EDA多功能数字时钟设计实验报告

多功能数字时钟设计实验报告 高策 050422024

EDA（一）设计（2）之

多 功 能 数 字 钟

南京理工大学

电子科学与光电技术学院2005级

作 者: 高 策 学号: 0504220224 同 组: 黄文浩 学号: 0504220242 指导教师：蒋立平 时间：08-3-18

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多功能数字时钟设计实验报告 高策 050422024

目 录

内容摘要.................................................................................第3页 一．引言 ...............................................................................第4页 二、实验要求 .......................................................................第4页 三、方案论证 .......................................................................第5页 四、各模块设计 ...................................................................第6页

1、分频器模块..............................................................................第6页 2、计时模块.................................................................................第8页 3、闹铃模块.................................................................................第10页 4、彩铃模块.................................................................................第12页 5、显示模块.................................................................................第13页 6、整点报时模块..........................................................................第14页 7、秒表模块.................................................................................第15页 8、万年历模块..............................................................................第16页 9、动态显示模块..........................................................................第19页 10、闪烁模块................................................................................第20页

五、整体电路功能综述.........................................................第22页 六、实验中的问题及解决方法.............................................第24页 七、总结体会.........................................................................第25页 八、实验的收获与感受.........................................................第26页

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多功能数字时钟设计实验报告 高策 050422024

中文摘要

本实验利用QuartusII软件，结合所学的数字电路的知识设计一个24时多功能数字钟，具有正常分、秒计时，动态显示，保持、清零、快速校分、整点报时、闹钟功能。

文章分析了整个电路的工作原理，还分别说明了各子模块的设计原理和调试、仿真、编程下载的过程，并对最终结果进行总结，最后提出了在实验过程中出现的问题和解决的方案。

通过实验掌握了一些逻辑组合器件的基本功能和用法，同时体会到了利用软件设计电路的方便快捷，避免了硬件布线的繁琐，提高了效率。

关键词 数字计数器 动态显示 保持 清零 快速校分 整点报时 闹钟 软件设计

外文摘要

Title DIGITAL CLOCK DESIGN PROPOSAl Abstract

Using the QuartusII, we design a digital clock of 24 hours with learning electric circuit knowledge. The circuit can keep the time, display， reset, adjust the minute and hour, ring the time in the round number time and alarm clock.

The paper has analyzed the principle of all work and explained the designing principle of different parts separately. By debugging, simulating, compiling, programming, I put forward a matter and give a settling plan.

I know about the basic functions and using method of some electric pieces in this experiment. At the same time, I realized the convenience of making use of the software to carry on the electric circuit, which is fast, avoided the hardware cloth line tedious, and raised the efficiency.

Keywords digital counter, dynamic display, keep, clear, check time, time, alarm clock，software design

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一、引言

传统硬件电路在设计存在连线麻烦，出错率高且不易修改，很难控制成本的缺点。而软件电路设计连线方便，修改容易；电路结构清楚，功能一目了然；软件内部提供有丰富的元件库；节省实验时间，故障率低，出错时，有错误提示，明显提高了效率。

本次试验就利用QuartusII软件设计一个电子数字钟，并下载到CPLD实验系统中。初步了解并体验利用软件设计电路的过程及优点，并下载到可编程逻辑器件中完成实验。

二、实验要求

1.能进行正常的时，分，秒计时功能。完成一天二十四小时的计时； 2.提供八个数码管动态显示时，分，秒；

3.对于时钟要提供校正功能，能对于分、时分别提供校正。

4.时钟具有整点报时功能，当时钟计到每个小时59’51”时开始报时，在59’51”,59’53”, 59’55”,59’57” 时发出低音, 59’59”时发出高音；

5.闹钟的功能，可以根据需要自己设定闹钟的闹时时间（精确到分），响铃一分钟，期间可通过开关关闭闹铃。闹铃的铃声可以切换为多种声音，如动画过关响声，警铃声等；

附加功能：

1． 具有秒表功能，在秒表显示界面提供清零、start/stop功能。

2． 具有万年历功能，提供2000-2100之间100年的日期显示功能，在万年历显示界面，提供

对月、日、年的分别校正功能。

3． 闪烁功能，在闹铃的一分钟过程中，显示界面八位数码管以制定频率一次熄灭，出现横向

闪烁效果；在正点报时时，即每小时的59分51秒开始，八位数码管整体以1HZ频率闪烁，出现整体闪烁效果，时间持续10秒钟。

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三、方案论证

按照上述基本功能及附加功能，本次电子数字时钟实验，基本核心功能是计时模块，次功能通过两个模60计数器及一个模24计数器级联既可以实现，由于实验台仅提供48MHZ信号，所以我们首先要通过分频器实验分频，生成1HZ信号。由于还设计了闹钟，秒表，万年历功能，所以共有四套显示界面，一次还涉及到动态显示界面的切换问题，上述问题将在各模块论述中详细介绍，整体电路图如下：

通过上面的整体电路图可以清晰的看出数字电子钟的工作原理，每一显示界面的功能模块连接一个显示模块，最后由一个选择切换模块进行连接，整点报时和闹铃模块与蜂鸣器相连，产生声音信号，闪烁模块连在显示切换输出与动态显示之间，产生闪烁信号，时输出具有闪烁功能。

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