數(shù)字鐘設(shè)計(jì)報(bào)告——數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、.數(shù)字鐘設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告專業(yè):通信工程:王婧班級(jí):111041B學(xué)號(hào):111041226數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)目錄一、前言 3二、設(shè)計(jì)目的 3三、設(shè)計(jì)任務(wù) 3四、設(shè)計(jì)方案 3五、數(shù)字鐘電路設(shè)計(jì)原理 4（一）設(shè)計(jì)步驟 4（二）數(shù)字鐘的構(gòu)成 4（三）數(shù)字鐘的工作原理 5六、總結(jié) 91、 前言此次實(shí)驗(yàn)是第一次做EDA實(shí)驗(yàn)，在學(xué)習(xí)使用軟硬件的過(guò)程中，自然遇到很多不懂的問(wèn)題，在老師的指導(dǎo)和同學(xué)們的相互幫助下，我終于解決了實(shí)驗(yàn)過(guò)程遇到的很多難題，成功的完成了實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果和預(yù)期的結(jié)果也是一致的，在這次實(shí)驗(yàn)中，我學(xué)會(huì)了如何使用Quartus II軟件，如何分層設(shè)計(jì)點(diǎn)路，如何對(duì)實(shí)驗(yàn)程序進(jìn)行編譯和仿真和對(duì)程序進(jìn)行硬件測(cè)試。明

2、白了一定要學(xué)會(huì)看開(kāi)發(fā)板資料以清楚如何給程序的輸入輸出信號(hào)配置管腳。這次實(shí)驗(yàn)為我今后對(duì)EDA的進(jìn)一步學(xué)習(xí)奠定了更好的理論基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)。通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)對(duì)數(shù)電知識(shí)有了更深入的了解，將其運(yùn)用到了實(shí)際中來(lái)，明白了學(xué)習(xí)電子技術(shù)基礎(chǔ)的意義，也達(dá)到了其培養(yǎng)的目的。也明白了一個(gè)道理：成功就是在不斷摸索中前進(jìn)實(shí)現(xiàn)的，遇到問(wèn)題我們不能灰心、煩躁，甚至放棄，而要靜下心來(lái)仔細(xì)思考，分部檢查，找出最終的原因進(jìn)行改正，這樣才會(huì)有進(jìn)步，才會(huì)一步步向自己的目標(biāo)靠近，才會(huì)取得自己所要追求的成功。二、設(shè)計(jì)目的1.掌握數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)方法。2熟悉集成電路的使用方法。3通過(guò)實(shí)訓(xùn)學(xué)會(huì)數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法；4通過(guò)實(shí)訓(xùn)學(xué)習(xí)元器件的選擇及集成電路手

3、冊(cè)查詢方法；5通過(guò)實(shí)訓(xùn)掌握電子電路調(diào)試及故障排除方法；6熟悉數(shù)字實(shí)驗(yàn)箱的使用方法。三、設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)可以顯示星期、時(shí)、分、秒的數(shù)字鐘。要求：1、24小時(shí)為一個(gè)計(jì)數(shù)周期；2、具有整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能；3、定時(shí)鬧鈴（未完成）四、設(shè)計(jì)方案一個(gè)基本的數(shù)字鐘電路主要由譯碼顯示器、“時(shí)”，“分”，“秒”計(jì)數(shù)器和定時(shí)器組成。干電路系統(tǒng)由秒信號(hào)發(fā)生器、“時(shí)、分、秒、”計(jì)數(shù)器、譯碼器及顯示器、電路組成。首先由74160構(gòu)成分頻器，然后由74LS161采用清零法分別組成六十進(jìn)制的秒計(jì)數(shù)器、六十進(jìn)制分計(jì)數(shù)器、二十四進(jìn)制時(shí)計(jì)數(shù)器和七進(jìn)制的周計(jì)數(shù)器。秒計(jì)數(shù)器的進(jìn)位輸出作為分計(jì)數(shù)器的CP脈沖，時(shí)計(jì)數(shù)器的進(jìn)位輸出作為周計(jì)數(shù)器的C

4、P脈沖。分計(jì)數(shù)器的進(jìn)位輸出作為時(shí)計(jì)數(shù)器的CP脈沖，時(shí)計(jì)數(shù)器的進(jìn)位輸出作為周計(jì)數(shù)器的CP脈沖。使用74LS48為驅(qū)動(dòng)器， BS201A數(shù)碼管作為顯示器。五、數(shù)字鐘電路設(shè)計(jì)原理（一）設(shè)計(jì)步驟1、設(shè)計(jì)一個(gè)精準(zhǔn)的秒脈沖產(chǎn)生電路；2、設(shè)計(jì)60進(jìn)制、24進(jìn)制計(jì)數(shù)器；3、設(shè)計(jì)譯碼顯示電路；5、設(shè)計(jì)整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路。（2） 數(shù)字鐘的構(gòu)成 1.分頻器在數(shù)字電路中，分頻器是一種可以進(jìn)行頻率變換的電路，其輸入、輸出信號(hào)是頻率不同的脈沖序列。輸入、輸出信號(hào)頻率的比值稱為分頻比。例如，2分頻器的輸出信號(hào)頻率是輸入信號(hào)頻率的，8分頻器的輸出信號(hào)頻率是輸入信號(hào)頻率的。分頻器電路將32768z的高頻方波信號(hào)經(jīng)32768（）次分頻

