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1、EDA设计多功能数字钟 0/30 摘要 设计一个数字计时器，可以完成 00:00:00 到 23:59:59 的计时功能，并在控制电路的作用下具有保持、清零、快速校时、快速校分、整点报时等功能。具体实现方法为：首先利用一个模 48 和两个模 1000 的计数器将原始的 48MHZ 转换成数字计时器所需的 1HZ。然后利用 1HZ作为时钟，用两个模 60 和一个模 24 计数器形成基本数字钟。快速校时和校分只需利用适当的与门和或门添加到相应计时模块的时钟即可。至于整点报时，利用相应的判别条件，再连入相应的的频率，最后送到蜂鸣器端口即可完成功能。对于附加功能闹钟和星期。闹钟的具体功能为可设置时间，
2、可先清零后再重新设置，到点后以 1KHZ鸣叫 10 秒，期间可关掉闹钟。具体实现方法为：将开关 K5作为闹钟的小时设定，开关 K6作为闹钟的分钟设定，均作为计数器的时钟。当这两个开关上下一次，小时和分钟均增加 1。然后再将闹钟的时间与数字钟的时间相比较，当两者完全相同时，蜂鸣器响起。对于星期的设置比较简单，只需在数字钟小时模块后添加一个模8计数器，并在显示模块添加星期的相应输出即可。对于实验调试所需注意的是：要对开关进行消颤，利用 D触发器，且添加的频率不能太大。关键字：分频、计数器、D触发器 Abstract Design a digital timer,which has the timi
3、ng function counting from 00:00:00 to 23:59:59,and can also maintain time、clear time、EDA设计多功能数字钟 1/30 rapidly adjust the minutes、rapidly adjust the hours and timekeeping.The realizing specific methods are as follows.First,use a mold 48 and two mode 1000 counters to turn the original 48 MHz into a di
4、gital timer required 1HZ.Second,take the 1HZ as the clock to the basic digital clock formation of two mold 60 and a modulo 24 counters.Use the appropriate AND and OR gates added to the appropriate timing module can realize rapidly adjusting the minutes.As for timekeeping,using the corresponding disc
5、riminant conditions,connecting them with the corresponding frequency,and sending to the buzzer port can complete the function.Additional features include alarm clock and counting days of the week.The alarm clock can set the time,can be first cleared and then reseted,can sound for 10 seconds,and in t
6、he period can turn off the alarm.The specific method is:take K5 as the switch setting hour and take K6 as the switch setting minute,both as counters clock.Once these two switches up and down,hour and minute are both increase 1.Then compare the alarm time with the time of the digital clock.When they
