eda课程设计之带定时功能的计时器

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1、设计题目十七：带闹钟功能的24小时制闹钟系统的设计设计要求：(1)计时功能：这是本计时器设计的基本功能，每隔一分钟计时一次，并在显示屏上显示当前时间。(2)闹钟功能：如果当前时间与设置的闹钟时间相同，则扬声器发出蜂鸣声。(3)设置新的计时器时间：用户用数字键‘0’～‘9’输入新的时间，然后按"TIME"键确认。(4)设置新的闹钟时间：用户用数字键“0”～“9”输入新的时间，然后按“ALARM”键确认。过程与(3)类似。(5)显示所设置的闹钟时间：在正常计时显示状态下，用户直接按下“ALARM”键，则已设置的闹钟时间将显示在显示屏上。参考设计

2、思路：图4-1闹钟系统总体结构图整个闹钟系统的总体结构图如图4-1所示，我们将整个系统分成：（1）用于键盘输入的缓冲器；（2）用于始终计数的计数器；（3）用于保存闹钟时间的寄存器；（4）用于显示的七段数码显示电路；（5）用于以上四部分协同工作的控制器。其中七段数码显示电路又包含译码器和显示器电路。然后按照项目需求设计每个小的模块，经编译仿真成功之后组装成最终产品。大庆石油学院课程设计课程EDA技术课程设计题目闹钟系统设计院系电子科学学院专业班级电子科学与技术学生姓名兰士凤学生学号070901240102指导教师2011年3月11日大庆石油学

3、院课程设计任务书课程EDA技术课程设计题目闹钟系统的设计专业电子科学与技术姓名兰士凤学号070901240102主要内容、基本要求、主要参考资料等主要内容：设计并制作一个带闹钟功能的24小时计时器。它包括以下几个组成部分：1、显示屏，由4个七段数码管组成，用于显示当前时间(时：分)或设置的闹钟时间；2、数字键，实现‘0’—‘9’的输入，用于输入新的时间或新的闹钟时间；3、TIME(时间)键，用于确定新的时间设置；4、ALARM(闹钟)键，用于确定新的闹钟时间设置，或显示已设置的闹钟时间；5、扬声器，在当前时钟时间与闹钟时间相同时，发出蜂鸣声

4、基本要求：1、计时功能：这是本计时器设计的基本功能，每隔一分钟计时一次，并在显示屏上显示当前时间。2、闹钟功能：如果当前时间与设置的闹钟时间相同，则扬声器发出蜂鸣声。3、设置新的计时器时间：用户用数字键输入新的时间，然后按"TIME"键确认。在输入过程中，输入数字在显示屏上从右到左依次显示。例如，用户要设置新的时间12：34，则按顺序输入“1”，“2”，“3”，“4”，与之对应，显示屏上依次显示的信息为：“1”，“12”，“123”，“1234"。如果用户在输入任意几个数字后较长时间内，例如5s，没有按任何键，则计时器恢复到正常的计时显示状

5、态。主要参考资料：[1]潘松著.EDA技术实用教程(第二版).北京：科学出版社,2005.[2]康华光主编.电子技术基础模拟部分.北京：高教出版社,2006.[3]阎石主编.数字电子技术基础.北京：高教出版社,2003.完成期限2011.3.11指导教师专业负责人一、总体设计思想1.基本原理数字闹钟电路的基本结构由两个60进制计数和一个24进制计数器组成，分别对秒、分、小时进行计时，当计时到23时59分59秒时，再来一个计数脉冲，则计数器清零，重新开始计时。秒计数器的技术时钟CLK为HZ的标准信号。当数字闹钟处于计时状态时，秒计数器的进位输

6、出信号作为分钟计数器的计数信号，分钟计数器的进位输出信号又作为小时计数器的计数信号时、分、秒得计时结果通过6个数码管来动态显示。因此，通过模式选择信号KEY1、KEY2控制数字钟的工作状态，使其分别工作于正常计时，调整分、时和设定闹钟分、时5个状态。当数字闹钟处于计时状态时，3个计数器允许计数，且秒、分、时计数器的计数时钟信号分别为CLK，秒的进位，分的进位；当数字闹钟处于闹钟定时状态时，可以设定小时和分；当计时到所设定的时刻时，驱动扬声器，持续1分钟。2.设计框图系统框图主要分为三部分：第一部分为精准秒脉冲产生电路，这里我们采用频率为32

7、.768KHz的标准晶振搭成精准的秒脉冲产生电路，为电子钟提供精准的秒脉冲输入。第二部分为FPGA核心控制电路，主要由型号为EP3C25E144C8N的芯片经过编程以后，向译码显示电路提供控制信号。第三部分为译码显示电路，由4片74LS47驱动4个7段数码管，在核心控制电路输出的控制信号的控制下，显示相应的时、分、秒。具体框图如下图1所示。精准秒脉冲产生电路FPGA核心控制电路译码显示电路图1二、设计步骤和调试过程1、总体设计电路该数字钟可以实现3个功能：计时功能、定点报时功能和重置时间功能，因此有3个子模块：计时、报时（speak）、重置

8、时间(sd1，sd2)。其中计时模块有4部分构成：秒计时器（s1）、分计时器(m1)、时计时器(h1)。秒计时器（s1）是由一个60进制的计数器构成的，。clk为驱动秒计时器的时