5、后得到1Hz的方波信號(hào)供秒計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)。分頻器實(shí)際上也就是計(jì)數(shù)器。2.計(jì)數(shù)器在數(shù)字鐘電路中，時(shí)間計(jì)數(shù)電路由秒個(gè)位和秒十位計(jì)數(shù)器、分個(gè)位和分十位計(jì)數(shù)器及時(shí)個(gè)位和時(shí)十位計(jì)數(shù)器電路構(gòu)成，其中秒個(gè)位和秒十位計(jì)數(shù)器、分個(gè)位和分十位計(jì)數(shù)器為60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，而根據(jù)設(shè)計(jì)要求，時(shí)個(gè)位和時(shí)十位計(jì)數(shù)器為24進(jìn)制計(jì)數(shù)器，周計(jì)數(shù)器為7進(jìn)制計(jì)數(shù)器。有了時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)“秒”信號(hào)后，就可以根據(jù)“60秒為1分”、“60分為1小時(shí)”、“24小時(shí)為1天”、“7天為1周”的計(jì)數(shù)周期，分別組成。將這些計(jì)數(shù)器適當(dāng)連接，就可以實(shí)現(xiàn)“秒”、“分”、“時(shí)”、“周”的計(jì)時(shí)功能。3.譯碼器要將“秒”、“分”、“時(shí)”、“周”的狀態(tài)顯示成清晰的數(shù)字符號(hào)，

6、就需要將計(jì)數(shù)器的狀態(tài)經(jīng)譯碼器進(jìn)行譯碼，并通過(guò)顯示器將其顯示出來(lái)。譯碼驅(qū)動(dòng)電路將計(jì)數(shù)器輸出的8421BCD碼轉(zhuǎn)換為數(shù)碼管需要的邏輯狀態(tài)，并且為保證數(shù)碼管正常工作提供足夠的工作電流。4.數(shù)碼管數(shù)碼管通常有發(fā)光二極管（LED）數(shù)碼管和液晶（LCD）數(shù)碼管，本設(shè)計(jì)提供的為數(shù)碼管。（三）數(shù)字鐘的工作原理1.分頻器2.計(jì)數(shù)器電路a.六十進(jìn)制計(jì)數(shù)。秒計(jì)數(shù)器的電路形式很多，一般都是由一級(jí)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器和一級(jí)六進(jìn)制計(jì)數(shù)器組成。下圖所示是用兩塊中規(guī)模集成電路74LS161按反饋置零法串接而成。秒計(jì)數(shù)器的十位和個(gè)位，輸出脈沖除用作自身清零外，同時(shí)還作為“分”計(jì)數(shù)器的輸入信號(hào)。分計(jì)數(shù)器電路與秒計(jì)數(shù)器相同。b.二十四進(jìn)制

7、計(jì)數(shù)。下圖所示為二十四進(jìn)制小時(shí)計(jì)數(shù)器，是用兩片74LS161組成的。 3.譯碼和顯示電路計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)了對(duì)時(shí)間的累計(jì)以8421BCD碼形式輸出，選用顯示譯碼電路將計(jì)數(shù)器的輸出數(shù)碼轉(zhuǎn)換為數(shù)碼顯示器件所需要的輸出邏輯和一定的電流，選用74LS247作為顯示譯碼電路，選用LED七段數(shù)碼管作為顯示單元電路。5.報(bào)時(shí)電路BS_1為秒循環(huán)一個(gè)周期像分進(jìn)位時(shí)，BS_2為分循環(huán)一個(gè)周期像時(shí)進(jìn)位時(shí)。 六、總結(jié)（一）遇到的問(wèn)題及解決在連接六十進(jìn)制的進(jìn)位及二十四進(jìn)制的接法中,要求熟悉邏輯電路及其芯片各引腳的功能,那么在電路出錯(cuò)時(shí)便能準(zhǔn)確地找出錯(cuò)誤所在并及時(shí)糾正了.（二）設(shè)計(jì)體會(huì)通過(guò)這次對(duì)數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與制作，讓我了解了設(shè)計(jì)電路的程序，也讓我了解了關(guān)于數(shù)字鐘的原理與設(shè)計(jì)理念，加強(qiáng)了我們動(dòng)手、思考和解決問(wèn)題的能力。認(rèn)識(shí)來(lái)源于實(shí)踐，實(shí)踐是認(rèn)識(shí)的動(dòng)力和最終目的，實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)我們而言，知識(shí)上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。挫折是一份財(cái)富，經(jīng)歷是一份擁有。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際運(yùn)用能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到問(wèn)題，可以說(shuō)得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會(huì)遇到過(guò)各種各樣的問(wèn)題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)