求数字钟课程设计原理图以及制作方法？
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解决时间 2021-10-18 05:15
- 提问者网友：相思似海深
- 2021-10-17 10:04
求数字钟课程设计原理图以及制作方法？
最佳答案
- 二级知识专家网友：平生事
- 2021-10-17 10:09
数字钟的VHDL设计
1、设计任务及要求：
设计任务：设计一台能显示时、分、秒的数字钟。具体要求如下：
由实验箱上的时钟信号经分频产生秒脉冲；
计时计数器用24进制计时电路；
可手动校时，能分别进行时、分的校正；
整点报时；
2 程序代码及相应波形
Second1(秒计数 6进制和10进制)
Library ieee;
Use ieee.std_logic_1164.all;
Use ieee.std_logic_unsigned.all;
Entity second1 is
Port( clks,clr:in std_logic;
Secs,Secg: out std_logic_vector(3 downto 0);
cout1:out std_logic);
End second1;
Architecture a of second1 is
Begin
Process(clks,clr)
variable ss,sg: std_logic_vector(3 downto 0);
variable co: std_logic;
Begin
If clr='1' then ss:="0000"; sg:="0000";
Elsif clks'event and clks='1' then
if ss="0101" and sg="1001" then ss:="0000"; sg:="0000";co:='1';
elsif sg<"1001" then sg:=sg+1;co:='0';
elsif sg="1001" then sg:="0000";ss:=ss+1;co:='0';
end if;
end if;
cout1<=co;
Secs<=ss;
Secg<=sg;
end process;
End a;
Min1（分计数器 6进制和10进制 alm实现整点报时）
Library ieee;
Use ieee.std_logic_1164.all;
Use ieee.std_logic_unsigned.all;
Entity min1 is
Port(clkm,clr:in std_logic;
mins,ming:buffer std_logic_vector(3 downto 0);
enmin,alarm: out std_logic);
End;
Architecture a of min1 is
Begin
Process(clkm,clr)
variable ms,mg :std_logic_vector(3 downto 0);
variable so,alm :std_logic;
Begin
If clr='1' then ms:="0000"; mg:="0000";
Elsif clkm'event and clkm='1' then
if ms="0101" and mg="1001" then ms:="0000";mg:="0000"; so :='1'; alm:='1';
elsif mg<"1001" then mg:=mg+1; so :='0';alm:='0';
elsif mg="1001" then mg:="0000";ms:=ms+1; so :='0';alm:='0';
end if;
end if;
alarm<=alm;
enmin<= so;
mins<=ms;
ming<=mg;
End process;
End a;
Hour1（时计数器 4进制与2进制）
Library ieee;
Use ieee.std_logic_1164.all;
Use ieee.std_logic_unsigned.all;
Entity hour1 is
Port(clkh,clr:in std_logic;
hours,hourg:out std_logic_vector(3 downto 0));
End;
Architecture a of hour1 is
Begin
Process(clkh,clr)
variable hs,hg :std_logic_vector(3 downto 0);
Begin
If clr='1' then hs:="0000"; hg:="0000";
Elsif clkh'event and clkh='1' then
if hs="0010"and hg="0011" then hs:="0000";hg:="0000";
elsif hg<"1001" then hg:=hg+1;
elsif hg="1001" then hg:="0000";hs:=hs+1; end if;
end if;
hours<=hs;
hourg<=hg;
End process;
End;
Madapt（校分）
Library ieee;
Use ieee.std_logic_1164.all;
Use ieee.std_logic_unsigned.all;
Entity madapt is
Port(en,clk,secin,m1:in std_logic;
minset:out std_logic);
End;
Architecture a of madapt is
Begin
Process(en,m1)
Begin
if en='1' then
if m1='1' then minset<=clk;
else minset<=secin; end if;
else minset<=secin ;
end if;
End process;
end;
Hadapt (校时)
Library ieee;
Use ieee.std_logic_1164.all;
Use ieee.std_logic_unsigned.all;
Entity hadapt is
Port(en,clk,minin,h1:in std_logic;
hourset:out std_logic);
End;
Architecture a of hadapt is
Begin
Process(en,h1)
Begin
if en='1' then
if h1='1' then hourset<=clk;
else hourset<=minin; end if;
else hourset<=minin;
end if;
End process;
end;
Topclock（元件例化 顶层文件）
Library ieee;
Use ieee.std_logic_1164.all;
Use ieee.std_logic_arith.all;
Use ieee.std_logic_unsigned.all;
Entity topclock is
