資源描述：
《數(shù)字邏輯電路實(shí)驗(yàn)報(bào)告材料》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、江蘇大學(xué)計(jì)算機(jī)10數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)報(bào)告數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)--多功能數(shù)字鐘學(xué)院：計(jì)算機(jī)科學(xué)與通信工程專業(yè)：姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)老師：-13-江蘇大學(xué)計(jì)算機(jī)10數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)報(bào)告多功能數(shù)字鐘一、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求（1）擁有正常的時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)功能。（2）能利用實(shí)驗(yàn)板上的按鍵實(shí)現(xiàn)校時(shí)、校分及清零功能。（3）能利用實(shí)驗(yàn)板上的揚(yáng)聲器做整點(diǎn)報(bào)時(shí)。（4）鬧鐘功能（5）在MAXPLUSII中采用層次化設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。（6）在完成全部電路設(shè)計(jì)后在實(shí)驗(yàn)板上下載，驗(yàn)證設(shè)計(jì)課題的正確性。二、多功能數(shù)字鐘的總體設(shè)計(jì)和頂層原理圖作為根據(jù)總體設(shè)
2、計(jì)框圖，可以將整個(gè)系統(tǒng)分為六個(gè)模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，分別是計(jì)時(shí)模塊、校時(shí)模塊、整點(diǎn)報(bào)時(shí)模塊、分頻模塊、動(dòng)態(tài)顯示模塊及鬧鐘模塊。-13-江蘇大學(xué)計(jì)算機(jī)10數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)報(bào)告（1）計(jì)時(shí)模塊該模塊使用74LS160構(gòu)成的一個(gè)二十四進(jìn)制和兩個(gè)六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)，構(gòu)成數(shù)字鐘的基本框架。二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器用于計(jì)時(shí)，六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器用于計(jì)分和秒。只要給秒計(jì)數(shù)器一個(gè)1HZ的時(shí)鐘脈沖，則可以進(jìn)行正常計(jì)時(shí)。分計(jì)數(shù)器以秒計(jì)數(shù)器的進(jìn)位作為計(jì)數(shù)脈沖。用兩個(gè)74160連成24進(jìn)制的計(jì)數(shù)器，原圖及生成的器件如下：注：利用使能端，時(shí)鐘信號(hào)，清零以及預(yù)置
3、數(shù)功能連成24進(jìn)制。生成的二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器-13-江蘇大學(xué)計(jì)算機(jī)10數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)報(bào)告用兩個(gè)74160連成的60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，原圖及生成的器件如下：生成的六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器（2）校時(shí)模塊校時(shí)模塊設(shè)計(jì)要求實(shí)現(xiàn)校時(shí)，校分以及清零功能。*按下校時(shí)鍵，小時(shí)計(jì)數(shù)器迅速遞增以調(diào)至所需要的小時(shí)位。*按下校分鍵，分計(jì)數(shù)器迅速遞增以調(diào)至所需要的分位。*按下清零鍵，將秒計(jì)數(shù)器清零。注意事項(xiàng)：①在校分時(shí)，分計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)不應(yīng)對(duì)小時(shí)位產(chǎn)生影響，因而需要屏蔽此時(shí)分計(jì)數(shù)器的進(jìn)位信號(hào)以防止小時(shí)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。②利用D觸發(fā)器進(jìn)行按鍵抖動(dòng)的消除，因?yàn)镈
