电子实训报告.docx
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电子实训报告
《数字钟的设计与实现》
数字电路实训报告
班级:
学号:
姓名:
前言
《数字钟的设计与实现》是针对全校理工科学生开出的一门实训课程,对电子信息类专业的学生具有非常重要的作用。
同学们在做本实验之前必须具备以下的基础知识:
1、数字电路的基础知识;
2、计算机常用操作系统的使用方法;
3、一定的英语基础,一定的计算机编程语言基础;
PLD(可编程逻辑器件包括FPGA现场可编程门阵列和CPLD复杂可编程逻辑器件两大类)是与ISP(在系统可编程)技术和EDA(电子设计自动化)工具紧密结合、同时进行的。
它代表了数字系统设计领域的最高水平,给数字电路的设计带来了革命性的变化。
从70年代第一片可编程逻辑器件PROM的诞生到现在的CPLD/FPGA,数字系统的设计发生了本质的变化。
从传统的对电路板的设计到现在的基于芯片的设计,使得数字系统设计的效率大大提高,产品更新速度大大加快,设计周期大大变短。
本实训课程不同于其它验证性实验,实训方法和实训手段都有了重大的变化,主要体现在以下方面:
实训方法不同:
本实训是在PC、实验箱和相关软件搭配成的专用实训平台上,用原理图或文本进行输入,按以下流程反复对设计源文件进行修改,直到其设计满足要求为止。
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另外,本次实训还将整个项目分层次化设计,将大的项目分割成较小的模块,对每一小的模块进行编译仿真测试成功后,再将它们组合成整个项目文件,再对它进行总的系统测试与访真。
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一、实验项目名称:
数字钟的设计与实现
二、实验项目的目的和任务:
1、掌握十进制,二十四/六十进制计数器的设计方法;
2、巩固多位共阴级扫描显示数码管的驱动及编码;
3、对利用VHDL硬件描述语言设计相关模块有一定的了解;
4、掌握EDA技术的层次化设计方法。
三、实验内容与要求:
根据电路特点,将此设计任务分成秒、时、分、六选一数据选择器、整点报时、七段译码六个模块,规定每一模块的功能和接口,再将各模块联接,编译,功能仿真,最后下载到实验箱中验证。
1、能进行正常的时、分、秒计时功能,分别由6个数码管显示23h、59min、59s
2、时间设置,也就是手动校时功能:
当认为时钟不准确时,可以分别对分/时钟进行校正(最好就实现校分时不影响小时部分)
3、整点/半点报时,通过扬声器发出高低报时声音
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四、实验原理
根据以上述的内容与要求,在同一EPLD芯片EPF10k30上集成了如下电路模块:
秒——60进制BCD码计数模块;
分——60进制BCD码计数模块;
时——24进制BCD码计数模块;
整个计数器具有全清零,调时调分的功能模块;
报时功能模块;
具有驱动6/8位八段共阴扫描数码管的片选驱动信号输出和7段字形译码输出模块.
五、项目需用仪器设备及主要元器件及耗材
1.PC机一台2.EDA实验箱一套3.导线若干
主要元件选用Altera公司的EP1K30芯片及实验箱器件
六、总的设计框图:
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(实训报告)
七、你自己的设计方案:
实验选用74106芯片,该芯片具有清零端,使能端,预置端,数据输入端,时钟输入端,输出端等,具有异步清零端,保持等功能,使用逻辑门,有与非门,实现与非运算,译码器,用于驱动或控制其他部分,也可驱动显示器,实现数字、符号的显示等。
用74160芯片做成六十进制和二十进制计数器模块,把各个模块组合起来,编译、仿真并检查是否有错误,下载到实验想验证显示结果。
最后,增加清零、校正、整点/半点报时功能,下载到试验箱验证。
八、你自己的实训步骤
1)在电脑建个文件夹,用于保存所做的东西。
2)打开MAS+plusII软件,建立工程文件,新建一个GDF.
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文件。
3)做好六十进制和二十进制计数器模块,编译仿真。
4)仿真正确后,再增加清零、校正、整点/半点报时功能,下载到试验箱验证,是否成功。
九、结果分析
1)已完成功能有哪些:
校正
清零
整点,半点报时
2)在完成的功能上你能不能增加并实现以下的功能模块?
万年历功能
秒表功能
手动设置任意报时的时间(闹钟)(不限于整点/半点)
3)模块说明(含程序代码)
60进制BCD码计数模块:
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60进制BCD码计数模块的仿真波形:
24进制BCD码计数模块:
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24进制BCD码计数模块的仿真波形:
24时60分60秒组合的模块:
24时60分60秒组合的模块的仿真波形:
整点/半点报时模块:
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校时校分模块:
十、课程设计过程中遇到的问题以及解决方法
1)经常忘记调到当前文件,导致不能正常编译、仿真,因此每次实验时要记得调到当前。
2)连线的时候经常出错,忘记输入输出符号的填写,因此要认真,仔细进行每个细节。
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3)设计方法错误,理解不够深入,导致不能编译、仿真,或仿真结果达不到设计的目的,因此要认真理解设计原理和设计方法。
4)电脑或实验箱有时出现故障,导致耗时太长,因此要学会把握时间。
十一、心得体会
(包括本次实验中你的感受;你从实验中获得了哪些收益;本次实验你的成功之处;本次实验中还有待改进的地方;怎样提高自的实验效率和实验水平等等。
)
1)加深了对MAX+plus2这个软件的理解,加强了对其操作和熟练程度。
2)对数字电路实验的设计思路和方法有了更深刻的了解。
3)掌握了十进制、六十进制、二十四进制计数器的设计方法。
4)巩固了数码管的驱动方法。
5)掌握了数字钟的设计思路和方法步骤,但是自主分析能力不强。
6)这次实验在老师的指导和和自己的努力下是成功的,但自主分析解决问题的能力不强,以后还要继续努力提高。
7)还要进一步加强练习操作,提高自己的动手分析能力,平时找一点相关的资料学习提高。
十一、对本课程及老师的建议
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1)课程多数字电路原理和一些逻辑门集成芯片的理解和实际运用,对以后我们的就业工作有很大的帮助。
2)老师很热心低帮我们解决遇到的问题,精心讲解和耐心指导我们。
3)还要更活跃课堂气氛,促进师生交流,更有利同学们主动去探索和研究。
十二、参考资料:
1尹常永,EDA技术与数字系统设计.西安:
西安电子科技大学出版社,2004
2邱寄帆唐程山,数字电子技术.北京:
人民邮电出版社,2005
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