基于quartus的电子钟

1、电了线路设计u基于Quartusll软件的数字钟姓名：范征东学号：101041305指导老师：黄建宇 赤E磊多功能数字钟设计一、 设计内容简介电子数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械 式时钟相比具有更高的准确性和直观性，因此得到了广泛的使用。电子数字 钟从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。 因此，此次设计与制做电子数字钟就是可以了解电子数字钟的原理，学会制 作电子数字钟。通过电子数字钟的制作能进一步的了解各种在制作中用到的 中小规模集成电路的作用及实用方法，通过它可以进一步学习与掌握各种组 合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。这次电子数字钟

2、的设计主要是利用 74LS90的计数功能来实现电子钟时、 分、秒的跳变，整个设计主要分为六个模块：时模块、分模块、秒模块、分 频模块、校时校分模块、整点报时模块。时、分、秒模块分别用两块 74LS90 实现，并且分别将它们设置为 60 进制，60 进制，24 进制。秒信号的产生用 石英晶体振荡器加分频器来实现，将秒信号送入秒模块，每累计 60秒发出一 个分脉冲信号，分模块每累计 60分钟，发出一个时脉冲信号，时模块实现对 24 小时的累计，通过六个七段数码管显示出来。整点报时电路根据计时系统 的输出状态产生一脉冲信号，然后加上一个高频或低频信号送到蜂鸣器实现 报时。校时电路是直接加一个脉冲信号

3、到时计数器或者分计数器或者秒计数 器来对“时”、“分”、“秒”显示数字进行校对调整。本数字钟以计时为基本功能， 可以完成 00:00:00 到 23:59:59 ，以及星期 一至星期日的计时功能，并在控制电路的作用下具有保持、快速校时、快速校分的功能。在具有基本功能的基础上，增加了下列扩展功能：闹钟、整点 报时功能。数字计时器是由分频电路、计时电路、控制电路、译码显示电路等几部 分组成的。其中，分频电路将试验箱提供的48Mhz的频率分成各模块电路所需要的频率；计时电路完成计时功能，并与动态显示电路相连，将时间、日 期、星期等信息显示在七段数码管上；秒表电路启动后可完成最小单位为 0.01 秒的

4、计时；以上各部分电路均与译码显示电路连接，将以上数据分别显示， 通过按钮切换。系统结构如下图所示消抖电路报时日期由路响铃电路.设计目的I 分频电路r.字电子钟是一种用数字电各技术实现时、分、秒计时的装置，与机械钟艸时钟电路相比具有更高的准确性和直观性且具有无机械传期电路等特点，因此得到了广泛的使吏用。是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。设计与制做数字电子钟可以使我们了解数字电子钟的原理，并且学会制作数字电子钟而且通过数字电子钟的制作进一步地了解各种在 制作中用到的中小规模集成电路的作用及使用方法且由于数字电子钟包括组合逻辑电路和时序电路.通过此次课程设计可以进一步学习与掌握

5、各种组合逻 辑电路与时序电路的原理与使用方法 三.设计任务设计制作一个数字电子钟指标:（1） 时间计数电路采用 24进制，从00幵始到23后再回到00;（2）各用2位数码管显示时、分、秒；（3）具有手动校时、校分功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到标准时间；（4） 计时过程具有报时功能，当时间到达整点前10秒幵始，蜂鸣器1秒响1秒停 地响5次；（5）为保证计时器的稳定性及准确性，由晶体振荡器提供时间基准信号。四、各模块电路原理1、分频电路实验箱上提供振荡源为 48MHz为获得秒脉冲信号和显示电路中需要频程示意如下:率，以及消除触点抖动所需频率，需要对该振荡源进行分频处理。处理的过48

6、MHz3分频主要采用74160芯片和7490芯片以及其他逻辑门组成不同进制的计数器16MHz逐级分频，将16分频放在最后一级以得到占空比为 50%勺方波。2、计时电路频10分频16KHz1000计时电路可实时提供时间信息，包括时、分、秒。电路原理与秒表计时1KHz16Hz I 1600Hz原理相同，用两级60进制计数器记录秒和分。司时级联的第三季24进制计24小时的驱动信号。数器记录小时，并向日期及星期电路提供一个周期为1Hz100Hz脉冲输入端CLOCKS调时端通过一或门接入每级脉冲输入，实现调时与计时互不冲突(1)秒60进制原理图，将d4和d6接与门级联分如图(2)分60进制原理图 包含级

7、联原理如秒SET 9 ASFT9BQACLRAQBCLRDQCCLKAQDCLKD7490COUNTER I T i g,9. I a . J. 1|:11 Igl i| Igl ij|l、电i刚 tW riboSET9BQACLRAQBCL RDQCCL KAQDCLKB7490 孑亠亠一一一t；步1_1-洛站 COUNTER $L s. J i|.J h*WAN 02ttTM-Un?t9 r 误操作。按键去抖动的关键在于提取稳定的低电平状态。滤除前沿、后沿抖 动毛刺。对于一个按键信号，可以用一个脉冲对它进行采样。如果连续几次为低电平，可以认为信号已经处于稳定状态，这时输出一个低电平按键信号

8、电路中的CLOCI可以为一个100hz的脉冲信号电路原理图4、控制电路控制电路原理是将脉冲送入各计时计数器的调整端，实现对时间和日期等 信息的调整。设有“切换”和“校准”两个按键，每按动一次“切换”按键，给计 数器 74160 送入一个脉冲，计数信息送入数据选择器 74138 为脉冲选择不同的输出 端，同时计数信息通过译码器 74154 译码，选择不同的灯亮起，提示当前脉冲输出 的端口，按动一次“校准”按键，送入一个脉冲。闹钟调整电路原理于此相同，不 再赘述。原理图如下：5、报时电路每当计时到整点后， 蜂鸣器报时 5 秒。将当前时间的时和分与设置的时间 00:05 比较，小于即输入信号控制报时

9、。8、响铃电路响铃电路可接受报时和闹钟的信号，控制蜂鸣器 .10、显示电路11 总电路五、 实验心得通过这次实验，我深刻意识到理论与实践结合的重要性，本次实习使我 们能够将上学期所学的数字逻辑电路知识运用到实处。同时这也为后面我们 学嵌入式原理及应用打下了很好的基础。当然我们在做的过程中遇到很多问 题，团队合作显得非常重要，毕竟一个人的思路有限，碰到问题容易陷入死 胡同，我非常感谢搭档李文峰同学的帮助以下是我们遇到的具体问题 ;1、实现计时功能要选择芯片，比较常见的是 74160 和 7490，我们认为 7490内部级联为 10进制，且两个 7490 级联简单我们就选择了 74902、在 Bl

10、ock 文件下，秒，分，都要在 100 进制的基础上构成 60 进制。 我们第一个问题就是如何构成 60 进制，通过查资料我们知道 7490 是高电平清零，于是我们把0110中接出来问题解决了3、分和秒的级联又是个问题。我们出错在于没有解决时钟下降沿的问题。7490要给一个下降沿，于是我们在0101上接出与门，这样从59变为00就提 供了一个下降沿，这样就成功了4、 星期是个比秒十分都要费脑筋的问题，我们决定以8为开始，1, 2,3，4，5，6，8. 星期 电路如 图 分别给。然后在分配管脚。只要仔细按照程序来就不会出错-J - - - - - - J -7490f d24.SET9AeftqbQACLRAQ6CLR0QCCLKAQDCLKB7、当下载后，我们发现如果是按有些脉冲来给的化， 我们的秒跳不过 40， 进而不能产生进位。这是因为 7490 是异步清零的不同脉冲