7、are the same,the buzzer start sounding.Setting the week is relatively simple,just adding a modulo 8 counter behind digital clock hour module and adding the corresponding output to the display module.For the debug experiments,use the D flip-flop to eliminate 快速校分整点报时等功能具体实现方法为首先利用一个模和两个模的计数器将原始的转换成数字
8、计时器所需的然后利用作为时钟用两个模和一个模计数器形成基本数字钟快速校时和校分只需利用适当的与门和或门添加到相应计时模功能闹钟和星期闹钟的具体功能为可设置时间可先清零后再重新设置到点后以鸣叫秒期间可关掉闹钟具体实现方法为将开关作为闹钟的小时设定开关作为闹钟的分钟设定均作为计数器的时钟当这两个开关上下一次小时和分钟均增加时模块后添加一个模计数器并在显示模块添加星期的相应输出即可对于实验调试所需注意的是要对开关进行消颤利用触发器且添加的频率不能太大关键字分频计数器触发器设计多功能数字钟设计多功能数字钟目录一设计要求二方案EDA设计多功能数字钟 2/30 chatter and the freque
9、ncy added can not be too much.Keywords：frequency converteion、counter、D flip-flop 目录 一.设计要求.3 二.方案论证.4 三.各子模块设计原理.6 3.1 脉冲发生电路.6 3.2 计时电路.8 3.3 译码显示电路.11 3.4 整点报时电路.12 3.5 保持电路.13 3.6 清零电路.14 3.7 校分、校时电路.14 3.8 闹钟电路.15 3.9 星期电路.20 四.下载调试.20 五.结论.21 六.实验感想.21 参考文献.24 快速校分整点报时等功能具体实现方法为首先利用一个模和两个模的计数器将
10、原始的转换成数字计时器所需的然后利用作为时钟用两个模和一个模计数器形成基本数字钟快速校时和校分只需利用适当的与门和或门添加到相应计时模功能闹钟和星期闹钟的具体功能为可设置时间可先清零后再重新设置到点后以鸣叫秒期间可关掉闹钟具体实现方法为将开关作为闹钟的小时设定开关作为闹钟的分钟设定均作为计数器的时钟当这两个开关上下一次小时和分钟均增加时模块后添加一个模计数器并在显示模块添加星期的相应输出即可对于实验调试所需注意的是要对开关进行消颤利用触发器且添加的频率不能太大关键字分频计数器触发器设计多功能数字钟设计多功能数字钟目录一设计要求二方案EDA设计多功能数字钟 3/30 附录.24 多功能数字钟 一
11、、设计要求 设计一个数字计时器，可以完成 00:00:00 到 23:59:59 的计时功能，并在控制电路的作用下具有保持、清零、快速校时、快速校分、整点报时等功能。基本要求：1、能进行正常的时、分、秒计时功能；2、分别由六个数码管显示时分秒的计时；3、K1是系统的使能开关（K1=0 正常工作，K1=1 时钟保持不变）；4、K2是系统的清零开关（K2=0 正常工作，K2=1 时钟的分、秒全清零）；5、K3是系统的校分开关（K3=0 正常工作，K3=1 时可以快速校分）；6、K4是系统的校时开关（K4=0 正常工作，K4=1 时可以快速快速校分整点报时等功能具体实现方法为首先利用一个模和两个模的
12、计数器将原始的转换成数字计时器所需的然后利用作为时钟用两个模和一个模计数器形成基本数字钟快速校时和校分只需利用适当的与门和或门添加到相应计时模功能闹钟和星期闹钟的具体功能为可设置时间可先清零后再重新设置到点后以鸣叫秒期间可关掉闹钟具体实现方法为将开关作为闹钟的小时设定开关作为闹钟的分钟设定均作为计数器的时钟当这两个开关上下一次小时和分钟均增加时模块后添加一个模计数器并在显示模块添加星期的相应输出即可对于实验调试所需注意的是要对开关进行消颤利用触发器且添加的频率不能太大关键字分频计数器触发器设计多功能数字钟设计多功能数字钟目录一设计要求二方案EDA设计多功能数字钟 4/30 校时）；设计提高部分
