数字逻辑课程设计-电子时钟

《数字逻辑》课程设计报告题目：数字电子钟专业：网络工程班级：14网络工程2班组长：钟伟邦（1414080903202）成员：刘雄锋（1414080903223）惠州学院计算机科学系二○一六年一月七日目录1设计任务书2总体方案设计2.1功能和逻辑需求分析2.2总体方案设计3单元模块设计3.1分秒计数器电路设计3.2时计数器电路设计3.3总体电路设计（画出总体电路图）4电路调试与测试4.1时计数器4.2分秒计数器5总结附录（参考资料清单及元器件清单）1设计任务书10．数字电子钟（*）设计一台能显示时﹑分、秒的数字电子钟，要求如下：1）秒﹑分为00—59六十进制计数器，时为00—23二十四进制计数器；2）可手动校正：分别对秒﹑分﹑时进行连续脉冲输入校正（校正时不能输出进位）。本次数字时钟电路设计采用GAL系列芯片来分别实现时、分、秒的24进制和60进制的循环电路，并支持手动校正的功能。2总体方案设计用集成电路设计一台能自动显示时、分、秒的数字电子钟，只要将开关置于手动位置，可分别对秒、分、时进行手动脉冲输入调整或连续脉冲输入的校正。2.1功能和逻辑需求分析本电路总共分为三个单元模块，分别为时，分，秒，其功能分别用于电子时钟上的时，分，秒的计算，其中，用GAL22V10设计24进制（十位为2进制，个位为4进制）的计数器用于实现时的计算功能（计数从00到23时清零），用GAL16V8D设计60进制的计数器（十位为6进制，个位为10进制）用于实现分和秒的计算功能（计数从00到59时清零并向前进位），当时钟计数到23时59分59秒时，使计数器的小时部分清零，进而实现整体循环计时的功能。2.2总体方案设计工作原理：当开关1为高电平时，在时钟信号作用下，时钟正常工作；当开关1为低电平时，时钟停止（状态保持）在2状态下，开关2/3/4为高电平时，时钟进入校正状态（通过时钟信号的连续输入进行校正）3单元模块设计3.1分、秒计数器电路设计芯片类型：GAL16V8D前后级联系：当秒计数器到达59时，秒计数器的co会输出1，所以，与之连接的时计数器的cen此时输入1（分计数器进入正常工作状态），也就是说在下一个脉冲来临的时候，分计数器上的数字会加1，实现了秒到分的进位。分，秒计数器芯片代码如下：MODULEsecTITLE'sec'declarationsclockPIN1;cenPIN2;adjPIN3;coPIN19istype'reg';q6..q4PIN18..16istype'reg';q3..q0PIN15..12istype'reg';T1=[q6..q4];T0=[q3..q0];equationsT1.clk=clock;T0.clk=clock;WHENcenTHEN{WHEN(T0==9)THEN{T0:=0;WHEN(T1==5)THEN{co=1;T1:=0;}ELSET1:=T1+1;}ELSE{T0:=T0+1;T1:=T1;}}ELSE{whenadjthen{WHEN(T0==9)THEN{T0:=0;WHEN(T1==5)THEN{T1:=0;}ELSET1:=T1+1;}ELSE{T0:=T0+1;T1:=T1;}}else{T1:=T1;T0:=T0;}}END3.2时-计数器电路设计芯片型号：GAL22V10前后级联系：当分计数器到达59时，分计数器的co会输出1，所以，与之连接的时计数器的cen此时输入1（时计数器进入正常工作状态），也就是说在下一个脉冲来临的时候，时计数器上的数字会加1，实现了分到时的进位。时计数器芯片代码如下：MODULEhouTITLE'hou'declarationsclockPIN1;cenPIN2;adjPIN3;q6..q4PIN22..20istype'reg';q3..q0PIN19..16istype'reg';T1=[q6..q4];T0=[q3..q0];equationsT1.clk=clock;T0.clk=clock;WHENcenTHEN{when(T1!=2)then{when(T0==9)then{T0:=0;T1:=T1+1;}else{T0:=T0+1;T1:=T1;}}else{when(T0==3)then{T0:=0;T1:=0;}ELSE{T0:=T0+1;T1:=T1;}}}ELSE{whenadjthen{when(T1!=2)then{when(T0==9)then{T0:=0;T1:=T1+1;}else{T0:=T0+1;T1:=T1;}}else{when(T0==3)then{T0:=0;T1:=0;}ELSE{T0:=T0+1;T1:=T1;}}}ELSE{T0:=T0;T1:=T1;}}END3.3总体电路设计4电路调试与测试4.1时计数器正确连接线路，把cen和adj分别接在两个开关上，把clk接在手动脉冲上首先，把cen调为1，通过手动脉冲输入，测试结果：能实现00到23的循环变化（正常）然后，把cen调为0，adj调为0，通过手动脉冲输入，测试结果：显示屏没变化（正常）最后，把cen调为0，adj调为1，通过手动脉冲输入，测试结果：能实现00到23的循环变化（正常）4.2分，秒计数器正确连接线路，把cen和adj分别接在两个开关上，把co接到LED灯上，把clk接在手动脉冲上首先，把cen调为1，通过手动脉冲输入，测试结果：能实现00到59的循环变化，同时当显示屏上的数字重新到达00时LED灯变亮（正常）然后，把cen调为0，adj调为0，通过手动脉冲输入，测试结果：显示屏没变化，LED灯不亮（正常）最后，把cen调为0，adj调为1，通过手动脉冲输入，测试结果：能实现00到59的循环变化，同时当显示屏上的数字重新到达00时LED灯不亮（正常）5总结在为期接近三天的实验过程中，我和我组员的身心都受到了极大的挑战，在我看到这份课题的时候以为是很简单的，原本打算用一天时间就能完成的，在开始的时候，分秒计数器很快就完成了，这给了我很大的信心在一天内完成实验，然而在实现时计数器的过程中由于还沉浸于分秒计数器当中，结果导致时计数器的芯片代码出现了较大的错误，而且我也没能看出来，后来问了老师才发现问题。同时，在实现过程中，由于机器和导线等原因，导致我们遇到了不少麻烦。最后比较遗憾的是，没能实现一键清零以及通过手动脉冲校正的功能。这是我上大学以来唯一一次觉得比较有意义的实验，通过这样的学习确实能让我们了解到更多，学习到更多，在一次次的失败中成长感觉比什么都重要，当然，这个从无到有的过程也给了我们很大的挑战。附录（参考资料清单及元器件清单）7设计所用器材序号作用器材件数1二十四进制、六十进制计数器GAL16V8D、GAL22V103片2连接器件导线若干