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数字系统设计课程设计数字时钟的设计与实现.doc 7页
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数字系统设计课程设计数字时钟的设计与实现
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电子科技大学中山学院
课程设计说明书
学院 计算机学院 专业 计算机科学与技术
13嵌入A 姓名 余博文 学号 0
课程设计信息
课程名称 数字系统设计
课程设计题目 数字时钟的设计与实现
课程设计时间 日
小组情况 余博文 指导教师 邓春健
批改时间 年
学年第 2 学期
数字系统设计要求及评价
1.设计目的
数字系统一般指时序系统，它是在时序电路的基础上发展起来的。之所以称为系统而不叫电路，主要是 它所完成的功能已经远远超过一般的数字电路，结构也比通常电路复杂得多。
数字系统设计实践的目的是在完成数字电路课程的学习之后，通过综合应用所学的电路知识，完成较为复杂的数字系统的设计，从而获得较强的数字电路设计能力、调试能力和开发能力。
2.设计内容
数字系统设计题材不限，但应该具备一定的复杂度，如：数字秒表的设计、基于矩阵LED的花样变换控制系统、基于七段码的打击游戏、时钟、数字通信控制系统等等。
3.设计要求
数字系统设计要求在EDA软件Quartus II完成，并且要求必须在基于FPGA数字电路设计平台上运行通过。完成设计后，要求撰写设计报告一份，要求人手一份，不得雷同。
4. 总体评价
作品情况需要经过现场答辩，按作品的完成、难度、创新情况来评分，；设计报告情况按报告的书写水平来评分。
作品情况（60） 设计报告情况（40） 总计
1. 数字系统概述 1
1.1 数字系统概念 1
1.2 数字系统设计实验环境 1
2. 数字时钟的设计 1
数字时钟的原理 1
数字时钟的设计思路 1
3. 数字时钟的实现 1
数字时钟系统框架 1
3.2 数字时钟功能模块原理 2
4. 系统功能测试及分析 2
5. 问题及心得体会 2
6. 参考文献 3
数字时钟的设计与实现
数字系统概述
数字系统设计主要是通过在电脑上用电路软件（如QUARTUS II）在事先设计好电路图之后，用相应的模块或其他芯片，根据实验箱的电路图，找到需要用到的管脚，绘制好电路图后，通过USB线将相应的数据传送到试验箱上，观察试验现象。若发现问题，则从新修改电路图，并下载观察，直至达到所需效果。
1.1 数字系统概念
需要常用的模块有输入输出管脚、VCC、GND、逻辑门（与门、或门、非门）、数字选择器（如74138）、计时器（如8count、7）、触发器（D、JK、T）、数码管显示芯片7448等芯片。上述模块可以基本实现显示、蜂鸣器的效果。如果需要达到复杂的效果，则需要涉及更多的模块。
1.2 数字系统设计实验环境
采用基于FPGA的数字电路实验平台的设计工具（Quartus II），该工具将常用的芯片已封装好，如果需要用到则直接放入电路图，用导线连接好后，通过USB传输数据至试验箱。
数字时钟的设计
数字时钟的原理
数字时钟的走动通过系统提供的统一时钟脉冲来触发计数器计数。由于输入的基准时间信号是周期性的，因此通过计数器对基准时钟脉冲的个数进行计数，即可实现计时。
数字时钟的设计思路
时钟的电路有计时、计分、计秒的三个模块，用于计时。还需要显示三个时间单位在数码管上，因而需要选择。此外，系统提供计时模块。
数字时钟的实现
数字时钟系统框架
图1.1 数字时钟的结构框图
数字时钟功能模块原理
系统计时模块
通过对系统时钟的分频以达到得到1s钟的脉冲。
计时、计分、计秒模块
使用计时将节省元器件的使用。因为的模数为10，可不必判断分钟、秒钟的各位是否应该清零。由于74160是异步清零，因此时钟、分钟、秒钟需要在24时清零。
数码管显示模块
自定义一个比较器，根据快速的时钟来判断74138选择应该显示时分秒的某一位及其十位个位。通过7448将所含信息表示为数码管上的数字。
系统功能测试及分析
试验箱的数码管可以显示6位数字，其中最后一位从0~9循环，时间间隔约1s。当最后一位从九到零时，其前面一个数码管所显示的数字加一。实现了进位功能。最后两位从‘59’到‘00’时，中间的两个数字加一。当总体为‘235959’时，下一秒显示‘000000’。
问题及心得体会
在实践过程中，遇到了有很多问题，例如，如何让六个数码管显示一排数字，以及如何灵活的应用自定义的比较器。起初，本打算用7493来实现时分秒的计数。但在学习课堂上，通过对一系列计数器的了解，的模数为10，而7493的模数为16，如果用7493的
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电子秒表 实验报告
&&利用555秒脉冲,74LS90,00设计电子秒表计数器。
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