13、要求：1、使时钟具有整点报时功能（当时钟计到 5953”时开始报时，在 5953”,59 55”,59 57”时报时频率为 512Hz,5959”时报时频率为 1KHz,）；2、闹表设定功能；3、自己添加其他功能。开关的功能汇总如下：表 1 开关标号 功能 K1（K11）系统保持开关 K2（K22）系统清零开关 K3（K33）系统校分开关 K4（K44）系统校时开关 K5（K5）闹钟模块定时小时位 K6（K6）闹钟模块定时分钟位 K7（K7）闹钟使用开关 K8（K8）闹钟时间设置清零开关 注：（）内为电路中的开关表示符号 快速校分整点报时等功能具体实现方法为首先利用一个模和两个模的计数器将原始
14、的转换成数字计时器所需的然后利用作为时钟用两个模和一个模计数器形成基本数字钟快速校时和校分只需利用适当的与门和或门添加到相应计时模功能闹钟和星期闹钟的具体功能为可设置时间可先清零后再重新设置到点后以鸣叫秒期间可关掉闹钟具体实现方法为将开关作为闹钟的小时设定开关作为闹钟的分钟设定均作为计数器的时钟当这两个开关上下一次小时和分钟均增加时模块后添加一个模计数器并在显示模块添加星期的相应输出即可对于实验调试所需注意的是要对开关进行消颤利用触发器且添加的频率不能太大关键字分频计数器触发器设计多功能数字钟设计多功能数字钟目录一设计要求二方案EDA设计多功能数字钟 5/30 二、方案论证 1.脉冲发生电路，
15、产生所需要的所有频率。由于实验板上提供的是48MHz的脉冲信号，因此要得到计时脉冲 1Hz，要经过多次分频。分频顺序为：48MHz 1MHz 1kHz1Hz，主要使用 74160 和 74161。2.计时电路由计数器组成，秒位分位为模 60 的计数器，时位是模 24的计数器，星期是模 8 计数器，秒个位由脉冲发生电路提供的 1HZ作为时钟。3.显示译码电路。计时电路与动态译码显示电路相连，将时间显示在七个七段数码管上。动态译码显示电路是由数据选择器、译码器、显示快速校分整点报时等功能具体实现方法为首先利用一个模和两个模的计数器将原始的转换成数字计时器所需的然后利用作为时钟用两个模和一个模计数器
16、形成基本数字钟快速校时和校分只需利用适当的与门和或门添加到相应计时模功能闹钟和星期闹钟的具体功能为可设置时间可先清零后再重新设置到点后以鸣叫秒期间可关掉闹钟具体实现方法为将开关作为闹钟的小时设定开关作为闹钟的分钟设定均作为计数器的时钟当这两个开关上下一次小时和分钟均增加时模块后添加一个模计数器并在显示模块添加星期的相应输出即可对于实验调试所需注意的是要对开关进行消颤利用触发器且添加的频率不能太大关键字分频计数器触发器设计多功能数字钟设计多功能数字钟目录一设计要求二方案EDA设计多功能数字钟 6/30 译码器和数码管组成的。每一时刻只有一个数码管显示，但由于频率比较大，就实现了动态显示。4.保持
17、电路。利用开关改变计时电路的时钟 1HZ的输出。5.清零电路。将开关加入到各个计数模块的清零端即可。6.校分、校时电路设计。用开关控制改变分钟和时钟的计数时钟，当时钟变为 1HZ时，即可实现快速校分和校时。7.整点报时电路。在 5953”、59 55”、5957”时使用 512HZ的频率报时，59 59”时用 1KHZ的频率报时，只需将分秒的计数电路端分别引出报时点和相应的频率相与接到蜂鸣器上即可。8.闹钟功能。将开关 K5作为闹钟的小时设定，开关 K6作为闹钟的分钟设定，分别作为两个计数器的时钟。当这一个开关上下一次，对应设定的小时或分钟增加 1。然后再将闹钟设定的时间与数字钟的时间相比较，
18、当两者完全相同时，蜂鸣器响起。K7作为闹钟的开关，只有当7=1K时，闹钟才起作用。K8接在闹钟计数器清零端，即起到设定时间清零的作用。9.星期功能。在计时器的电路中加上星期计数模块，并在显示模块中添加星期的数据。三、各子模块设计原理 1.脉冲发生电路 (1)48MHZ1MHZ 快速校分整点报时等功能具体实现方法为首先利用一个模和两个模的计数器将原始的转换成数字计时器所需的然后利用作为时钟用两个模和一个模计数器形成基本数字钟快速校时和校分只需利用适当的与门和或门添加到相应计时模功能闹钟和星期闹钟的具体功能为可设置时间可先清零后再重新设置到点后以鸣叫秒期间可关掉闹钟具体实现方法为将开关作为闹钟的小
19、时设定开关作为闹钟的分钟设定均作为计数器的时钟当这两个开关上下一次小时和分钟均增加时模块后添加一个模计数器并在显示模块添加星期的相应输出即可对于实验调试所需注意的是要对开关进行消颤利用触发器且添加的频率不能太大关键字分频计数器触发器设计多功能数字钟设计多功能数字钟目录一设计要求二方案EDA设计多功能数字钟 7/30 如图，因为 74161 为异步清零，所以0OUT表示 48 清零。考虑到要使空占比相对大一些，不能仅取Q5作为输出信号，而取了Q4和Q5，使得空占比近似为23。由此，两个 74161 形成 48 分频，产生 1MHZ 信号。仿真波形如下，可见是 48 分频。(2)1MHZ1HZ 快