Port(clk,clr,en,m1,h1:in std_logic;
alarm:out std_logic;
secs,secg,mins,ming,hours,hourg:buffer std_logic_vector(3 downto 0));
End;
Architecture one of topclock is
Component second1
Port( clks,clr:in std_logic;
secs,secg: buffer std_logic_vector(3 downto 0);
cout1: out std_logic);
End Component;
Component min1
Port(clkm,clr:in std_logic;
mins,ming:buffer std_logic_vector(3 downto 0);
enmin,alarm: out std_logic);
End Component;
Component hour1
Port(clkh,clr:in std_logic;
hours,hourg:buffer std_logic_vector(3 downto 0));
End Component;
Component madapt
Port(en,m1,clk,secin:in std_logic;
minset:out std_logic);
End Component;
Component hadapt
Port(en,h1,clk,minin:in std_logic;
hourset:out std_logic);
End Component;
signal a,b,c,d: std_logic;
begin
u1:second1 port map(clr=>clr,
secs=>secs,secg=>secg,clks=>clk, cout1=>a);
u2:min1 port map(clr=>clr,alarm=>alarm,
mins=>mins,ming=>ming,clkm=>b,enmin=>c);
u3:hour1 port map(clr=>clr,
hours=>hours,hourg=>hourg,clkh=>d);
u4:madapt port map(en=>en,m1=>m1,clk=>clk,secin=>a,minset=>b);
u5:hadapt port map(en=>en,h1=>h1,clk=>clk,minin=>c,hourset=>d);
end;
1、设计任务及要求：
设计任务：设计一台能显示时、分、秒的数字钟。具体要求如下：
由实验箱上的时钟信号经分频产生秒脉冲；
计时计数器用24进制计时电路；
可手动校时，能分别进行时、分的校正；
整点报时；
2 程序代码及相应波形
Second1(秒计数 6进制和10进制)
Library ieee;
Use ieee.std_logic_1164.all;
Use ieee.std_logic_unsigned.all;
Entity second1 is
Port( clks,clr:in std_logic;
Secs,Secg: out std_logic_vector(3 downto 0);
cout1:out std_logic);
End second1;
Architecture a of second1 is
Begin
Process(clks,clr)
variable ss,sg: std_logic_vector(3 downto 0);
variable co: std_logic;
Begin
If clr='1' then ss:="0000"; sg:="0000";
Elsif clks'event and clks='1' then
if ss="0101" and sg="1001" then ss:="0000"; sg:="0000";co:='1';
elsif sg<"1001" then sg:=sg+1;co:='0';
elsif sg="1001" then sg:="0000";ss:=ss+1;co:='0';
end if;
end if;
cout1<=co;
Secs<=ss;
Secg<=sg;
end process;
End a;
Min1（分计数器 6进制和10进制 alm实现整点报时）
Library ieee;
Use ieee.std_logic_1164.all;
Use ieee.std_logic_unsigned.all;
Entity min1 is
Port(clkm,clr:in std_logic;
mins,ming:buffer std_logic_vector(3 downto 0);
enmin,alarm: out std_logic);
End;
Architecture a of min1 is
Begin
Process(clkm,clr)
variable ms,mg :std_logic_vector(3 downto 0);
variable so,alm :std_logic;
Begin
If clr='1' then ms:="0000"; mg:="0000";
Elsif clkm'event and clkm='1' then
if ms="0101" and mg="1001" then ms:="0000";mg:="0000"; so :='1'; alm:='1';
elsif mg<"1001" then mg:=mg+1; so :='0';alm:='0';
elsif mg="1001" then mg:="0000";ms:=ms+1; so :='0';alm:='0';
end if;
end if;
alarm<=alm;
enmin<= so;
mins<=ms;
ming<=mg;
End process;
End a;
Hour1（时计数器 4进制与2进制）
Library ieee;
Use ieee.std_logic_1164.all;
Use ieee.std_logic_unsigned.all;
Entity hour1 is
Port(clkh,clr:in std_logic;
hours,hourg:out std_logic_vector(3 downto 0));
End;
Architecture a of hour1 is
Begin
Process(clkh,clr)
variable hs,hg :std_logic_vector(3 downto 0);
Begin
If clr='1' then hs:="0000"; hg:="0000";
Elsif clkh'event and clkh='1' then
if hs="0010"and hg="0011" then hs:="0000";hg:="0000";
elsif hg<"1001" then hg:=hg+1;
elsif hg="1001" then hg:="0000";hs:=hs+1; end if;
