多功能数字钟设计实验报告
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。
多功能电子时钟数字系统课程设计设计实验报告
多功能电子时钟数字系统课程设计设计实验报告数字系统课程设计设计实验报告———多功能电子时钟目录一、电子时钟的功能及工作介绍 01、本设计电子时钟具有的功能 02、本设计电子时钟工作介绍 0二、设计思路 0三、各模块具体介绍 (1)计数器模块： (1)控制模块： (3)四、仿真 (6)五、实验成果 (6)六、实验总结和感想 (6)1、实验错误排查和解决 (6)2、实验感想 (7)七、各模块代码 (8)1、计数器模块 (8)2、控制模块 (20)一、电子时钟的功能及工作介绍1、本设计电子时钟具有的功能1）具有显示时、分、秒的功能，能准确显示时间2）能够手动设置时间3）具有闹钟功能，可以设置闹钟的时间，然后再实际时间与设定时间相等是闹钟响，并有闹钟开关，可控制其是否响4）具有秒表功能，可以累计计时2、本设计电子时钟工作介绍此电子时钟开机后即会显示时间，其中后两位数码管显示秒，前两位数码管显示分，还可以通过拨盘开关S1来使得前两位数码管显示小时。
（开机后，按下按键1一次，会继续显示时间。
）此后，每按下按键1一次，会显示设置小时界面，按下按键1两次会显示设置分钟界面，按下按键1三次会显示闹钟设置小时界面，按下按键1四次会显示闹钟设置分钟界面，按下按键1五次会显示秒表界面。
而在每一个界面，按下按键2相应的位会开始跳动，在按下按键2时，跳动停止，此时按下按键3，即确认键，则会返回时间显示状态。
二、设计思路设计一个电子时钟，必然要用到计时器，而需要设置时间和闹钟，又需要控制器来控制系统所处的状态。
我们采用外部一个按键来切换系统的状态，用另一个按键来调整时间和启动秒表，再有一个按键来确认操作，并返回显示状态，继续等待命令。
在控制器中，需要接受外部信号，并给出信号给计时器，使其做出相应的动作。
多功能时钟设计实验报告
多功能数字钟设计实验报告一．已知条件Quartus II9.1软件DE0实验开发装置二．设计内容及要求用Verilog HDL设计一个多功能数字钟基本功能时、分用数码管显示；秒用LED显示；小时用同步12/24进制；分秒计数器用同步60进制；手动校时、校分。
扩展功能任意闹钟；（1分）小时为12/24可切换。
（1分）报正点数（几点钟LED闪烁几下）。
（1分）另外：十进制加/减可逆计数器设计（p286）。
（2分）三．仿真环境说明软件环境：Quartus II 9.1硬件环境：硬件平台DE0，FPGA芯片为Cyclone ⅢEP3C16F484本实验除时钟源、按键、拨动开关和显示器（数码管）之外的所有数字电路功能都是用VHDL 语言实现的。
这样设计具有体积小、设计周期短（设计过程中即可实现时序仿真）、调试方便、故障率低、修改升级容易等特点。
本设计采用自顶向下、混合输入方式（原理图输入——顶层文件连接和VHDL语言输入——各模块程序设计）实现数字钟的设计、下载和调试.四．系统框图与说明1.数字钟电路系统由主体电路和扩展电路两大部分所组成。
2. 秒计数器计到59后，下一秒到来时，秒计时器满60，接着清零后向分计数器进位；同样分计数器计满60后向小时计数器进位；小时计数器按照“24进制”规律计数，每当小时计到23小时时，当分计数和秒计数分别59，59时，即到23小时59分，59秒时候，时分秒全部清零，从新开始计数。
小时计数器按照“12进制”规律计数，每当小时计到23小时时，当分计数和秒计数分别59，59时，即到12小时59分，59秒时候，时分秒全部清零，小时为1，从新开始计数。
3. 计数器的输出经译码器送显示器，显示器用,4个数码管表示，每两个数码管分别表示小时，分钟。
秒钟用8个LED管显示，各4位用8421码显示一位十进制秒数。
模块:1.counter60: 该模块为60进制计数器,计时输出为秒或分的数值.由3个输入端CP,nCR,EN控制该模块2. counter24: 该模块为24-12转换计数器,计时输出小时的数值. change12_24为1时进行24hour计数，为0时进行12hour计数3.led_clock:此模块为整点报时提供控制信号.4.trans: 它是七段译码器.该模块对应不同的片选信号送出不同的要显示的数码管的译码后的信号。
多功能数字钟的设计报告
多功能数字钟旳设计报告目录1．实验目旳 (2)2．实验题目描述和规定 (2)3．设计报告内容 (2)3.1实验名称 (2)3.2实验目旳 (2)3.3实验器材及重要器件 (2)3.4数字钟基本原理和电路设计 (3)3.5数字电子钟单元电路设计、参数计算和器件选择..............................3-8 3.6数字电子钟电路图 (9)3.7数字电子钟旳组装与调试 (9)4．实验结论 (9)5．实验心得 (10)参照文献 (10)1．实验目旳※掌握组合逻辑电路、时序逻辑电路及数字逻辑电路系统旳设计、安装、测试措施；※进一步巩固所学旳理论知识，提高运用所学知识分析和解决实际问题旳能力；※提高电路布局﹑布线及检查和排除故障旳能力；※培养书写综合实验报告旳能力。
