系别通信工程系

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1、专周报告系别：通信工程系班级：07612学号：24姓名：刘平第1页共14页数字钟设计一、实验目的：1．熟悉和掌握基本电子计数器及数码显示的工作原理。2．能独立的完成基本电子计数器的设计，并由此设计出带一定功能的电子钟。3．掌握数字电路系统的设计方法、装调技术及数字钟的功能扩展电路的设计。二、实验要求：设计一个能进行时、分、秒计时的十二小时制或二十四小时制的数字钟，并具有定时与闹钟功能，能在设定的时间发出闹铃音，能非常方便地对小时、分钟和秒进行手动调节以校准时间，每逢整点，产生报时音报时。三、实验平台：1.一台PC机；2.

2、Quratuse8.1。四、实验总体思路：这是一个电子钟，其功能如下：可以实现正常的时钟功能，可以调整时间，整点会报时（用显示灯表示），同时还可以设置闹钟，可以显示所设的闹钟值，闹钟有分响铃（用批示灯表示）。在需要校正时间时，不需要暂停时间，可以像在手机上操作一样，用TURN键，分别显示对小时调整，对分钟的调整。为了更好的操作，加一个CHANGE键，为1时，则是每次加1。对闹钟进行设置时，不影响正常的计时模块，所以不分影响准确的时间。对每一第2页共14页部分的操作则是通过总的控制模块来实现的。下图数字钟电路系统的组成框图

3、五、功能要求：MODE：模式选择，AB=00为模式0，计时状态；AB=01为模式1，手动校时状态；AB=10为模式2，闹钟设置状态。Turn：turn=0时，在手动校对时，选择调整分钟部分；turn=1时，在手动校对时，选择调整小时部分。Change：在手动校时或闹钟设置模式下，每按一次，计数器加1。状态显示信号（发光管）：LD_alert：指示是否设置了功能调整；LD_h：指示当前调整的是小时信号；LD_m：指示当前调整的是分钟信号。六、设计过程：根据以上的大致思路，可以得到进一步的数字钟电路系统框图：第3页共14页本

4、电路主要分为三大模块：1．控制模块主要功能为产生各种控制信号，在本电路中采用A1，B1来进行模式控制。具体如下：当MODE=00时，该电路为计时状态。且会正点报时和当时间和设定的时间一致时响铃20秒。当MODE=01时电路为调时状态，且当MODE=01时，秒停止走时，当结束调时状态时，秒从0开始重新计时，当turn=0时对分钟进行调整，当turn=1时对时信号进行调整，同时分别用LD-H和LD_M分别指示调整的是时信号和分信号。当MODE=10时进行闹铃的设置，且当MODE=01时，秒停止走，但只有当RESET1为1时开

5、启闹铃，当RESET1为0时关闭闹铃信号，同时当闹铃设置后用LD_ALERT来显示是否对闹铃进行了设置。CLK为时钟输入信号，本实验采用1Khz作为时钟输入，CLK_LK为显示模块的时钟。2.计数模块本模块采用60进制的计数器进行秒计数和分计数，用24进制计数器进行时计数，计数采用的16位计数模式，且能够在秒计到60时分钟加1，当分钟计数为60时向小时加1，当时计到23时，时钟在加1则时从0开始，从而实现正常的手表功能。在这里采用BCD码进行计数，因为BCD码计数易于在数码管上显示，而且在秒和分采用60进制，而时采用24

6、进制。3.显示模块该模块采用高速时钟频率进行各个数码管的使能，同时显示计时，调时，和定时的显第4页共14页示。本模块的设计思想大体如下：在现有的实验条件下，所有的数码管采用总线向数码管传送数据，所以本模块采用一个3位二进制计数器，来产生8个状态，其中只有六个状态为有用的状态，然后用三八译码器来对计数器进行译码，并且使高为有效的状态，然后将译码的结果接到数码管的使能端，同时在使能端有效时，将相应的数据传入数码管的数据端。2．复位仿真波形：图5-1第5页共14页图5—2当MODE=01时，当clk的上升沿且turn信号为0时

7、，调整的是分钟信号，当turn为1时调整的为时信号，在此时刻秒是停止计数，同时也可以看出各个状态之间的改变存在波动。在调时状态下，应该保证秒的计时是停止的，既在其他状态下应该保证秒是不能计时的。同时Ld_h,Ld_m分别用来显示调整的是调整的时信号还是分信号。4．定时仿真波形：图5—3第6页共14页当MODE=10时，当clk的上升沿且turn信号为0时，调整的是分钟信号，当turn为1时调整的为时信号，在此时刻秒是停止计数，当change信号到来时，判断change信号为高还是低，当change为1时，对小时进行定时，

8、同时Ld_alert和Ld_h为1，当change为低时，对分钟进行定时，同时Ld_alert和Ld_m为1,同时也可以看出各个状态之间的改变存在波动。在调时状态下，应该保证秒的计时是停止的，既在其他状态下应该保证秒是不能计时的。同时Ld_h,Ld_m分别用来显示调整的是调整的时信号还是分信号。校时为当09：25：0