EDA技术课程设计-闹钟系统设计.doc
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1、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 电子信息工程 学生姓名 学生学号 指导教师 年月日大庆石油学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 电子信息工程 姓名 学号 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09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
2、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5 s,没有按
3、任何键,则计时器恢复到正常的计时显示状态。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 指导教师 专业负责人 一、总体设计思想1.基本原理该数字钟可以实现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
4、计时器的时钟,s1为秒计时器的输出。分计时器(m1)是由一个60进制的计数器构成的, s1为驱动分计时器工作的时钟;m1为分计时器的输出;时计时器(h1)是由一个24进制的计数器构成的, m1为驱动时计时器工作的时钟, h1为时计时器的输出;报时模块(speak)的功能是定时到时,speak输出高电平,并且持续一段时间。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32.768KHz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
5、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 (1)、秒脉冲产生电路CD4060分频产生精准的秒脉冲。图2(2)、FPGA 核 心控 制 电 路 对EP1K30TC144-3进行编程,输出控制信号。 FPGA 控 制 芯片EP1K30TC144-3图3(3)、译 码 显 示 电路 如图,由CD4511驱动7段数码管进行显示。图42、模块设计和相应模块程序(1)、分计
6、时器(second1)-分钟十位m110:process(clk,min2,sec1,sec2,md1,md2) beginif clkevent and clk=1 thenif (min1=0101 and min2=1001) and (sec1=0101 and sec2=1001) then min1=0000;elsif min1=0101and min2=1001and (md1=0 and md2=00)thenmin1=0000;elsif (min2=1001and (sec1=0101 and sec2=1001) or (min2=1001and md1=0 and m
7、d2=00) then min1=min1+1;end if;end if;-end if;end process m110;-分钟个位m220:process(clk,sec1,sec2,md1,md2)beginif clkevent and clk=1 thenif min2=1001and (sec1=0101 and sec2=1001) then min2=0000;elsif min2=1001and (md1=0 and md2=00) then min2=0000;else if (sec1=0101 and sec2=1001) or(md1=0 and md2=00)th
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