20、速校分整点报时等功能具体实现方法为首先利用一个模和两个模的计数器将原始的转换成数字计时器所需的然后利用作为时钟用两个模和一个模计数器形成基本数字钟快速校时和校分只需利用适当的与门和或门添加到相应计时模功能闹钟和星期闹钟的具体功能为可设置时间可先清零后再重新设置到点后以鸣叫秒期间可关掉闹钟具体实现方法为将开关作为闹钟的小时设定开关作为闹钟的分钟设定均作为计数器的时钟当这两个开关上下一次小时和分钟均增加时模块后添加一个模计数器并在显示模块添加星期的相应输出即可对于实验调试所需注意的是要对开关进行消颤利用触发器且添加的频率不能太大关键字分频计数器触发器设计多功能数字钟设计多功能数字钟目录一设计要求二
21、方案EDA设计多功能数字钟 8/30 因为 74160 是模 10 计数器，因此三个 74160 形成千分频。经过两个千分频即可产生 1HZ信号。(K11 作为保持开关暂不考虑，作 0 处理)仿真波形如下(两个千分频原理一样，因此仅仿真一个)：取一个周期，显示：因为时钟周期为 10ns，因此可以看出为千分频。2.计时电路 计时电路分为秒、分和小时(1)秒计时 快速校分整点报时等功能具体实现方法为首先利用一个模和两个模的计数器将原始的转换成数字计时器所需的然后利用作为时钟用两个模和一个模计数器形成基本数字钟快速校时和校分只需利用适当的与门和或门添加到相应计时模功能闹钟和星期闹钟的具体功能为可设置
22、时间可先清零后再重新设置到点后以鸣叫秒期间可关掉闹钟具体实现方法为将开关作为闹钟的小时设定开关作为闹钟的分钟设定均作为计数器的时钟当这两个开关上下一次小时和分钟均增加时模块后添加一个模计数器并在显示模块添加星期的相应输出即可对于实验调试所需注意的是要对开关进行消颤利用触发器且添加的频率不能太大关键字分频计数器触发器设计多功能数字钟设计多功能数字钟目录一设计要求二方案EDA设计多功能数字钟 9/30 以上为模 60 计数器，第一个 74160 的时钟信号是由脉冲信号电路产生的 1HZ。秒的十位由5SQ和6SQ作为判别条件异步清零，即遇 6 清零。由一个模 10 和一个模 6 形成模 60。(K2
23、2 作为清零开关暂不考虑，作 0处理)仿真如下图：时钟周期 10ns，可见为模 60。(2)分计时 快速校分整点报时等功能具体实现方法为首先利用一个模和两个模的计数器将原始的转换成数字计时器所需的然后利用作为时钟用两个模和一个模计数器形成基本数字钟快速校时和校分只需利用适当的与门和或门添加到相应计时模功能闹钟和星期闹钟的具体功能为可设置时间可先清零后再重新设置到点后以鸣叫秒期间可关掉闹钟具体实现方法为将开关作为闹钟的小时设定开关作为闹钟的分钟设定均作为计数器的时钟当这两个开关上下一次小时和分钟均增加时模块后添加一个模计数器并在显示模块添加星期的相应输出即可对于实验调试所需注意的是要对开关进行消
24、颤利用触发器且添加的频率不能太大关键字分频计数器触发器设计多功能数字钟设计多功能数字钟目录一设计要求二方案EDA设计多功能数字钟 10/30 以上为模 60 计数器，原理同秒计数器。但这里的第一个 74160 的时钟不是 1HZ,而是由0SQ、3SQ、4SQ和6SQ组合作为时钟信号，使得分钟个位每 60 秒计一次数。(K22 作为清零开关和 K33作为校分开关暂不考虑，作 0 处理)仿真如下图：快速校分整点报时等功能具体实现方法为首先利用一个模和两个模的计数器将原始的转换成数字计时器所需的然后利用作为时钟用两个模和一个模计数器形成基本数字钟快速校时和校分只需利用适当的与门和或门添加到相应计时模
25、功能闹钟和星期闹钟的具体功能为可设置时间可先清零后再重新设置到点后以鸣叫秒期间可关掉闹钟具体实现方法为将开关作为闹钟的小时设定开关作为闹钟的分钟设定均作为计数器的时钟当这两个开关上下一次小时和分钟均增加时模块后添加一个模计数器并在显示模块添加星期的相应输出即可对于实验调试所需注意的是要对开关进行消颤利用触发器且添加的频率不能太大关键字分频计数器触发器设计多功能数字钟设计多功能数字钟目录一设计要求二方案EDA设计多功能数字钟 11/30 时钟周期 10ns，可见为模 60。(3)小时计时 以上为模 24 计数器，即2HQ和5HQ作为小时计数器的清零信号。而0MQ、3MQ、4MQ和6MQ作为小时计