end if;
hours<=hs;
hourg<=hg;
End process;
End;
Madapt（校分）
Library ieee;
Use ieee.std_logic_1164.all;
Use ieee.std_logic_unsigned.all;
Entity madapt is
Port(en,clk,secin,m1:in std_logic;
minset:out std_logic);
End;
Architecture a of madapt is
Begin
Process(en,m1)
Begin
if en='1' then
if m1='1' then minset<=clk;
else minset<=secin; end if;
else minset<=secin ;
end if;
End process;
end;
Hadapt (校时)
Library ieee;
Use ieee.std_logic_1164.all;
Use ieee.std_logic_unsigned.all;
Entity hadapt is
Port(en,clk,minin,h1:in std_logic;
hourset:out std_logic);
End;
Architecture a of hadapt is
Begin
Process(en,h1)
Begin
if en='1' then
if h1='1' then hourset<=clk;
else hourset<=minin; end if;
else hourset<=minin;
end if;
End process;
end;
Topclock（元件例化 顶层文件）
Library ieee;
Use ieee.std_logic_1164.all;
Use ieee.std_logic_arith.all;
Use ieee.std_logic_unsigned.all;
Entity topclock is
Port(clk,clr,en,m1,h1:in std_logic;
alarm:out std_logic;
secs,secg,mins,ming,hours,hourg:buffer std_logic_vector(3 downto 0));
End;
Architecture one of topclock is
Component second1
Port( clks,clr:in std_logic;
secs,secg: buffer std_logic_vector(3 downto 0);
cout1: out std_logic);
End Component;
Component min1
Port(clkm,clr:in std_logic;
mins,ming:buffer std_logic_vector(3 downto 0);
enmin,alarm: out std_logic);
End Component;
Component hour1
Port(clkh,clr:in std_logic;
hours,hourg:buffer std_logic_vector(3 downto 0));
End Component;
Component madapt
Port(en,m1,clk,secin:in std_logic;
minset:out std_logic);
End Component;
Component hadapt
Port(en,h1,clk,minin:in std_logic;
hourset:out std_logic);
End Component;
signal a,b,c,d: std_logic;
begin
u1:second1 port map(clr=>clr,
secs=>secs,secg=>secg,clks=>clk, cout1=>a);
u2:min1 port map(clr=>clr,alarm=>alarm,
mins=>mins,ming=>ming,clkm=>b,enmin=>c);
u3:hour1 port map(clr=>clr,
hours=>hours,hourg=>hourg,clkh=>d);
u4:madapt port map(en=>en,m1=>m1,clk=>clk,secin=>a,minset=>b);
u5:hadapt port map(en=>en,h1=>h1,clk=>clk,minin=>c,hourset=>d);
end;
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- 1楼网友：北方的南先生
- 2021-10-17 10:41
数字电子钟的设计
一、 绪论
（一）引言
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5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，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。
（二）论文的研究内容和结构安排
本系统采用石英晶体振荡器、分频器、计数器、显示器和校时电路组成。由LED数码管来显示译码器所输出的信号。采用了74LS系列中小规模集成芯片。使用了RS触发器的校时电路。总体方案设计由主体电路和扩展电路两大部分组成。其中主体电路完成数字钟的基本功能,扩展电路完成数字钟的扩展功能。论文安排如下：
1、绪论 阐述研究电子钟所具有的现实意义。
2、设计内容及设计方案 论述电子钟的具体设计方案及设计要求。
3、单元电路设计、原理及器件选择 说明电子钟的设计原理以及器件的选择，主要从石英晶体振荡器、分频器、计数器、显示器和校时电路五个方面进行说明。
4、绘制整机原理图 该系统的设计、安装、调试工作全部完成。
二、设计内容及设计方案
（一）设计内容要求
1、设计一个有“时”、“分”、“秒”（23小时59分59秒）显示且有校时功能的电子钟。
2、用中小规模集成电路组成电子钟，并在实验箱上进行组装、调试。
3、画出框图和逻辑电路图。
4 、功能扩展：
(1)闹钟系统
(2)整点报时。在59分51秒、53秒、55秒、57秒输出750Hz音频信号，在59分59秒时，输出1000Hz信号，音像持续1秒，在1000Hz音像结束时刻为整点。
(3)日历系统。
（二）设计方案及工作原理
数字电子钟的逻辑框图如图1所示。它由石英晶体振荡器、分频器、计数器、译码器显示器和校时电路组成。振荡器产生稳定的高频脉冲信号,作为数字钟的时间基准,然后经过分频器输出标准秒脉冲。秒计数器满60后向分计数器进位,分计数器满60后向小时计数器进位,小时计数器按照“24翻1”规律计数。计数器的输出分别经译码器送显示器显示。计时出现误差时,可以用校时电路校时、校分。
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