数字电路EDA课程设计报告

数字电路EDA课程设计报告

专业：电气工程及其自动化

班级：3班

姓名：何钰祥

学号：090301031106

合作者：

指导老师：朱如琪，赵慧

制作日期：2011/06/23

多功能数字电子钟

实验目的：

这个设计过程让我们将以前所学过的知识加以巩固，同时将所学习到的新知识予以实践，综合新旧知识并运用这些只是到使用层面，把所有头脑中的知识形象化了。通过设计制作，不仅仅是让我们学到知识更让我们掌握了电子电路设计中的经验和得到了难得的动手机会。总之这次设计的目的是使我们掌握本专业的知识并运用到实际生活中去。

Maxplus 2是此次设计的主要工具软件。

多功能数字电子钟结构分为六大模块（秒，分，时，校时，时段，整点报时）。

要求对时，分，秒进行计时和显示。

具有手动校时功能。

具有整点报时功能，从59min50s起，每隔1s发出1次低音“嘟”，连续4次，59s时发出高音“哒”。

工作原理示意图：

输入变量：时钟CPS，校分变量为SWH，SWM；输出变量：小时计时H【7..4】，H

【3..0】为8421BCD码输出，期时钟为CPH；分计时M【7..4】，M【3..0】为8421BCD码输出，其时钟为CPM；秒计时S【7..4】，S【3..0】为8421BCD码输出，其时钟为CPS；报时FU和时段控制变量Z等。

1.秒，分计时功能电路模块

逻辑电路原理简述：由两片74161和门电路组成；S【3..0】做个位计数，S【7..4】做十位计数；个位为（9）时，在时钟作用下个位计数器置零，十位做加1计数；当逻辑电路输出S为（59）时，在时钟作用下计数器同步置零；进位信号是低电平有效，而且与~CPS。

仿真波形

分析仿真波形可知：S【3..0】做个位计数，S【7..4】做十位计数；逻辑电路输出为（59）时，在时钟作用下计数器同步置零；个位计数为（9）时，在时钟作用下个位计数器置零，十位做加1计数。

符合秒计时规律，逻辑电路设计正确。

2.小时计时功能电路

逻辑电路原理简述：有两片74161和门电路组成；H【3..0】做个位计数，H【7..4】做十位计数；个位计数为（9）是看，在时钟作用下个位计数器置零，十位做加1计数；当逻辑电路输出H为（23）时，在时钟作用下计数器同步置零；进位信号是低电平有效，而且与~CPS。

仿真波形

分析仿真波形可知：H【3..0】做个位计数，S【7..4】做十位计时；逻辑电路输出为（23）时，在时钟作用下计数器同步置零；个位计数为（9）时，在时钟作用下个位计数器置零，十位做加1计数。

结论是符合时计时规律，逻辑电路设计正确。

3.小时，分及秒计时功能电路级联

数字电子钟最基本的计时电路在CPS（秒）时钟作用下，其电路输出变量为H

【7..0】，M【7..0】及S【7..0】，按8421ＢＣＤ码正常走时，电路为异步时序逻辑电路。

仿真波形

仿真波形分析：在ＣＰＳ（秒）时钟作用下，电路正常走时。分析过程完全符合多功能数字电子钟最基本的计时功能，逻辑电路设计正确。

4.校时功能电路

逻辑电路原理简述：由２／４译码器，与非门和非门电路组成的校时，校分逻辑电路；输入变量为ＣＰＳ，ＣＰ６０Ｍ，ＣＰ６０Ｓ及ＳＷＨ，ＳＷＭ，输出变量为ＣＰＨ，ＣＰＭ；ＷＨＷＭ＝０１时电路功能为“校时”，ＷＨＷＭ＝１０时为“校分”，ＳＷＨＳＷＭ＝１１（００）时电路功能为正常走时。

仿真波形

仿真波形分析：在ＳＷＨＳＷＭ＝０１时，电路完成“校时”功能，即（ＣＰＨ＝ＣＰＳ）；ＳＷＨＳＷＭ＝１０时电路完成“校分”功能（ＣＰＭ＝ＣＰＳ）；在ＳＷＨＳＷＭ＝１１（００）时，电路正常走时。分析过程完全符合多功能数字电子钟校时功能，逻辑电路设计正确。

5.时段功能电路

逻辑电路原理简述：①输入变量为H[7..0],与比较信号BL[7..0] =00000110和BH[7..0]=00011000作比较,时控电路的输入变量为H[7..0]小于（6）或大于（18）时电路功能为输出Z＝1，即电路开通，否则Z=0电路关闭 ；②前者设H5|H4|H3==HX,取HXH2H1H0位与0110比较;后者取H5H4H3H0位与0110比较，小于（0110）或大于（0110）时 。

仿真波形

仿真波形分析：由仿真波形分析得知在时段控制上，即在上午0６：00直到下午1８：00期间，输出变量Z＝0，以外时段输出变量Z＝1，分析过程完全符合多功能数字电子钟时段控制功能，逻辑电路设计正确。

6.报时功能电路

逻辑电路原理简述：①由与非门和非门电路组成的组合电路；输入变量为 M[7..0]、S[7..0]以及矩形波1Khz、500hz,输出变量为FU；②当M[7..0] =01011001、 S[7..0] =01010001， 时，即（51）、（ 53）、 （55）、（ 57）、秒时电路功能为〝报4声低音〞，FU= 500hz，注意这时S3=0；③ 当（59）秒时，即S3＝1时 。

仿真波形

7.多功能数字电子钟

8.下载

1）选用器件如下

点击OK完成添加

2）分配输入，输出在器件上的引脚号，步骤如下

3）引脚分配后重新编译一次

4）对器件进行下载

完成后可在开发板上看到所设计电路的演示结果

在此次课程设计中我遇到了很多问题，也学到了很多东西。

第一， 对于电路图，我是似懂非懂。遇到无法理解的部分，就查找课

本，根据课本理论来理解电路，还有就是老师的课件。通过解决问题，加深了对电子技术基础的理解，也弄懂了很多以前没弄懂的得方。

第二， 在MAXplus2仿真波形时，不知道如何置零，置1。每当遇到这

种问题是，我都会找同学求助，在同学的帮助下，做出了仿真

第三， 波形。过后，自己在寝室里重新独立的在做一遍，把仿真中的每一个问题弄懂弄通。 不知道如何分配管脚。我图上的管脚是同学帮我弄的，当时我

还不是很清楚，通过这份报告，我知道了如何分配管教。

我圆满的完成了这次的课程设计，通过这次课程设计，我对所学的知识有了一个新的认识。原来，我们学到的不仅仅是理论知识，再往前进一步就可以把理论化为实际，我们学到了如此有用的知识，我们更有信心学下去。

参考文献

【1】康华光《电子技术基础（数字部分）》高等教育出版社

【2】《电子线路实验讲义》 华中科技大学文华学院

【3】朱如琪《〈数字电子技术基础〉EDA课程设计课件》 华中科

技大学文华学院