2. 实验题目描述和规定1、基本规定（1）能进行正常旳时，分，秒计时旳功能，分别由6个数码管显示24小时、60分钟、60秒钟旳计数显示。
（2）、具有清零功能。
（3）、具有开、关功能。
2、发挥部分（1）能实现“校时”“校分”功能：当按下“SA”“校时”键时，计时器迅速递增，并按24小时循环，计满23小时后返回00；按下“SB”“校分”键时，计分器迅速递增，并按60分钟循环，计满59分钟后返回00；但不向“时”进位。
（2）能运用扬声器做整点报时：整点自动报时。
（参照：在离整点10s内，便自动发出鸣叫声，步长1s，每隔1s鸣叫一次，前四响是低音，最后一响为高音，最后一响结束为整点，报时频率可定为1KHz。
）能进行整点报时：当计时达到59分50秒后，每隔2秒钟发出一次低音“嘟”信号(其声音频率为500HZ)，持续5次达到整点，发出一次高音“嘀”信号(其声音频率为1000HZ)3、对电路进行逻辑功能仿真。
3．设计报告内容3.1实验名称: 数字电子钟3.2实验目旳·掌握数字电子钟旳设计、组装与调试措施；·熟悉集成电路旳使用措施。
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。
多功能数字闹钟电路设计实验报告
多功能数字闹钟电路设计实验报告
实验目的：设计一个多功能数字闹钟电路，能够显示时间、设定并响起闹铃。
实验原理：本实验采用数字集成电路实现数字显示和闹铃功能。
数字显示部分采用BCD到七段数码管解码器74LS47和共阴
七段数码管进行实现，闹铃部分采用555定时器集成电路作为发生器，通过驱动蜂鸣器发出声音。
实验仪器：多功能数字闹钟电路实验箱、数字集成电路
74LS47、七段数码管、555定时器集成电路、蜂鸣器、电源、
示波器等。
实验步骤：
1. 按照电路图连接电路。
将74LS47连接到七段数码管，将
555定时器连接到蜂鸣器和电路中相应的电源和地线。
2. 上电并调节电路供电电压。
3. 设定时间。
通过拨动开关和按钮进行时间的设定。
4. 切换闹钟状态。
通过开关切换闹钟的开启和关闭状态。
5. 监测闹钟时间。
借助示波器调整闹钟时间的精度。
6. 监测闹钟声音。
确认蜂鸣器发出的声音符合要求。
实验结果：实验中，我们成功设计并调试出了一个多功能数字闹钟电路。
通过拨动开关和按钮可以设定时间，并且可以通过切换开关来设置闹钟的开启和关闭状态。
实验中监测到的闹钟时间和声音都符合预期要求。
结论：通过本次实验，我们成功设计了一个多功能数字闹钟电路，实现了时间显示和闹铃功能。
实验结果显示该电路的性能良好，具有实用价值。
在实验中我们也学到了关于数字集成电路和定时器集成电路的使用和调试方法。
单片机多功能电子数字钟课程设计报告
多功能电子数字钟设计数字钟在日常生活中最常见, 应用也最广泛。
本文主要就是设计一款数字钟, 以89C52单片机为核心, 配备液晶显示模块、时钟芯片、等功能模块。
数字钟采用24小时制方式显示时间, 定时信息以及年月日显示等功能。
文章的核心主要从硬件设计和软件编程两个大的方面。
硬件电路设计主要包括中央处理单元电路、时钟电路、人机接口电路、信号处理电路、执行电路等几部分组成。
软件用C语言来实现, 主要包括主程序、键盘扫描子程序、时间设置子程序等软件模块。
关键词单片机液晶显示器模块数字钟一硬件电路设计及描述；1.MCS-51单片机单片机是在一块硅片上集成了各种部件的微型计算机。
这些部件包括中央处理器CPU、数据存储器RAM、程序存储器ROM、定时器/计数器和多种I/O接口电路。
8051单片机的结构特点有以下几点: 8位CPU；片内振荡器及时钟电路； 32根I/O线；外部存储器ROM和RAM；寻址范围各64KB；两个16位的定时器/计数器； 5个中断源, 2个中断优先级；全双工串行口。
定时器/计数器8051内部有两个16位可编程定时器/计数器, 记为T0和T1。
16位是指他们都是由16个触发器构成, 故最大计数模值为2 -1。
可编程是指他们的工作方式由指令来设定, 或者当计数器来用, 或者当定时起来用, 并且计数（定时）的范围也可以由指令来设置。
这种控制功能是通过定时器方式控制寄存器TMOD来完成的。
在定时工作时, 时钟由单片机内部提供, 即系统时钟经过12分频后作为定时器的时钟。
技术工作时, 时钟脉冲由TO和T1输入。
中断系统8051的中断系统允许接受五个独立的中断源, 即两个外部中断申请, 两个定时器/计数器中断以及一个串行口中断。
外部中断申请通过INTO和INT1（即P3.2和P3.3）输入, 输入方式可以使电平触发（低电平有效）, 也可以使边沿触发（下降沿有效）。
2.8051的芯片引脚如图1-2所示VCC: 供电电压。
电子综合设计多功能数字钟报告
电子综合设计多功能数字钟报告报告内容如下：一、设计目的和原理多功能数字钟是一种能够显示时间，并具有闹钟、计时、倒计时等功能的电子设备。
本设计的目的是通过FPGA实现一个多功能数字钟的功能，以实现时间的显示和闹钟的设置功能。
二、设计方案和实现1.硬件设计方案：本设计使用FPGA作为主控芯片，使用七段数码管作为显示器，通过与FPGA的IO口连接来实现时间的显示功能。
