实验七 led数码显示时钟实验

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1、实验七LED数码显示时钟实验班级：通信1121姓名：王密学号：1121302230一、实验目的：1、地运用数字系统的设计方法进行数字系统设计。2、能进行较复杂的数字系统设计。3、数字钟的工作原理,数字钟的工作流程图与原理方框图,自顶向下的数字系统设计方法。二、实验原理：1、数字钟的基本工作原理：调时、调分控制电路位选信号发生电路控制逻辑电路计数器电路时基T产生电路1Hz晶振分频整形门控双稳脉冲计数译码显示数字钟以其显示时间的直观性、走时准确性而受到了人们的欢迎并很快走进了千家万户。作为一种计时工具，数字钟的基本组成部分离不

2、开计数器，在控制逻辑电路的控制下完成预定的各项功能。数字钟的基本原理方框图如下：（1）时基T产生电路：由晶振产生的频率非常稳定的脉冲，经整形、稳定电路后，产生一个频率为1Hz的、非常稳定的计数时钟脉冲。（2）控制逻辑电路：产生调时、调分信号及位选信号。 调时、调分信号的产生：由计数器的计数过程可知，正常计数时，当秒计数器（60进制）计数到59时，再来一个脉冲，则秒计数器清零，重新开始新一轮的计数，而进位则作为分计数器的计数脉冲，使分计数器计数加1。现在我们把电路稍做变动：把秒计数器的进位脉冲和一个频率为2Hz的脉冲信号同时

3、接到一个2选1数据选择器的两个数据输入端，而位选信号则接一个脉冲按键开关，当按键开关不按下去时（即为0），则数据选择器将秒计数器的进位脉冲送到分计数器，此时，数字钟正常工作；当按键开关按下去时（即为1），则数据选择器将另外一个2Hz的信号作为分计数器的计数脉冲，使其计数频率加快，当达到正确时间时，松开按键开关，从而达到调时的目的。调节小时的时间也一样的实现。（3）计数显示电路：由计数部分、数据选择器、译码器组成，是时钟的关键部分。计数部分：由两个60进制计数器和一个24进制计数器组成，其中60进制计数器可用6进制计数器和1

4、0进制计数器构成；24进制的小时计数同样可用6进制计数器和10进制计数器得到：当计数器计数到24时，“2”和“4”同时进行清零，则可实现24进制计数。数据选择器：84输入14输出的多路数据选择器，因为本实验用到了8个数码管（有两个用来产生隔离符号‘—'）。译码器：七段译码器。译码器必须能译出‘—’，由实验二中译码器真值表可得：字母F的8421BCD码为“1111”，译码后为“1000111”，现在如果只译出‘—’，即字母F的中间一横，则译码后应为“0000001”，这样，在数码管上显示的就为‘—’。2、自顶向下设计分割图：

5、数字钟计数显示电路控制逻辑电路2选1数据选择器位选信号发生器计数器译码器数据选择器说明：按一下按键key0,完成复位功能,clk5选择1Hz的时钟,clk3选择的时钟频率尽量高。三、实验连线：1、将EP2C5适配板左下角的JTAG用十芯排线和万用下载区左下角的SOPCJTAG口连接起来，万用下载区右下角的电源开关拨到SOPC下载的一边。2、请将JPLED1短路帽右插，JPLED的短路帽全部上插，实验板右下方频率源CLK1接任意频率作为扫描频率。3、将实验板左端的JP103全部用短路帽接上（共八个）。四、实验内容与步骤：（程

6、序：EP2C5timertimer.sof）1、打开QuartusII6.0软件，点击“File→OpenProject”出现如下的对话框(图10.1)，选中timer,点打开即可；图10.12、点击“Tools-Programmer”后出现如下的对话窗口，3、在点”Edit→AddFile………”出现如下对话框(图10.2)，在图10.3对话框中，选中EP2C5/timer/timer.sof项目后点击打开回到Programmer对话框,在下载对话窗口中“选中Program/Configure”,点击“Start”即

7、进行下载。图10.2图10.3现将timer.vhd原程序作如下说明：LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;USEIEEE.STD_LOGIC_SIGNED.ALL;USEIEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;ENTITYTIMERISPORT(CLK5:INSTD_LOGIC;CLK3:INSTD_LOGIC;RST1:INSTD_LOGIC;SEG_SEL:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(2DOWN

8、TO0);SEG_DA:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0));ENDTIMER;ARCHITECTUREADOOFTIMERISCOMPONENTCNT10PORT(CLK:INSTD_LOGIC;RST:INSTD_LOGIC;CIN:INSTD_LOGIC;CNT_VAL:O