数字电子EDA课程设计数字钟的设计

燕 山 大 学

EDA课程设计报告书

题目： 数字钟的设计

姓名： 常 勤

班级： 05级电子信息工程3班 学号： 050104020083 成绩：

一、设计题目及要求

设计题目：数字钟的设计

要求：

1．输入10HZ的时钟；（提示：对已有kHz频率时钟进行分频）

2．能显示时、分、秒，24小时制；

3．时和分有校正功能；

注意：硬件资源的节约，否则器件内资源会枯竭。

二、设计过程及内容

（1）设计方案

数字钟主要由五部分组成，其中包括分频部分、计数部分、调时部分、扫描电路部分和数字显示部分。分频部分由4片10进制组成，其作用是将9375K赫兹的时钟脉冲分频为10赫兹。10赫兹转换为1赫兹的脉冲，为计数及调时部分提供脉冲。计数及调时部分分别为两片60进制器和一片24进制器及与门，或门组成，分别为计数和校正功能的核心。扫描部分由4片74151组成和一片8进制计数器组成，其作用是选择数据和7449输入端提供脉冲。显示部分由试验箱提供。

（2）电路结构

总的电路可由3大模块组成：

模块1：分频并选频模块

电路由四片74160组成，将其连接为9375进制计数器。将93.75K赫兹的时钟频率分频。分频后再经过十进制计数器的进位信号为计时电路中秒的60进制计数器提供时钟频率。电路图如下：

仿真波形如下：

模块2：计时及调整模块

该模块具备计数功能和调整功能。首先计数功能由一片24进制计数器和两片60进制计数器组成，分别来计数小时数，分钟数和秒数。

首先，24进制计数器：该电路又两片74160来实现，采用整体置数法。电路如下：

仿真波形如下：

②60进制计数器，也是由两片74160构成，实现计60位后向前输出一个进位的功能，电路图如下：

仿真波形如下：

③调整电路，将24进制计数器和两片60进制计数器连接，将两片60进制计数器的进位端和两片触发器分别连接上与门，使与门的输出端连接上或门后，接入时钟信号

输入端，电路图如下：

模块3：扫描电路模块，其电路主体是由4片74151选择电路状态，并将选择出的数据输入7449芯片，并将输出连入数码管显示输入端。8进制计数器为74151选择端提供选择数据并为二进制计数器扫描地址输入端提供数据，具体电路图如下：

其仿真波形如下：

最终的总电路如图：

3、仿真波形如下：

其波形符合预计，在试验箱上的结果也准确无误。

三、设计结论

对各个部分进行编译，仿真后，总电路下载到实验箱，并进行相应的外部电路连线，对设计的电路进行硬件的仿真，对电路进行验证；实践的显示和走时都符合电路的设计要求。硬件运行正常。

四、设计问题

在设计的过程中，得到了老师和同学们的热心帮助，

巩固了各种进制计数器的设计方法，学会了扫描电路的设计，在调整电路上，学会了用触发器消除竞争冒险现象，还有一个问题是在设计分频电路时，出现毛刺的问题，在同学的帮助下，用D触发器解决了此问题。

五、设计感想

两周的课程设计，我学到了许多关于EDA的知识，认识到了EDA的强大功能，掌握了MAX+PlusⅡ的初步使用，使我深刻地认识到仅仅学习课本上的知识是远远不够的，必须要多多动脑，多多实践，才能真正理解并掌握所学的知识，达到学以致用的目的。同时我也深深地感受到严谨的态度对于科学研究的重要性。由于在设计的过程中，一点点的马虎都可能造成整个系统的瘫痪，所以每一个细节都要认真思考，认真操作，不能有丝百分的大意。

经过这次的设计，我从枯燥的理论学习中，重新找到了学习的乐趣，经过这次设计，我更好的巩固了数字电路的知识。在这次设计中出现的问题和解决的经过，都让我受益非浅，为今后的生活、学习以及工作都提供了一定的经验和帮助。

最后，感谢学校提供这次实验机会，感谢老师给予的诸多帮助。