华北电力大学数字电子钟设计EDA电子电工实习报告.doc

华北电力大学实 验 报 告 实验名称 数字电子钟设计 课程名称 电工电子实习 专业班级： 学生姓名： 学 号： 成 绩：指导教师： 实验日期： 一、 实验目的：1、掌握多位计数器相连的设计方法。2、掌握十进制、六十进制和二十四进制计数器的设计方法。3、巩固数码管的驱动原理及编程方法。二、 实验要求：基本要求：具有时、分、秒计数显示功能，以二十四小时循环计时。扩展要求：具有调整时间的功能以及整点报时功能。采用可编程逻辑器件进行设计，在微机上进行原理图或程序的输入、编译和软件仿真，满足设计要求后，再进行下载和硬件实验。如硬件实验结果不满足要求，需要反复修改设计，直到满足要求。三、 实验原理：简述74LS163图（1） 74LS163芯片使能清零脉冲4位二进制输出 通过分析实验要求：通过选用74LS163芯片6片，采用同步计数的方法来设计相关计时器（同一源输入脉冲接至CLK，控制ENT使能端实现计数），秒位计时器与分位计时器均为60进制，时位计时器为24进制。1、秒位计时器（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秒时，秒个位清零；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，并向分进位。2、分位计时电路设计（60进制）分位计时电路与秒针计时电路设计原理相似。分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，59秒时，分个位清零；分高位计数用六进制计数器（74163改装）计数，9分时，分高位芯片ENT输入高电平，由此触发计数，59分（分低位输出1001B，分高位输出0101B）时，分高位清零，并向时个位进位。3、时分位计时电路设计（24进制）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。选作部分：电子钟实现校时、清零和整点报时功能。1 校时电路 利用与门、或门和非门的基本特性，通过分析实验要求得出：控制数字电子钟分低位与时低位的使能端（ENT）输入（将使能端的输入分两部分，一种是自然输入，一种是输入相应电平信号手动控制使能信号）实现校时。如下图（6）所示：图（5） 分校对电路图（6） 时校对电路2 清零电路控制数字电子钟各个位的清零端（CLRN）输入（清零端的输入分两部分，一种为自然输入，一种是输入相应电平信号手动控制清零）实现清零。如下图（7）所示（图（7）中只展示了秒低位的清零，其他接于其后，原理相同，不做赘述）：图（7） 清零电路3 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。四、 实验结果（电路图、仿真波形以及说明）：电路拓扑图秒、分均为六十进制，时为二十四进制。时间脉冲仿真波形五、实验总结本次实验基本达到预期目标。通过本次实验中综合运用学过的数字电子、可编程逻辑器件等基本知识，培养了我独立设计比较复杂的数字逻辑的能力。同时，我熟悉并初步掌握了使用EDA（电子设计自动化）工具设计数字逻辑的方法，包括设计输入、编译、软件仿真、下