数字逻辑课程设计报告78983new

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1、数字逻辑实验报告——————多功能数字钟学院：计算机科学与通信学院班级：信息安全1001姓名：钟伟一、设计任务及要求：（1）拥有正常的时、分、秒计时功能。（2）能利用实验板上的按键实现校时、校分及秒清零功能。（3）能利用实验板上的扬声器做整点报时。（4）闹钟功能。（5）在MAXPLUSⅡ中采用层次化设计方法进行设计。（6）完成全部电路设计后在实验板上下载，验证设计课题的正确性。二、多功能数字钟的总体设计方案根据总体设计框图，可以将整个系统分成6个模块来实现，分别是计时模块、校时模块、整点报时模块，分频模块，动态显示模块。1.计时模块该模块的设计相对简单，使用一个

2、二十四进制和两个六十进制计数器级联，构成数字钟的基本框架。二十四进制的计数器用于计时，六十进制计数器用于计分和计秒。只要给秒计数器一个1Hz的时钟脉冲，则可以进行正常计时。分计数器以秒计数器的进位作为计数脉冲，小时计数器以分计数器的进位作为计数脉冲。（计时模块）（60进制计数器构成的秒，分计数器）2.校时模块该模块设计要求实现校时、校分及秒清零的功能。①按下校时键，小时计数器迅速递增以调至所需要的小时位。②按下校分键，分计数器迅速递增以调至所需要的分位。③按下清零键，将秒计数器清零。可以选择实验板上的3个脉冲按键进行锁定。对于此模块的设计，有3个需要注意的问题：

3、】①在校分时，分计数器的计数不应对小时位产生影响。因而需要屏蔽此时分计数器的进位信号以防止小时计数器计数。具体方法是在分计数器的进位输出时外加一个或门。详见下图。二路选择器与计数器之间连了一个或门，以屏蔽进位信号②按键的“抖动”的消除。所谓的“抖动”是指一次按键时的弹跳现象，通常实验板中按键所用的开关为机械性开关，由于机械触点的弹性作用，按键开关在闭合时并不能马上接通，而断开的时候也不能马上断开，使得闭合及断开的瞬间伴随一系列的电压抖动，从而导致本来一次按键，希望计数一次，结果因为抖动计数多次，且次数随机，这样严重影响了时间的校对。消除抖动较为简单的方法是利用触

4、发器，比如可以使用D触发器进行消抖。原因在于，D触发器边沿触发，则在除去时钟边沿到来前一瞬间之外的绝大部分时间都不接受输入，自然消除了抖动。详见下图加D触发器防抖动③计时采用1Hz的脉冲驱动计数器计数，而校对时间时应选用相对高频率的信号驱动计数器以达到快速校对时间的目的。显然，这两种计数脉冲之间需要进行相应的选择切换。于是将计时和校时模块合起来的电路实现可以实现（见图3）。两种脉冲信号用两路选择器进行选择，选择条件为是否按键。按键输出经过了消抖的过程。3．整点报时模块该模块的功能要求是：计时到59分50秒时，每两秒一次低音报时，整点时进行高音报时，可以将报时信号

5、接到实验板上的扬声器输出。而以不同频率的脉冲信号区分低音和高音报时。比如可用500Hz信号进行低音报时信号，1kHz信号作为高音报时信号。进行报时的条件是计数器计数至所要求的时间点，因而需要实现一个比较模块，将分计数器和秒计数器的输出连至比较模块输入端完成比较过程。整点报时总体设计图以下是整点报时的比较模块设计VHDL语言libraryieee;useieee.std_logic_1164.all;useieee.std_logic_unsigned.all;entitybaoshiisport(mhd,mhc,mhb,mha,mld,mlc,mlb,mla,f

6、hd,fhc,fhb,fha,fld,flc,flb,fla:instd_logic;put0,put1:outstd_logic);endbaoshi;architecturebaoshi_arcofbaoshiisbeginput1<='1'when(mhd='0'andmhc='0'andmhb='0'andmha='0'andmld='0'andmlc='0'andmlb='0'andmla='0'andfhd='0'andfhc='0'andfhb='0'andfha='0'andfld='0'andflc='0'andflb='0'andfla='0

7、')else'0';put0<='1'when((mhd='0'andmhc='1'andmhb='0'andmha='1'andmld='0'andmlc='0'andmlb='0'andmla='0'andfhd='0'andfhc='1'andfhb='0'andfha='1'andfld='1'andflc='0'andflb='0'andfla='1')OR(mhd='0'andmhc='1'andmhb='0'andmha='1'andmld='0'andmlc='0'andmlb='1'andmla='0'andfhd='0'andfhc='1'a

8、ndfhb='0'and