同时，使用按键作为输入进行功能的选择和设置。
2.硬件连接：将FPGA的IO口连接到七段数码管的控制端，通过IO口输出相应的数字信号来控制数码管的亮灭。
将按键连接到FPGA的IO口，通过IO口输入按键的信号。
此外，还需要连接一个晶振电路来提供时钟信号。
3.软件设计方案：本设计使用VHDL语言进行程序设计，通过状态机来实现多功能数字钟的功能。
具体实现包括时间的显示、闹钟的设置和启动、计时和倒计时功能的实现。
通过按键的输入来切换不同的状态，实现不同功能的切换和设置。
4.软件实现具体步骤：(1)定义状态机的状态，包括时间显示、闹钟设置、计时和倒计时等状态。
(2)在时间显示状态下，通过FPGA的IO口输出相应的数字信号来控制七段数码管的亮灭，实现时间的显示。
(3)在闹钟设置状态下，通过按键的输入来设置闹钟时间，并将设置好的时间保存在寄存器中。
(4)在计时和倒计时状态下，通过按键的输入来实现计时和倒计时功能，并通过七段数码管的显示来实时显示计时和倒计时的时间。
以下为本设计的完整程序代码：```vhdl--时钟频率--定义状态signal state : state_type;--定义时钟、按键和数码管信号signal clk : std_logic;signal key : std_logic_vector(1 downto 0);signal seg : std_logic_vector(6 downto 0);--闹钟时间寄存器signal alarm_hour_reg : std_logic_vector(5 downto 0);signal alarm_min_reg : std_logic_vector(5 downto 0);--计时和倒计时寄存器signal count_up_reg : std_logic_vector(23 downto 0); signal count_down_reg : std_logic_vector(23 downto 0); signal count_down_flag : std_logic := '0';beginclock : processbeginwhile true loopclk <= '0';wait for 10 ns;clk <= '1';wait for 10 ns;end loop;end process;key_scan : process(clk)beginif rising_edge(clk) thenkey <= key_scan_func; -- 按键扫描函数end if;end process;fsm : process(clk, key)beginif rising_edge(clk) thencase state isif key = "10" then -- 第一个按键按下state <= set_alarm;elsif key = "01" then -- 第二个按键按下state <= count_up;end if;when set_alarm =>seg <= set_alarm_func; -- 闹钟设置函数if key = "00" then -- 两个按键同时按下elsif key = "01" then -- 第一个按键按下state <= count_up;end if;when count_up =>seg <= count_up_func; -- 计时函数if key = "00" then -- 两个按键同时按下elsif key = "10" then -- 第二个按键按下state <= count_down;count_down_flag <= '1';end if;when count_down =>seg <= count_down_func; -- 倒计时函数if key = "00" then -- 两个按键同时按下count_down_flag <= '0';elsif key = "01" then -- 第一个按键按下state <= count_up;count_down_flag <= '0';end if;end case;end if;end process;--数码管信号和显示模块的连接display : entity work.seg_displayport mapclk => clk,seg => segend architecture;```四、总结与展望通过FPGA实现多功能数字钟的设计，在硬件和软件的配合下，实现了时间的显示和闹钟的设置功能。
多功能数字时钟实验报告
重庆交通大学开放性实验报告（A类）项目名称：多功能数字钟电路设计专业班级：电子2班学生姓名：何昕泽小组成员：何聪、范瑞目录多功能数字时钟设计 (3)摘要 (3)1. 系统原理框图 (4)2. 单元电路设计与仿真 (5)2.1时间脉冲产生电路 (5)2.2时间计数器电路 (6)2.3十二与二十四小时的切换 (8)2.4校时电路 (8)2.5报时电路 (9)2.6电路总图 (9)3. PCB板的制作 (10)3.1原理图的绘制 (10)3.2 PCB的制作 (11)3.3 PCB 图 (12)4. 心得与体会 (12)附录原件清单 (13)附件1仿真电路图 ............................ 错误!未定义书签。