26、数模块的时钟信号，即每 60快速校分整点报时等功能具体实现方法为首先利用一个模和两个模的计数器将原始的转换成数字计时器所需的然后利用作为时钟用两个模和一个模计数器形成基本数字钟快速校时和校分只需利用适当的与门和或门添加到相应计时模功能闹钟和星期闹钟的具体功能为可设置时间可先清零后再重新设置到点后以鸣叫秒期间可关掉闹钟具体实现方法为将开关作为闹钟的小时设定开关作为闹钟的分钟设定均作为计数器的时钟当这两个开关上下一次小时和分钟均增加时模块后添加一个模计数器并在显示模块添加星期的相应输出即可对于实验调试所需注意的是要对开关进行消颤利用触发器且添加的频率不能太大关键字分频计数器触发器设计多功能数字钟设
27、计多功能数字钟目录一设计要求二方案EDA设计多功能数字钟 12/30 分记一次数。(K22 作为清零开关和 K44作为校时开关暂不考虑，作 0 处理)仿真如下图：可见每到 23 清零。3.译码显示电路 快速校分整点报时等功能具体实现方法为首先利用一个模和两个模的计数器将原始的转换成数字计时器所需的然后利用作为时钟用两个模和一个模计数器形成基本数字钟快速校时和校分只需利用适当的与门和或门添加到相应计时模功能闹钟和星期闹钟的具体功能为可设置时间可先清零后再重新设置到点后以鸣叫秒期间可关掉闹钟具体实现方法为将开关作为闹钟的小时设定开关作为闹钟的分钟设定均作为计数器的时钟当这两个开关上下一次小时和分钟
28、均增加时模块后添加一个模计数器并在显示模块添加星期的相应输出即可对于实验调试所需注意的是要对开关进行消颤利用触发器且添加的频率不能太大关键字分频计数器触发器设计多功能数字钟设计多功能数字钟目录一设计要求二方案EDA设计多功能数字钟 13/30 74151为数据选择器，输出的数据由 P0P2 由决定，而 P0P2是 74161 计数器的低三位输出，因此每八个循环一次，所以数据 D0D5循环输即秒、分和时循环输出，最后通过 7447 转换成数码显示管显示。注：2K为 1KHZ。(XQ0XQ3 作为星期暂不考虑)4.整点报时电路 快速校分整点报时等功能具体实现方法为首先利用一个模和两个模的计数器将原
29、始的转换成数字计时器所需的然后利用作为时钟用两个模和一个模计数器形成基本数字钟快速校时和校分只需利用适当的与门和或门添加到相应计时模功能闹钟和星期闹钟的具体功能为可设置时间可先清零后再重新设置到点后以鸣叫秒期间可关掉闹钟具体实现方法为将开关作为闹钟的小时设定开关作为闹钟的分钟设定均作为计数器的时钟当这两个开关上下一次小时和分钟均增加时模块后添加一个模计数器并在显示模块添加星期的相应输出即可对于实验调试所需注意的是要对开关进行消颤利用触发器且添加的频率不能太大关键字分频计数器触发器设计多功能数字钟设计多功能数字钟目录一设计要求二方案EDA设计多功能数字钟 14/30 以上为整点报时与频率的组合，
30、其中 59 分作为必要条件均加入两种频率电路中.再来看秒，秒十位必须为 5，因此 SQ4*SQ6 加入两种频率电路。最后再看秒个位,9 直接用 SQ0*SQ3 表示，而 3,5 和 7 用SQ0*(SQ1+SQ2)*3SQ表示。仿真如下图：快速校分整点报时等功能具体实现方法为首先利用一个模和两个模的计数器将原始的转换成数字计时器所需的然后利用作为时钟用两个模和一个模计数器形成基本数字钟快速校时和校分只需利用适当的与门和或门添加到相应计时模功能闹钟和星期闹钟的具体功能为可设置时间可先清零后再重新设置到点后以鸣叫秒期间可关掉闹钟具体实现方法为将开关作为闹钟的小时设定开关作为闹钟的分钟设定均作为计数
31、器的时钟当这两个开关上下一次小时和分钟均增加时模块后添加一个模计数器并在显示模块添加星期的相应输出即可对于实验调试所需注意的是要对开关进行消颤利用触发器且添加的频率不能太大关键字分频计数器触发器设计多功能数字钟设计多功能数字钟目录一设计要求二方案EDA设计多功能数字钟 15/30 其中 1HZ,51HZ和 1KHZ均只给了一个任意的周期。由图可以看出，时钟计到 5953”时开始报时，在 5953”,59 55”,59 57”时报时频率为 512Hz,5959”时报时频率为 1KHz。5.保持(开关：K11)由电路图可得，当110K时，正常得到 1HZ，而当111K时，输出不再为 1HZ,而是恒