4、觸發(fā)器是邊沿觸發(fā)，在除去時(shí)鐘邊沿到來(lái)前一瞬間之外的絕大部分時(shí)間都不接受輸入，可以消除抖動(dòng)。-13-江蘇大學(xué)計(jì)算機(jī)10數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)報(bào)告③計(jì)時(shí)采用1HZ的脈沖驅(qū)動(dòng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，而校時(shí)則需要較高頻率的信號(hào)驅(qū)動(dòng)以達(dá)到快速校時(shí)的目的。因此這兩種脈沖信號(hào)就需要兩路選擇器進(jìn)行選擇，條件即為是否按鍵。注：D觸發(fā)器用于按鍵的消抖，接更高的頻率用于校時(shí)和校分，二路選擇器用于區(qū)分是正常計(jì)時(shí)還是校時(shí)。（3）整點(diǎn)報(bào)時(shí)模塊計(jì)時(shí)到59分50秒時(shí)，每?jī)擅胍淮蔚鸵魣?bào)時(shí)，整點(diǎn)時(shí)進(jìn)行高音報(bào)時(shí)。以不同頻率的脈沖信號(hào)區(qū)分低音和高音報(bào)時(shí)。報(bào)時(shí)的條件是
5、計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)至所需要的時(shí)間點(diǎn)，因而需要一個(gè)比較模塊，將分計(jì)數(shù)器和秒計(jì)數(shù)器的輸出連至比較模塊輸入端完成比較過(guò)程。注：F1表示計(jì)數(shù)器分的高位，F(xiàn)0表示分的低位；M1表示秒的高位，M0表示秒的低位。當(dāng)時(shí)間為59分00,02,04,06,08進(jìn)行低音報(bào)時(shí)，當(dāng)為整點(diǎn)時(shí)進(jìn)行高音報(bào)時(shí)。SIGA為1時(shí)低音報(bào)時(shí)，SIGB為1時(shí)高音報(bào)時(shí)。-13-江蘇大學(xué)計(jì)算機(jī)10數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)報(bào)告（4）分頻模塊在這個(gè)系統(tǒng)中需要很多種不同頻率的脈沖信號(hào)，這些均可以通過(guò)一個(gè)基準(zhǔn)頻率分頻器生成。分頻器就是一個(gè)進(jìn)制很大的計(jì)數(shù)器，利用計(jì)數(shù)器的分頻功能，從
6、不同的輸出位得到所需要的脈沖信號(hào)。注：由于clk的頻率為1024hz，所以可以定義一個(gè)std_logic_vector(9downto0),使它不停地從0000000000加到1111111111然后又返回0000000000，由于最低位在clk脈沖到來(lái)時(shí)從0變?yōu)?，然后又在下一個(gè)脈沖變回0,因此最低位的時(shí)鐘周期為clk的時(shí)鐘周期的兩倍，它的頻率就為clk頻率的確1/2即512hz。同理，次高位的頻率就為clk頻率的1/2*1/2=1/4，用這種方法就可以得到各種能整除1024的頻率，從而實(shí)現(xiàn)分頻。生成的分頻
7、器（4）動(dòng)態(tài)顯示模塊在6個(gè)不同的時(shí)間段分別將每組時(shí)間經(jīng)過(guò)七段譯碼后輸出到6個(gè)數(shù)碼管，當(dāng)某一組時(shí)間的七段碼到達(dá)時(shí)，只點(diǎn)亮對(duì)應(yīng)位置上的數(shù)碼管，顯示相應(yīng)的數(shù)字，6次一個(gè)循環(huán)，形成一個(gè)掃描序列。利用人眼的視覺(jué)暫留則可以同步顯示6個(gè)數(shù)字。注：CLK為時(shí)鐘信號(hào)，S為計(jì)數(shù)器的小時(shí)，F(xiàn)為分，M為秒，SELOUT為六路選擇器，選擇哪個(gè)數(shù)碼管工作，SEGOUT為七段譯碼器，使數(shù)碼管顯示數(shù)字。動(dòng)態(tài)掃描器件（6）鬧鐘模塊注意事項(xiàng)：①設(shè)定的鬧鐘的時(shí)間應(yīng)使用新的計(jì)數(shù)器進(jìn)行存儲(chǔ)，與正常的計(jì)時(shí)互不干擾。②-13-江蘇大學(xué)計(jì)算機(jī)10數(shù)字邏輯電
8、路設(shè)計(jì)報(bào)告與正常計(jì)時(shí)狀態(tài)的顯示切換?？梢栽O(shè)定一個(gè)按鍵，用于選擇是將計(jì)時(shí)時(shí)間還是將鬧鐘時(shí)間送至動(dòng)態(tài)顯示模塊。③應(yīng)實(shí)現(xiàn)一個(gè)比較模塊，當(dāng)計(jì)時(shí)到與鬧鐘時(shí)間相等時(shí)，則驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器鳴叫。④鬧鐘響聲應(yīng)限定在一定時(shí)間內(nèi)，且在這段時(shí)間內(nèi)應(yīng)隨時(shí)可以通過(guò)按鍵取消鬧時(shí)狀態(tài)。鬧鐘調(diào)時(shí)和分以及正常計(jì)時(shí)與鬧鐘定時(shí)之間的選擇原圖及生成的器件如下：注：輸入端CLK為時(shí)鐘信號(hào)，SD清零，NAOZHONG是使計(jì)數(shù)器正常計(jì)時(shí)和鬧鐘定時(shí)界面的