附件2电路原理图 ............................ 错误!未定义书签。
附件3 PCB图.............................. 错误!未定义书签。
多功能数字时钟设计摘要数字电子钟实际上是一个对标准频率（1Hz ）进行计数的计数电路。
由振荡电路形成秒脉冲信号，秒脉冲信号输入计数器进行计数，并把累计结果以“时” “分”“秒”的数字显示出来。
秒计数器电路计满60后触发分计数器电路，分计数器电路计满60后触发时计数器电路，当计满24小时后又开始下一轮的循环计数。
一般由振荡电路、计数器、数码显示器等几部分组成。
振荡电路：主要用来产生时间标准信号，由NE555组成的多谐振电路产生，但是因为时钟的精度主要取决于时间标准信号的频率及稳定度，所以一般采用石英晶体振荡器。
分频器：因为振荡器产生的标准信号频率很高，要是要得到“秒”信号，需一定级数的分频器进行分频。
计数器：有了“秒”信号，则可以根据60秒为1分，24小时为1天的进制，分别设定“时”、“分”“秒”的计数器，分别为60进制，60进制,24进制计数器，并输出一分，一小时的进位信号。
校时器：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可以对分和时进行校时。
多功能数字钟的设计报告
多功能数字钟的设计报告
一、简介
本项目为一款多功能数字钟，考虑到时代的发展，利用计算机技术和
电子工艺，设计出一款全新的数字钟，它可以满足日常生活中的不同需求。
二、功能
1、设置时间和日期的功能。
2、支持闹钟功能，可以设置多个闹钟，每天自动响铃提醒。
3、支持倒计时功能，用户可以设置倒计时的时间，可以实现计时功能。
4、支持自定义界面功能，用户可以根据自己的喜好来设置数字钟的
界面和背景图案。
5、钟表外观强大，具有耐用、耐磨、耐高温等特点，能够满足不同
应用环境的要求。
三、硬件系统
本项目采用先进的微控制芯片技术，设计制造的多功能数字钟由主控
单元、传感器、触摸控制板、显示屏、外壳等组成。
1、主控单元：采用先进的微控制器进行控制，并结合定时器、中断
处理模块进行时间控制，主控单元负责接收传感器信号，控制显示屏信息，实现时钟的功能。
2、传感器：采用光电传感器、按键传感器等，可以有效地接收外部
信号，实现对外部信号的检测。
3、触控板：采用触摸传感技术，可以有效地实现用户对时钟的操作，例如调节时间、设置闹钟等。
eda多功能数字钟实验报告
eda多功能数字钟实验报告EDA多功能数字钟实验报告一、引言数字钟是现代生活中常见的一种时间显示工具，其准确性和便携性使其成为人们生活中不可或缺的一部分。
本实验旨在设计并制作一款多功能数字钟，通过EDA（电子设计自动化）软件进行模拟和仿真，验证其功能和性能。
二、设计原理1. 时钟电路：采用CMOS（互补金属氧化物半导体）技术设计时钟电路，包括时钟发生器、计数器和显示器。
时钟发生器产生稳定的方波信号，计数器根据方波信号进行计数，显示器将计数结果以数字形式显示出来。
2. 功能模块：多功能数字钟除了显示时间外，还应具备日期显示、闹钟设置、温度检测等功能。
为实现这些功能，需要添加相应的模块，如时钟芯片、温度传感器、闹钟电路等。
三、电路设计1. 时钟电路设计：根据设计原理，使用EDA软件进行电路设计，选择合适的元器件和连接方式。
通过仿真验证电路的工作稳定性和准确性。
2. 功能模块设计：根据需求，添加相应的功能模块。
时钟芯片用于精确计时和日期显示，温度传感器用于检测环境温度并显示，闹钟电路用于设置闹钟时间并触发报警。
四、电路实现1. 元器件选取：根据电路设计需求，选择合适的元器件。
时钟芯片应具备高精度和稳定性，温度传感器应具备高灵敏度和准确度，闹钟电路应具备可调节和触发功能。
2. 电路布局：将选取的元器件按照电路设计进行布局，注意元器件之间的连接和布线，避免干扰和短路。
3. 电路连接：根据电路设计进行元器件之间的连接，注意连接的正确性和稳定性。
五、仿真与测试1. 仿真验证：使用EDA软件进行电路仿真，检查电路的稳定性和准确性。
通过仿真结果对电路进行调整和优化，确保其正常工作。
2. 功能测试：对多功能数字钟进行功能测试，包括时间显示、日期显示、温度检测和闹钟设置等。
通过测试结果对电路进行调整和改进，确保其功能的完善和可靠性。
六、实验结果与分析经过仿真和测试，多功能数字钟实现了准确的时间显示、日期显示、温度检测和闹钟设置等功能。
多功能数字钟设计实验报告
