EDA(二)实验报告
南 京 理 工 大 学
EDA(二)实验报告
学号： 姓名： 学院： 指导老师： 时间: 2014年11月30日
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摘要：本实验通过使用 QuartusⅡ软件，并结合数字逻辑电路的知识设计多功能数字钟，可以实现正常的时、分、秒的计数功能，分别由六个数码管显示计时，可以利用开关实现系统的计时保持、清零和校分、校时、校星期的功能。同时，该电路系统还可以完成在59'53'', 59'55'', 59'57''低音报时, 59'59''高音报时的基本功能。在此基础上，本实验还设计了扩展功能，包括星期计时、校星期以及通过开关与门电路切换到秒表计时的功能。我原本还尝试设计闹钟的功能，但是闹钟的扩展功能还不够完善，目前完成了切换显示部分，但是报时还存在缺陷。在利用 QuartusⅡ进行相应的设计、仿真、调试后下载到 SmartSOPC 实验系统上验证设计的正确性。
关键词：QuartusII，数字钟，分频，计时显示，保持清零，校分校时校星期，报时，星期计数，秒表
Abstract：This experiment is based on QuartusⅡ，with the help of knowledge regarding the digital logic circuits and system design,to design a multifunctional digital clock. The basic function of the multifunctional digital clock is a 24-hour timer, and the exact time can be showed by six led lights. Also we can achieve the functions like time keeping, clearing and time and week adjusting by using the switches. Beyond the basic function, I improved the multifunctional digital clock and it can beep in low frequency at 59'53'', 59'55'', 59'57'' and in high frequency at 59'59''. Based on
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this the basic design,I also design extra functions,including week timer ,week-time adusting and the stopwatch which can be exchanged by using the switchs and several circuits of logic and doors.Also I intended to design the alarm clock.，but unfortunately，the extra function of alarm clock is not perfect.Currently,I just have finished the functions containing the parts of exchange and display.But the part of beeping still needs improved.All the designing and simulating work are based on QuartusⅡ. After all the work finished on computer, I downloaded the final circuit to SmartSOPC experiment system to test the accuracy of the design. Key words: QuartusⅡ, digital clock ，reckon by time and display，time keeping and clearing, time adjusting, chiming, week timer，stopwatch
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目录
一、题目简介 ................................................................................................................................... 5
二、设计要求 ................................................................................................................................... 5
三、方案论证 ................................................................................................................................... 5
四、设计原理 ................................................................................................................................... 6
1 脉冲发生器 ........................................................................................................................... 6 2 计数器设计 ........................................................................................................................... 9 3 计时电路、校正电路 ......................................................................................................... 12 4 报时电路 ............................................................................................................................. 15 5 译码显示器 ......................................................................................................................... 16
五、附加功能 ................................................................................................................................. 18
1 星期功能 ............................................................................................................................. 18 2 秒表功能 ............................................................................................................................. 18 3 倒计时器 ............................................................................................................................. 18 4 开关复用 ............................................................................................................................. 19 5 切换电路 ........................................................................................... 错误！未定义书签。0 6 选择电路 ........................................................................................... 错误！未定义书签。0
六、调试仿真和下载 ..................................................................................................................... 21
七、实验感想 ................................................................................................................................. 22
八、参考文献 ................................................................................................................................. 23
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一、题目简介
设计一个数字计时器，可以完成00:00:00到23:59:59的计时功能，并在控制电路的作用并在控制电路的作用下具有保持、清零、快速校时、快速校分、整点报时等功能。我们设计的电路在原有基础上增加了星期显示，校星期，秒表和60秒倒计时器的功能。
二、设计要求
1、基本电路
1、能进行正常的时、分、秒计时功能； 2、分别由六个数码管显示时分秒的计时；
3、 K1是系统的使能开关（K1=0正常工作，K1=1时钟保持不变）；
4、 K2是系统的清零开关（K2=0正常工作，K2=1时钟的分、秒全清零）； 5、 K3是系统的校分开关（K3=0正常工作，K3=1时可以快速校分）； 6、 K4是系统的校时开关（K4=0正常工作，K4=1时可以快速校时）
2、提高电路
1、秒表
2、60秒倒计时器
1、Kjxq是校星期开关（Kjxq=0正常工作，Kjxq=1校星期） 2、Kmb是秒表切换开关（Kmb=1切换到秒表功能）
3、Kdj是倒计时器切换开关（Kdj=1切换到倒计时器功能）
三、方案论证
多功能数字时钟功能结构：多功能数字计时器是由脉冲发生电路、消颤电路、计时电路、秒表电路、倒计时电路、译码显示电路、报时电路、切换电路、选择电路和控制电路等几部分组成的，控制电路按要求可由校分校时电路、清零电路和保持电路组成。数字计时器的基本功能是计时，首先需要振荡时间的脉冲信号。实验可用的振荡频率为48MHZ，通过分频可获得所需频率（1Hz，2Hz，500Hz，1KHz,1MHZz，其中1MHZ是以后实验所要用到的）。设计一个模60计数器，1HZ的脉冲进行秒计数；分位也是模60计数器，通过秒的进位脉冲产生；时位是模24计数器，通过分进位脉冲产生。显示功能通过译码器，根据计时器的信号进行动态显示。校分校时功能通过逻辑门电路控制，通过控制使能端进行计数校分。为实现其可靠性，采用了防抖动开关。保持功能是通过逻辑门控制秒的使能端，使其暂停计时。整点报时功能是通过组合逻辑门实现，当有设定好的高低电平出现时，选通，将设好频率送入蜂鸣器。星期功能由模7计数器构成，1~6为顺序计时，星期日显示为8，所以这个电路需要两次不同的置数。倒计时器设计模61倒计数器，从60到00计数。秒表设计模100进行秒分位计时，秒位和分位都是模60计数器，通过低位进位脉冲产生。 多功能数字时钟总电路图：
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