32、为高电平。又 1HZ是作为数字钟的时钟信号，所以当恒为高电平时不再计数，即时间保持不变。快速校分整点报时等功能具体实现方法为首先利用一个模和两个模的计数器将原始的转换成数字计时器所需的然后利用作为时钟用两个模和一个模计数器形成基本数字钟快速校时和校分只需利用适当的与门和或门添加到相应计时模功能闹钟和星期闹钟的具体功能为可设置时间可先清零后再重新设置到点后以鸣叫秒期间可关掉闹钟具体实现方法为将开关作为闹钟的小时设定开关作为闹钟的分钟设定均作为计数器的时钟当这两个开关上下一次小时和分钟均增加时模块后添加一个模计数器并在显示模块添加星期的相应输出即可对于实验调试所需注意的是要对开关进行消颤利用触发器
33、且添加的频率不能太大关键字分频计数器触发器设计多功能数字钟设计多功能数字钟目录一设计要求二方案EDA设计多功能数字钟 16/30 6.清零 以上为秒清零电路图，当221K时，秒个位和秒十位的清零端均可得到 0 信号，即可清零。分和时清零同理。7.校分、校时(校分开关：K33；校时开关：K44)(1)校分 快速校分整点报时等功能具体实现方法为首先利用一个模和两个模的计数器将原始的转换成数字计时器所需的然后利用作为时钟用两个模和一个模计数器形成基本数字钟快速校时和校分只需利用适当的与门和或门添加到相应计时模功能闹钟和星期闹钟的具体功能为可设置时间可先清零后再重新设置到点后以鸣叫秒期间可关掉闹钟具体
34、实现方法为将开关作为闹钟的小时设定开关作为闹钟的分钟设定均作为计数器的时钟当这两个开关上下一次小时和分钟均增加时模块后添加一个模计数器并在显示模块添加星期的相应输出即可对于实验调试所需注意的是要对开关进行消颤利用触发器且添加的频率不能太大关键字分频计数器触发器设计多功能数字钟设计多功能数字钟目录一设计要求二方案EDA设计多功能数字钟 17/30 由上图可得：330K时，对分正常工作无影响。而当331K时，分不在是以每 60 秒计一次数，而是以 1HZ作为分钟的时钟进行计数。(2)校时 快速校分整点报时等功能具体实现方法为首先利用一个模和两个模的计数器将原始的转换成数字计时器所需的然后利用作为时
35、钟用两个模和一个模计数器形成基本数字钟快速校时和校分只需利用适当的与门和或门添加到相应计时模功能闹钟和星期闹钟的具体功能为可设置时间可先清零后再重新设置到点后以鸣叫秒期间可关掉闹钟具体实现方法为将开关作为闹钟的小时设定开关作为闹钟的分钟设定均作为计数器的时钟当这两个开关上下一次小时和分钟均增加时模块后添加一个模计数器并在显示模块添加星期的相应输出即可对于实验调试所需注意的是要对开关进行消颤利用触发器且添加的频率不能太大关键字分频计数器触发器设计多功能数字钟设计多功能数字钟目录一设计要求二方案EDA设计多功能数字钟 18/30 同理，440K时，对小时正常工作无影响。而当441K时，以 1HZ作
36、为小时的时钟进行计数。8.闹钟 快速校分整点报时等功能具体实现方法为首先利用一个模和两个模的计数器将原始的转换成数字计时器所需的然后利用作为时钟用两个模和一个模计数器形成基本数字钟快速校时和校分只需利用适当的与门和或门添加到相应计时模功能闹钟和星期闹钟的具体功能为可设置时间可先清零后再重新设置到点后以鸣叫秒期间可关掉闹钟具体实现方法为将开关作为闹钟的小时设定开关作为闹钟的分钟设定均作为计数器的时钟当这两个开关上下一次小时和分钟均增加时模块后添加一个模计数器并在显示模块添加星期的相应输出即可对于实验调试所需注意的是要对开关进行消颤利用触发器且添加的频率不能太大关键字分频计数器触发器设计多功能数字
37、钟设计多功能数字钟目录一设计要求二方案EDA设计多功能数字钟 19/30 AND2inst100OR2inst101AND2inst102NOTinst103NOTinst109AND2inst110OR2inst111AND2inst112NOTinst113NOTinst115AND2inst116OR2inst118AND2inst119NOTinst120NOTinst121AND2inst122OR2inst123AND2inst124NOTinst125NOTinst126AND2inst127OR2inst128AND2inst129NOTinst130NOTinst131AND