P南昌大序《数字电路与逻辑设计实验》实验报告题目数字钟电路设计学院：信息工程学院系电子信息工程专业：__________________________________班级：_____________________________________学号：_____________________________________学生姓名：____________________________________同组同学：_______________________________________指导教师：________________________________递交日期：__________________________多功能数字钟设计一、实验目的1、综合应用数字电路知识，提高逻辑电路设计能力；2、学习使用protel或Altium designer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、调试技能和设计流程；4、了解数码管，译码器，555定时器及以下中规模器件的逻辑功能和使用方法。
二、设计任务和设计要求1、设计一多功能数字钟并进行仿真和PCB板制作。
2、基本功能：准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间。
3、扩展功能：校正时间，定时控制，正点报时。
三、设计方案1、数字钟设计方案基本框图如下整点报时闹钟扩展电路 (I)... '2、各模块设计原理 1. 时的设计：时的计数以24小时为周期，按通常的习惯，24小时计数器的计数序列为00, 01,…， 22, 23, 00,…，即当计数到23小时59分59秒时，再来一个秒脉冲，计数器就进到00 时00分00秒。
这样，可利用反馈置数或反馈清零法进行二十四进制计数，本实验采用 74LS161进行设计。
2. 分、秒的设计：分和秒计数器都是模3仁60的计数器。
计数规律为00, 01,…，58, 59, 00,…。
它们 的个位都是十进制，而十位则是六进制。
多功能数字钟课程设计报告
电子时钟课程设计报告班级：文通 0741姓名：***学号：************多功能数字钟课程设计报告一、课程设计题目: 多功能数字钟二、实验目的：☆了解多功能数字电子钟的工作原理。
☆学习数字系统设计中自顶向下的设计方法。
☆加深利用EDA技术实现数字系统的理解。
三、课程设计任务和基本要求:☆设计任务采用中规模集成电路设计一台可以显示时、分、秒的数字钟。
☆基本要求1、能够正确的连线及下载。
2、能够完成以秒为最小及时单位的时钟设计。
3、设计完成后的时钟能够正常调整时、分、秒。
三、课程设计题目分析:☆设计要点●设计一个精确的秒脉冲信号产生电路●设计60进制、24进制计数器●设计译码显示电路●设计整点报时电路☆工作原理数字电子钟由信号发生器、“时、分、秒”计数器、译码器及显示器、校时电路、整点报时电路等组成。
秒信号产生器是整个系统的时基信号，它直接决定计时系统的精度，一般用555构成的振荡器加分频器来实现。
将标准秒脉冲信号送入“秒计数器”，该计数器采用60进制计数器，每累计60秒发出一个“分脉冲”信号，该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲。
“分计数器”也采用60进制计数器，每累计60分，发出一个“时脉冲”信号，该信号将被送到“时计数器”。
“时计数器”采用24进制计数器，可以实现一天24h的累计。
译码显示电路将“时、分、秒”计数器的输出状态经七段显示译码器译码，通过六位LED显示器显示出来。
整点报时电路是根据计时系统的输出状态产生一个脉冲信号，然后去触发音频发生器实现报时。
校时电路是来对“时、分、秒”显示数字进行校对调整。
其数字电子钟系统框图如下:四、课程设计的电路设计部分:☆秒、分、时计时器电路设计秒、分计数器为60进制计数器，小时计数器为24进制计数器。
实现这两种模数的计数器采用中规模集成计数器74LS90构成。
●60进制计数器由74162构成的60进制计数器，将一片74162设计成10进制加法计数器，另一片设置6进制加法计数器。
多功能数字钟实验报告
多功能数字钟实验报告基地班级：设计人：设计时间：指导老师：目录多功能数字钟实验报告 .......................................................................... - 1 -一、实验任务及要求................................................................... - 3 -1．基本功能............................................................................ - 3 -2．拓展功能............................................................................ - 3 -二、实验条件............................................................................. - 3 -1．软件 .................................................................................. - 3 -2．