EDA课程设计实验报告电子电工实习.doc

华 北 电 力 大 学实 验 报 告| 实验名称 EDA课程设计 课程名称 电子电工实习 | 专业班级： 学生姓名： 学 号： 成 绩：指导教师： 实验日期：2013-12华 北 电 力 大 学 实 验 报 告一、 实验目的及要求 实验目的：学习并掌握数字钟的原理、设计方法。 实验要求：1. 计时范围为0小时0分0秒至23小时59分59秒2. 采用6个8段数码管分别显示小时十位，小时个位、分钟十位、分钟个位、秒十位、秒个位。3. 整点报时，蜂鸣器响5声，每秒1声。4. 校时功能，能够单独校分、校时。用按键控制。5. 具有清零、启动/停止计数的功能。用按键控制。二、 实验内容计数时钟由模60秒计数器、模60分计数器、模24小时计数器、报时模块、分、时校定模块及输出显示模块构成。可以采用同步计数器或异步计数器设计方法。三、实验所用设备Quartus II 9.0 Web Edition软件四、 实验原理 数字钟是一个将“ 时”，“分”，“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。它的计时周期为24小时，显示满刻度为23时59分59秒，。因此，一个基本的数字钟电路主要由译码显示器、“时”，“分”，“秒”计数器、校时电路、报时电路和蜂鸣器组成。干电路系统由秒信号发生器、“时、分、秒”计数器、译码器及显示器、校时电路、整点报时电路组成。秒信号产生器是整个系统的时基信号，它直接决定计时系统的精度。将标准秒信号送入“秒计数器”，“秒计数器”采用60进制计数器，每累计60秒发出一个“分脉冲”信号，该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲。“分计数器”也采用60进制计数器，每累计60分钟，发出一个“时脉冲”信号，该信号将被送到“时计数器”。“时计数器”采用24进制计时器，可实现对一天24小时的累计。译码显示电路将“时”、“分”、“秒”计数器的输出状态送到六段显示译码器译码，通过六位LED六段显示器显示出来。整点报时电路时根据计时系统的输出状态产生一脉冲信号，然后去触发一音频发生器实现报时。校时电路时用来对“时”、“分”、“秒”显示数字进行校对调整的。五、 实验方法与步骤1、秒位计时电路设计（60进制）秒低位计数用十进制计数器（74163改装）计数，由脉冲信号触发计数，9秒（秒低位输出1001B）时，秒低位清零；秒高位计数用六进制计数器（74163改装）计数，9秒时，秒高位芯片ENT输入高电平，由此触发计数，59秒（秒低位输出1001B，秒高位输出0101B）时，秒高位清零。 秒位计时电路2、分位计时电路设计（60进制）分低位计数用十进制计数器（74163改装）计数，59秒时触发计数，9分59秒（分低位输出为1001H，秒高位输出0101B，秒低位输出1001B）时，分低位清零；分高位计数用六进制计数器（74163改装）计数，9分59秒时，分高位芯片ENT输入高电平，由此触发计数，59分59秒（分高位输出为0101B，分低位输出为1001B，秒高位输出0101B，秒低位输出1001B）时，分高位清零。 分位计时电路3、时位计时电路设计（24进制）时位计时电路时低位计数用十（或四）进制计数器（74163改装）计数，59分59秒时触发计数，9时59分59秒（时低位输出为1001B，分高位输出为0101B，分低位输出为1001B，秒高位输出0101B，秒低位输出1001B），或者23时59分59秒（时高位输出为0010B，时低位输出为0011B，分高位输出为0101B，分低位输出为1001B，秒高位输出0101B，秒低位输出1001B）时，时低位清零；时高位计数用三进制计数器（74163改装）计数，9时59分59秒时，时高位芯片ENT输入高电平，由此触发计数，23时59分59秒时，时高位清零。4、整点报时电路控制验证当数字电子钟的输出为59分50秒时，与一个本电路所用的源输入脉冲信号，利用与门的特性输出相应的高低电平接通蜂鸣器实现整点报时。 整点报时电路5、具体步骤（1）软件仿真：根据上述设计，使用Quartus II9.0进行相关原理图的描绘、编译和波形仿真，观察数字电子时钟是否逻辑有误；（2）硬件仿真：使用Quartus II9.0对所设计数字电子时钟进行管脚分配与封装（参照老师所给文档，保护、数码管选通电路、硬件连线与管脚配置等），下载到实验板上进行硬件仿真，观察数码管显示，在实验板上进行操作验证是否实现所设计功能。如不满足实验要求，需反复修改设计，直到满足。六、 实验结果仿真波形图：秒低位(secl)秒高位(sech) 分低位(minl) 分高位(minh)时低位(hourl)时高位(hourh)波形分析：以模60进制计数器为秒和分钟的计数器，24计数器为小时的计数器即可，秒的进位向分钟，分钟的进位向小时加1即可。七、 实验心得通过本次实验，我对EDA的基本思想和操作目的以及用途方式有了一定的理解，熟悉并初步掌握了使用EDA工具设计数字逻辑的方法，还学会了使用Quartus II9.0软件设计时钟。 在电路的设计中，我也遇到了一些困难，让我知道遇到困难要