课程设计（论文）-基于vhdl数字电子钟的设计与实现

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1、目录1引言11.1课程设计的意义11.2课程设计的背景和目的11.3课程设计的内容22EAD与VHDL简介32.1EAD的介绍32.2VHDL介绍43数字电子钟的设计方案73.1系统总体设计73.2硬件电路的设计73.3软件电路的设计83.4各模块原理及程序93.5详细设计与步骤184系统仿真215结束语24参考文献25基于VHDL数字电子钟的设计与实现学生：指导老师：摘要：本设计以数字电子为主，实现对时、分、秒、星期数字显示的计时装置,周期为24小时，显示满刻度为23时59分59秒，并具有校时功能和报时功能

2、的数字电子钟。电路主要采用中规模CMOS集成电路。电路由脉冲逻辑电路模块、时钟脉冲模块、电源模块、时钟译码显示电路模块、整点报时模块、校时模块、星期模块等几部分组成。通过VHDL编程实现，仿真结果表明实现了各项功能。关键词：电子钟；门电路及单次按键；VHDL《基于VHDL数字电子钟的设计与实现》第23页共25页1引言1.1课程设计的意义随着科学技术的不断发展，人们对时间计量的精度要求越来越高。数字电子钟走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要经常调校，数字式电子钟用秒脉冲发生器的精度稳定保证了数字钟的质量，用7

3、4LS290[1]输入脉冲显示周期，这种表具有时、分、秒的显示功能，还可以进行时和分的校对。1.2课程设计的背景和目的20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。但是，一旦重要事情，一时的耽误可能酿成大祸。例如，许多火灾

4、都是由于人们一时忘记了关闭煤气或是忘记充电时间。尤其在医院，每次护士都会给病人作皮试，测试病人是否对药物过敏。注射后，一般等待15分钟，一旦超时，所作的皮试试验就会无效。手表当然是一个好的选择，但是，随着接受皮试的人数增加，到底是哪个人的皮试到时间却难以判断。所以，要制作一个定时系统。随时提醒这些容易忘记时间的人。钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、定时启闭电路、定时开关烘箱、通断动力设备，甚至各种定时电气

5、的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟[4]及扩大其应用，有着非常现实的意义。掌握用VHDL语言[5]编制简单的小型模块，学会数字钟的设计方法,熟悉集成电路的使用方法《基于VHDL数字电子钟的设计与实现》第23页共25页,初步掌握电子钟的设计方法并实现时间的显示和校对，以及报时的功能，并能对数字电子钟进行扩展。数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。数字钟从原理上讲是一种

6、典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路[2]。因此，此次设计与制作数字钟就是为了了解数字钟的原理，从而学会制作数字钟。通过数字钟的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法。通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。1.1课程设计的内容本次设计以数字电子为主，实现对时、分、秒、星期数字显示的计时装置,周期为24小时，显示满刻度为23时59分59秒，并具有校时功能和报时功能的数字电子钟。电路主要采用中规模CMOS集成电路。本系统的设计电路由脉冲逻辑电

7、路模块、时钟脉冲模块、电源模块、时钟译码显示电路模块、整点报时模块、校时模块、星期模块等几部分组成。采用电池作电源，采用低功耗的CMOS芯片及液晶显示器，发生器使用晶体振荡、计数振荡器CD4060及双JK触发器CD4027，将标准秒信号送入“秒计数器”；计数器采用“可予制四位二进制异步清除”计数器来实现，分别组成两个六十进制(秒、分)、一个二十四进制(时)的计数器；整点报时电路以门电路、触发器及扬声器构成，要求在离整点差5秒时，每1秒钟鸣叫一次，共响5次，前四次为低音512Hz，最后一声为高音1024Hz；星

8、期计数器是用四个D触发器组成；校时电路是由与非门构成的双稳态触发器，用来对“星期”、“时”、“分”、“秒”显示数字进行调整的；译码显示电路选用BCD-7段锁存译码／驱动器CC4511构成，再经过设计一个电子钟，具有时、分、秒显示功能，在计时过程中具有报时功能，同时能对时、分进行校对，在使用74LS290输入脉冲时能够显示一周的星期,具有一分钟闹铃功能.所需仪器:74LS161(7片),74LS48(