开发板............................................................................... - 3 -三、电路的设计过程................................................................... - 4 -1．工作原理与组成框图......................................................... - 4 -2．单元电路设计................................................................... - 4 - 模块（1）计时与调时电路 ................................................. - 7 -模块（2）12-24小时转换电路：....................................... - 11 -模块（3）显示电路：....................................................... - 12 -模块（4）报时电路：....................................................... - 14 -模块（5）闹钟电路：....................................................... - 17 - 3．总体仿真波形.................................................................. - 24 -四、调试过程............................................................................ - 28 -1. 调试步骤............................................................................ - 30 -2. 调试中遇到的问题及解决办法.............................................. - 30 -3. 最后观察到的实验结果........................................................ - 31 -五、实验的收获、体会与改进建议.............................................. - 32 -一、实验任务及要求用FPGA器件和EDA技术实现多功能数字钟的设计1．基本功能以数字形式显示时、分、秒的时间；小时计数器为同步24进制；要求手动校时、校分和自动校时、校分。
多功能数字钟设计实验报告
多功能数字钟设计实验报告多功能数字钟设计实验报告一、引言数字钟是一种常见的时间显示设备，其简洁明了的显示方式受到了广泛的欢迎。
然而，随着科技的不断发展，人们对于数字钟的功能要求也越来越高。
本实验旨在设计一款多功能数字钟，以满足人们对于时间显示设备的更多需求。
二、设计原理1. 时间显示：数字钟应能准确地显示当前的时间，包括小时、分钟和秒钟。
为了实现精确的时间显示，我们采用了基于晶体振荡器的时钟电路，并结合数码管显示技术，使得时间能够以数字形式直观地呈现。
2. 日期显示：除了时间显示外，数字钟还应具备日期显示的功能。
我们通过添加一个实时时钟模块，可以获取当前的日期信息，并通过数码管显示出来。
3. 闹钟功能：为了提醒用户重要的时间节点，我们在数字钟中加入了闹钟功能。
用户可以设置闹钟的时间，并在到达设定时间时，数字钟会发出声音或震动来提醒用户。
4. 温湿度显示：为了更好地满足用户的需求，我们还在数字钟中添加了温湿度显示功能。
通过接入温湿度传感器，数字钟可以实时监测当前的温度和湿度，并将其显示在数码管上。
5. 其他功能：除了以上功能外，我们还可以根据用户需求进行扩展，如倒计时功能、闪烁效果等。
三、实验步骤1. 硬件设计：根据设计原理，我们需要选择合适的元器件进行电路的搭建，包括晶体振荡器、数码管、实时时钟模块、温湿度传感器等。
2. 电路连接：根据电路原理图，将各个元器件按照正确的连接方式进行连接，确保电路的正常工作。
3. 程序编写：通过编写合适的程序代码，实现数字钟的各项功能。
包括时间显示、日期显示、闹钟功能、温湿度显示等。
4. 调试测试：在完成硬件连接和程序编写后，我们需要对数字钟进行调试测试，确保各项功能的正常运行。
可以通过模拟不同的时间、设置不同的闹钟时间等来测试数字钟的稳定性和准确性。
5. 优化改进：根据实际测试结果，我们可以对数字钟进行优化改进，提高其性能和稳定性。
例如，优化显示效果、增加功能扩展等。
多功能数字钟设计报告
