本文将深入探讨可编程逻辑器件（PLD），特别是其在多功能数字钟设计中的应用以及PLD的基础结构、类型和编程技术。在实验十一中，我们将设计一个具备计数显示、清零和校时功能的多功能数字钟。这个数字钟采用二位数码管显示，分、秒以60进制，时以24进制表示，并通过不同的按键进行校准和复位。
让我们了解PLD的基本结构。PLD分为两种主要结构：“与-或”阵列结构和查找表结构。在“与-或”阵列结构中，输入电路与“与阵列”和“或阵列”相结合，通过编程连接或断开线路来实现所需的逻辑功能。例如，全加器的逻辑映象图可以直观地展示这种结构。输出电路可以是直接输出、三态输出或寄存输出，根据设计需求选择合适的输出方式。
接着，查找表结构利用RAM存储器存储逻辑函数的真值表，通过逻辑输入地址获取逻辑输出。这种方法允许通过存储逻辑的存储单元来实现逻辑运算，如模6同步计数器和十进制异步计数器的设计。
在编程技术方面，PLD可分为一次性编程和可多次编程。一次性编程器件如熔丝编程和反熔丝编程，一旦编程后无法更改。而可多次编程器件，如浮栅编程技术（包括EPROM、EEPROM和Flash Memory），则可以在断电后保持数据且可多次修改。此外，在系统编程（ISP）和JTAG编程技术使得在不使用外部编程器的情况下，可以直接对已安装在电路板上的器件进行编程。
PLD的种类繁多，简单可编程逻辑器件（SPLD）如PAL和GAL是早期的代表。PAL器件由与-或阵列构成，但因逻辑规模小，一次性编程限制了其应用。后来的GAL器件引入了“与-输出逻辑宏单元”结构，扩展了其灵活性。
在多功能数字钟的设计中，我们利用这些基础概念，通过PLD实现计数器、译码器和控制逻辑，以达到所需的功能。计时器部分通过模10计数器和模60计数器组合实现，校时和复位功能则通过特定的按键信号触发。整个设计过程中，HDL语言仿真对于验证设计的正确性至关重要。
可编程逻辑器件在现代电子系统设计中扮演着重要角色，它们的灵活性和可编程性使得复杂的数字逻辑功能得以高效实现。从简单的计时器到复杂的系统，PLD都是工程师的得力工具。通过理解其基本结构和编程技术，我们可以更好地设计和实现各种数字系统。
