VHDL语言,完成硬件设计设计和仿真。最后在EL教学实验箱中实现。
二、基本要求:
1.具有时,分,秒,计数显示功能,以24小时循环计时。
2.具有清零功能。
三、扩展要求:
1.调节小时、分钟功能。
2.整点报时功能,整点报时的同时LED灯花样显示。
四、参考文献:
[1] 潘松,王国栋,VHDL实用教程〔M〕.成都:电子科技大学出版社,2000.(1)
[2] 崔建明主编,电工电子EDA仿真技术北京:高等教育出版社,2004
[3] 李衍编著,EDA技术入门与提高王行西安:西安电子科技大学出版社,2005
[4] 侯继红, 李向东主编,EDA实用技术教程北京:中国电力出版社,2004
[5] 沈明山编著,EDA技术及可编程器件应用实训北京:科学出版社,2004
完成期限2周
指导教师
专业负责人
2012年7 月 6 日
东北石油大学课程设计成绩评价表
指导教师:年月日
摘要
本文对EDA的概念,技术及其应用进行了概述并利用VHDL语言在EDA平台上设计一个电子数字钟,它的计时周期为24小时,显示满刻度为23时59分59秒,另外还具有校时功能和闹钟功能。总的程序由几个各具不同功能的单元模块程序拼接而成,并且使用Quartus7.2-II软件进行电路波形仿真,下载到EDA实验箱进行验证。根据系统设计要求,系统设计采用自顶向下设计方法,由时钟分频部分、计时部分、按键部分调时部分和显示部分五个部分组成。这些模块都放在一个顶层文件中。
首先下载程序进行复位清零操作,电子钟从00:00:00计时开始。sethour可以调整时钟的小时部分, setmin可以调整分钟,步进为1。
用6位数码管分别显示“时”、“分”、“秒”,通过OUTPUT( 6 DOWNTO 0 )
上的信号来点亮指定的LED七段显示数码管。
手动调节分钟、小时,可以对所设计的时钟任意调时间,这样使数字钟真正具有使用功能。我们可以通过实验板上的键7和键4进行任意的调整,因为我们用的时钟信号均是1HZ的,所以每LED灯变化一次就来一个脉冲,即计数一次。
reset为复位键,低电平时实现清零功能,高电平时正常计数。可以根据我们自己任意时间的复位。
关键词:EDA(电子设计自动化);VHDL(硬件描述语言),数字钟。
目录
第1章概述 (1)
1.1EDA的概念 (1)
1.2EDA的工作平台 (2)
第2章数字钟的系统分析 (4)
2.1设计目的 (4)
2.2功能说明 (4)
2.3性能指标及功能设计 (4)
2.4总体方框图 (5)
第3章数字钟的工作原理及其设计 (6)
3.1数字钟的基本工作原理: (6)
3.2设计思路 (7)
第4章VHDL源程序 (8)
4.1A LERT模块 (8)
4.2H OUR模块 (9)
4.3M INUTE模块 (10)
4.4S ECOND模块 (11)
第5章数字钟的测试与运行 (13)
5.1工程建立及存盘 (13)
5.2工程项目的编译 (13)
5.3目标芯片的选择 (14)
5.4时序仿真 (15)
5.5引脚锁定 (17)
5.6件测试 (17)
5.7实验结果 (19)
结论 (20)
参考文献 (21)
第1章概述
1.1 EDA的概念
EDA是电子设计自动化(Electronic Design Automation)的缩写,在20世纪90年代初从计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助测试(CAT)和计算机辅助工程(CAE)的概念发展而来的[1]。
EDA技术就是以计算机为工具,设计者在EDA软件平台上,用硬件描述语言HDL完成设计文件,然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真,直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。EDA技术的出现,极大地提高了电路设计的效率和可操作性,减轻了设计者的劳动强度[2]。
现在对EDA的概念或范畴用得很宽。包括在机械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域,都有EDA的应用。目前EDA 技术已在各大公司、企事业单位和科研教学部门广泛使用。例如在飞机制造过程中,从设计、性能测试及特性分析直到飞行模拟,都可能涉及到EDA技术。本文所指的EDA技术,主要针对电子电路设计、PCB设计和IC设计。EDA 设计可分为系统级、电路级和物理实现级。本次毕业设计课题实现的核心技术即为EDA相关技术[3]。
1.1.1设计方法
(1) 前端设计(系统建模RTL级描述)后端设计(FPGAASIC)系统建模。
(2) IP复用。
(3) 前端设计。
(4) 系统描述:建立系统的数学模型。
(5) 功能描述:描述系统的行为或各子模块之间的数据流图。
(6) 逻辑设计:将系统功能结构化,通常以文本、原理图、逻辑图、布尔表达式来表示设计结果。
(7) 仿真:包括功能仿真和时序仿真,主要验证系统功能的正确性及时序特性。
1.1.2 EDA技术及应用
EDA在教学、科研、产品设计与制造等各方面都发挥着巨大的作用。在教学方面,几乎所有理工科(特别是电子信息)类的高校都开设了EDA课程。主要是让学生了解EDA的基本概念和基本原理、掌握用HDL语言编写规范、掌握逻辑综合的理论和算法、使用EDA工具进行电子电路课程的实验验证并从事简单系统的设计。一般学习电路仿真工具(如multiSIM、PSPICE)和PLD开发工具(如