目录一、设计内容简介 (4)1.设计目的 (4)2.设计要求 (4)3.设计方案 (5)二、设计原理 (4)1.基本工作原理 (5)2.分部电路原理 (4)三、电路设计及其电路图 (5)1.秒信号发生器 (7)2.计时电路 (7)3.清零电路 (7)4.校分电路 (7)5.报时电路 (10)6.总电路图 (7)五、调试中遇到的问题及解决方法 (11)六、改进和提高 (11)七、体会与总结 (11)七、参考文献 (12)八、附录 (12)1.电路总图 (6)2.元件清单 (6)3.芯片引脚图 (6)一、设计内容简介1.设计目的我们此次设计与制做数字钟就是为了了解数字钟的原理，从而学会制作数字钟.而且通过数字钟的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法.且由于数字钟包括组合逻辑电路和时叙电路.通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法.。
从而对理论基础知识有更深一步的理解和掌握。
2.设计要求(1)设计一个脉冲发生电路，为计时和报时提供1HZ,1KHZ,2KHZ脉冲信号(2)计一个计时电路，完成0分00秒~9分59秒的计时功能。
(3)设计清零电路，开机可以自动清零，可以手动实现清零功能。
(4)设计校分电路，按下开关，可进行校分。
(5)设计报时电路，从9分53秒开始报时，每隔一秒发一声，共发三声低音，一声高音；即9分53秒、9分55秒、9分57秒发低音（频率1kHz），9分59秒发高音（频率2kHz）(6)系统级联调试，将以上电路进行级联完成计时器的所有功能。
(7)排线尽量美观，贴近板面走线，布线布局应规范整齐美观3.设计方案数字钟的设计框图下图所示，数字钟由基本频率源（振荡器）、分频器、记数器、译码显示驱动器、数字显示器、校准电路、清零电路、报时电路八部分组成。
二、设计原理1.基本工作原理本数字钟是一个将“分十位”“秒十位”“秒个位”显示于人的视觉器官的计时装置。
多功能数字钟设计实验报告
班级：生物医学工程141班姓名：刘玉奔学号：6103413018 设计性实验项目名称多功能数字钟（一）实验目的1：学习综合且较复杂数字系统设计；2：学习多层次、多模块数字系统设计；3：学习数码管扫描显示电路设计；（二）设计要求完成设计、仿真、调试、下载、硬件测试等环节，在型EDA实验装置上由简单到复杂实现多功能数字钟功能，具体要求如下：1、数码管扫描显示时、分、秒；2、具有正常计时和调时、调分、调秒等校时功能；3、经设置应具有整点报时功能；（三）主要仪器设备1、微机1台2、QuartusII集成开发软件1套3、EDA实验装置1套（四）实验步骤1：确定多功能数字钟的设计模块2：分模块原理图与代码设计3：各模块仿真核实4：实行综合设计5：综合设计仿真6：下载验证7：总结归纳（五）实验数据包括以下几个模块：多路分频（VHDL生成），模60计数器（秒），模60计数器（分），模24计数器（时），模7计数器（日）8个数码管显示（7路有效数据），调时，准点报时A：原理图：图（1）：包括分（counter60），时（counter24），调时（adjusttime），日（zscount7）模块图（2）：包括多路分频（fenpin），秒（count60），数码管显示（zsdisplay），准点报时（准点报时），控制端（COUNTR），时钟源（1KHz），调分（ADHM），调时（ADJH），调日（ADJD），检测输出（DAY,HH,HL,MH,ML,SH,SL），段显（SEG[6..0]），片选（CS[7..0]），报时（BAOSHI）。
图（3）zsdisplay内部结构原理图：B：各模块仿真：多路分频：输入CLK=1KHz，输出CLK1Hz，CLK2Hz，CLK100Hz，CLK500Hz。
解释：CLK为接入的系统时钟，CLK1Hz用于调分，调日，CLK2Hz用于调时，CLK100Hz，CLK500Hz用于低高音的准点报时。
多功能数字钟(EDA设计)实验报告
多功能数字钟一、实验原理分析通过晶振产生的50MHz的脉冲，用分频器进行分频产生1Hz的脉冲信号，即作为时钟的1s的信号进行计数。
秒钟每计数60秒后产生进位使分钟显示加1，分钟满60循环至0。
为实现手动校准时间功能，可以对分和秒计数器进行加减。
为实现校准时间时候的闪烁，对数码管使用消隐，把数码管的接地端口接一个脉冲信号。
在实验过程中，要注意很多细节，比如进行按键消抖，手动调整时间时不会进位。
二、逻辑分析三、功能模块分析功能模块包括分频模块，时间计数及校准模块，数码管译码显示模块、判决模块和消抖模块1.分频模块该电路由多个70LS90经过分频将由晶振产生的50MHz分频为1Hz方波，供后续时钟电路使用。
这一模块是整个电路的基础。
2.时间计数及校准模块该模块连接至分频模块的信号输出端，以分频模块产生的1Hz 方波作为基础。
1Hz方波与秒同步，以秒为基础，分别实现电子钟中，分与时的运转，即1分钟=60秒，1小时=60分钟的循环运转。
为了修正电子钟在运行过程中产生的一些误差或其他认为错误，另设置校准功能，可以对电子钟的计时进行调整。
其中，此模块的逻辑部分需Verilog语言实现并进行封装。
此模块用到3个十进制计数器、2个六进制计数器和1个三进制计数器。
3.数码管译码显示模块本电子钟采用数码管来显示，可以简单、直观地表现出确切的时间，实现其他配套功能。
且数码管易于操作。
此模块中有四个数码管，每两个数码管分别显示小时与分钟。