38、2inst132OR2inst133AND2inst134NOTinst135NOTinst136IN7IN6IN5IN3IN4IN1IN2OUTAND7inst137OR2inst138AND2inst139NOTinst140NOTinst141AND2inst142MM0MQ0MM0MQ0MM1MQ1MM1MQ1MM2MQ2MM2MQ2MM3MQ3MM3MQ3MM4MQ4MM4MQ4MM5MQ5MM5MQ5MM6MQ6MM6MQ6AA 快速校分整点报时等功能具体实现方法为首先利用一个模和两个模的计数器将原始的转换成数字计时器所需的然后利用作为时钟用两个模和一个模计数器形成基本数字钟快速校
39、时和校分只需利用适当的与门和或门添加到相应计时模功能闹钟和星期闹钟的具体功能为可设置时间可先清零后再重新设置到点后以鸣叫秒期间可关掉闹钟具体实现方法为将开关作为闹钟的小时设定开关作为闹钟的分钟设定均作为计数器的时钟当这两个开关上下一次小时和分钟均增加时模块后添加一个模计数器并在显示模块添加星期的相应输出即可对于实验调试所需注意的是要对开关进行消颤利用触发器且添加的频率不能太大关键字分频计数器触发器设计多功能数字钟设计多功能数字钟目录一设计要求二方案EDA设计多功能数字钟 20/30 AND2inst143OR2inst144AND2inst145NOTinst146NOTinst147AND2
40、inst148OR2inst149AND2inst150NOTinst151NOTinst152AND2inst153OR2inst154AND2inst155NOTinst156NOTinst157AND2inst158OR2inst159AND2inst160NOTinst161NOTinst162AND2inst163OR2inst164AND2inst165NOTinst166NOTinst167AND2inst168OR2inst169AND2inst170NOTinst171NOTinst172AND6inst173HH0HQ0HH0HQ0HH1HQ1HH1HQ1HH2HQ2HH2
41、HQ2HH3HQ3HH3HQ3HH4HQ4HH4HQ4HH5HQ5HH5HQ5BB 快速校分整点报时等功能具体实现方法为首先利用一个模和两个模的计数器将原始的转换成数字计时器所需的然后利用作为时钟用两个模和一个模计数器形成基本数字钟快速校时和校分只需利用适当的与门和或门添加到相应计时模功能闹钟和星期闹钟的具体功能为可设置时间可先清零后再重新设置到点后以鸣叫秒期间可关掉闹钟具体实现方法为将开关作为闹钟的小时设定开关作为闹钟的分钟设定均作为计数器的时钟当这两个开关上下一次小时和分钟均增加时模块后添加一个模计数器并在显示模块添加星期的相应输出即可对于实验调试所需注意的是要对开关进行消颤利用触发器且添
42、加的频率不能太大关键字分频计数器触发器设计多功能数字钟设计多功能数字钟目录一设计要求二方案EDA设计多功能数字钟 21/30 闹钟功能的具体实现方法为：将开关 K5作为闹钟的小时设定，开关K6作为闹钟的分钟设定，分别作为两个计数器的时钟。当这一个开关上下一次，对应设定的小时或分钟增加 1。然后再将闹钟设定的时间与数字钟的时间相比较，当两者完全相同时，蜂鸣器响起。K7作为闹钟的开关，只有当7=1K时，闹钟才起作用。K8接在闹钟计数器清零端，即起到设定时间清零的作用。仿真：如上图，设定 1 小时 3 分时闹钟响。闹钟响应的情况如下：快速校分整点报时等功能具体实现方法为首先利用一个模和两个模的计数器
43、将原始的转换成数字计时器所需的然后利用作为时钟用两个模和一个模计数器形成基本数字钟快速校时和校分只需利用适当的与门和或门添加到相应计时模功能闹钟和星期闹钟的具体功能为可设置时间可先清零后再重新设置到点后以鸣叫秒期间可关掉闹钟具体实现方法为将开关作为闹钟的小时设定开关作为闹钟的分钟设定均作为计数器的时钟当这两个开关上下一次小时和分钟均增加时模块后添加一个模计数器并在显示模块添加星期的相应输出即可对于实验调试所需注意的是要对开关进行消颤利用触发器且添加的频率不能太大关键字分频计数器触发器设计多功能数字钟设计多功能数字钟目录一设计要求二方案EDA设计多功能数字钟 22/30 注：以上示图蜂鸣器除在闹
44、钟时刻响，还在整点报时。在蜂鸣器响处放大为 可见在 1 小时 3 分时鸣叫。快速校分整点报时等功能具体实现方法为首先利用一个模和两个模的计数器将原始的转换成数字计时器所需的然后利用作为时钟用两个模和一个模计数器形成基本数字钟快速校时和校分只需利用适当的与门和或门添加到相应计时模功能闹钟和星期闹钟的具体功能为可设置时间可先清零后再重新设置到点后以鸣叫秒期间可关掉闹钟具体实现方法为将开关作为闹钟的小时设定开关作为闹钟的分钟设定均作为计数器的时钟当这两个开关上下一次小时和分钟均增加时模块后添加一个模计数器并在显示模块添加星期的相应输出即可对于实验调试所需注意的是要对开关进行消颤利用触发器且添加的频率
45、不能太大关键字分频计数器触发器设计多功能数字钟设计多功能数字钟目录一设计要求二方案EDA设计多功能数字钟 23/30 9.星期 星期部分类似之前的秒、分和时的计数，利用一个 74160 作为模 8 计数器，其工作时钟取小时部分的 MQ0*MQ3*MQ4*MQ6，即每 24 小时计一次数。星期部分也可清零、保持，但不能校日。仿真如下图：可见每到星期日清零。快速校分整点报时等功能具体实现方法为首先利用一个模和两个模的计数器将原始的转换成数字计时器所需的然后利用作为时钟用两个模和一个模计数器形成基本数字钟快速校时和校分只需利用适当的与门和或门添加到相应计时模功能闹钟和星期闹钟的具体功能为可设置时间可
46、先清零后再重新设置到点后以鸣叫秒期间可关掉闹钟具体实现方法为将开关作为闹钟的小时设定开关作为闹钟的分钟设定均作为计数器的时钟当这两个开关上下一次小时和分钟均增加时模块后添加一个模计数器并在显示模块添加星期的相应输出即可对于实验调试所需注意的是要对开关进行消颤利用触发器且添加的频率不能太大关键字分频计数器触发器设计多功能数字钟设计多功能数字钟目录一设计要求二方案EDA设计多功能数字钟 24/30 四、下载调试 将设计好的电路下载，发现分计数不稳定每当达到 39 就清零，但检查逻辑电路没有错误。咨询后找到的原因是分频不稳定。然后试验了开关的功能，功能都对，但是在拨动开关的过程中，显示数字突变，于是
47、加入了消颤，如下图：加入消颤后，开关再拨动，示数均正常，而且之前的分钟计数不稳定也解决了。但当加入附加功能后，计数又开始不稳定了，调节了一下消颤的频率(从 500HZ调到了 62HZ)，结果发现计数又稳定了。五、结论 最终设计的数字钟的功能包括：可从 00:00:00 到 23:59:59 计时，并在控制电路的作用下具有保持、清零、快速校时、快速校分、整点报时的功能。附加功能包括：闹钟(可开可关、可设置时间、设置的时间可清零)和星期(不可校日)。六、实验感想 快速校分整点报时等功能具体实现方法为首先利用一个模和两个模的计数器将原始的转换成数字计时器所需的然后利用作为时钟用两个模和一个模计数器形
48、成基本数字钟快速校时和校分只需利用适当的与门和或门添加到相应计时模功能闹钟和星期闹钟的具体功能为可设置时间可先清零后再重新设置到点后以鸣叫秒期间可关掉闹钟具体实现方法为将开关作为闹钟的小时设定开关作为闹钟的分钟设定均作为计数器的时钟当这两个开关上下一次小时和分钟均增加时模块后添加一个模计数器并在显示模块添加星期的相应输出即可对于实验调试所需注意的是要对开关进行消颤利用触发器且添加的频率不能太大关键字分频计数器触发器设计多功能数字钟设计多功能数字钟目录一设计要求二方案EDA设计多功能数字钟 25/30 1.闹钟 本设计中，对于闹钟的时间设定是通过拨动开关 K5和 K6来实现的，虽然设计比较简单，
49、但是对于设定较大的时间来说，拨动的次数很多，不方便，因此可以考虑对本身用于校分和校时的开关进行复用。K5作为闹钟时间设定的开关，将显示时钟时间转换为闹钟设定的时间显示。K6作为闹钟的开关，决定闹钟是否工作。2.星期(1)本设计中，星期是满 7 清零，但实际生活中没有星期 0，在星期日之后为星期一。因此，在星期计数模块不应采用清零，而应该采用置数方法，使得星期日之后为星期一。(2)在闹钟时间设定开关复用的条件下，便可以腾出一个开关 K7用于星期校日。具体电路图如下 参考文献：蒋立平，数字逻辑电路与系统设计，电子工业出版社，2008.7。附录：总原理图 快速校分整点报时等功能具体实现方法为首先利用
50、一个模和两个模的计数器将原始的转换成数字计时器所需的然后利用作为时钟用两个模和一个模计数器形成基本数字钟快速校时和校分只需利用适当的与门和或门添加到相应计时模功能闹钟和星期闹钟的具体功能为可设置时间可先清零后再重新设置到点后以鸣叫秒期间可关掉闹钟具体实现方法为将开关作为闹钟的小时设定开关作为闹钟的分钟设定均作为计数器的时钟当这两个开关上下一次小时和分钟均增加时模块后添加一个模计数器并在显示模块添加星期的相应输出即可对于实验调试所需注意的是要对开关进行消颤利用触发器且添加的频率不能太大关键字分频计数器触发器设计多功能数字钟设计多功能数字钟目录一设计要求二方案EDA设计多功能数字钟 26/30 V