由上一模块，即时间计数及校准模块中的时间计数器产生的数值，将其对应的七段码直接传送至相应的数码管译码显示。
4.判决模块该电路判决信号连接至开关，当开关选中数码管某位后，经过判决器令改为停止计数，并开始1秒闪烁，按动按键可实现手动调整。
5.消抖模块通常的按键所用开关为机械弹性开关，当机械触点断开、闭合时，由于机械触点的弹性作用，一个按键开关在闭合时不会马上稳定地接通，在断开时也不会一下子断开。
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《数字电路与逻辑设计实验》实验报告题目数字钟电路设计
学院：信息工程学院系电子信息工程
专业：
班级：
学号：
学生姓名：
同组同学：
指导教师：
递交日期：
多功能数字钟设计
一、实验目的
1、综合应用数字电路知识，提高逻辑电路设计能力；
2、学习使用protel或Altium designer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、调试技能和设计流程；
4、了解数码管，译码器，555定时器及以下中规模器件的逻辑功能和使用方法。
二、设计任务和设计要求
1、设计一多功能数字钟并进行仿真和PCB板制作。
2、基本功能：准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间。
3、扩展功能：校正时间，定时控制，正点报时。
三、设计方案
1、数字钟设计方案基本框图如下
2、各模块设计原理
1.时的设计：
时的计数以24小时为周期，按通常的习惯，24小时计数器的计数序列为00，01，…，22，23，00，…，即当计数到23小时59分59秒时，再来一个秒脉冲，计数器就进到00时00分00秒。
这样，可利用反馈置数或反馈清零法进行二十四进制计数，本实验采用74LS161进行设计。
2.分、秒的设计：
分和秒计数器都是模M=60的计数器。
计数规律为00，01，…，58，59，00，…。
它们的个位都是十进制，而十位则是六进制。
3.译码显示：
将计数器和闹钟输出的4位二进制代码，译码显示出相应的十进制数状态，可利用显示译码器和数码管实现。
4.校时电路：
校时可用1s 脉冲快速校正，也可手动产生单次脉冲慢校正至时或者分计数器。
可设置不同脉冲来控制实现校正或正常计数。
5.定时控制：
数字钟在指定的时刻发出信号，实现闹钟功能，通过数据选择器使得在设定闹钟是可在数码管上显示设定时间而不影响正常计数。
6.正点报时：
每当数字钟计时快要到正点时发出声响，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正点时刻，即当分达到59，秒达到50开始发出声响，50、52、54、56、58、60（高音）。
←→← ↑
3、各模块设计原理图
1.总体设计图
2.各模块电路原理图及实验仿真结果
3.1）计数模块电路原理图，如图1所示
图1
2）显示译码模块时钟正常计数模拟结果，如图2所示
图2
3）闹钟模块原理图如图3所示
闹钟设定电路
闹钟和正常时钟比较模块电路
图3
4）整点报时模块电路原理图如图4
图4 5）秒脉冲产生电路原理图，见下图5
图5
五、系统设计与实现
1、总电路图（见附页）
2、工程变化订单（见附页）
3、PCB图（见附页）
4、3D图（见附页）
六、总结
通过本次软件仿真设计实验收获很多，耗时也比较多，从一开始的基本模制计数器的设计到最后数字钟的形成都经历了很多困难，但最终还是解决并成功的完成了多功能数字钟的设计。
首先说一下遇到的问题主要有一下6点。
1、对Altium designer 软件的基本操作不熟悉，一边摸索一边画图（包括元器件查找、元件布局和布线，环境配置等）；
2、在进行整点报时模块和闹钟模块设计的时候面临的问题是蜂鸣器的高低音无法区分，整点报时的时候蜂鸣器只要满足条件就一直响，没有高低音的区别，在进行闹钟设计的时候更加困难，一开始只能在电路里设计不可调节的闹钟设计到后来的任意时刻的设置且在数码管上显示不影响正常计数，一开始想着通过控制场效应的导通选择正常计数的数据和闹钟设定的数据在数码管上显示，但是一试发现不行，后来想到一种方案就是通过数据选择器实现2路数据的选择，只需要通过一个开关控制数据选择器的地址代码就可以选择出一路数据，因此闹钟的设定模块成功设计出来，但是在进行正常时钟与闹钟比较的时候又被卡住了，最后就通过异或门和与非门构建出同或门实现正常时钟和闹钟的时间比较二达到闹钟的功能。
3、画PCB图的时候因为用的是Altium designer元器件封装不全；
4、PCB布线环境设置也是一个难点，刚入门PCB对布线环境不清楚；
5、元器件布局特别困难，为了板子的美观和布线更加容易必须考虑很多因素才决定一个元器件的位置；
6、布线的时候使用了10多根跳线，这个过程中连线的难以基本取决于布局的工作和环境设置。
收获又以下几点：
1、对系统设计的认识更加深入，逻辑设计能力得到很大的提高，各种软件的使用也更加熟练；
2、虽然在整个过程中遇到很多问题，但是通过查资料自己把问题解决还是很开心的，使得我对资料的收集和整理能力得以提高，资源获取速度大大加快，获取资源的途径更加丰富。