eda课程设计--多功能数字钟

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1、多功能数字钟【摘要】运用EDA知识，利用QuartusII制作数字钟。数字钟由分频模块，计数模块、显示模块、报时模块等几部分构成，数字钟的时、分、秒由一个24进制计数器（00-23），两个60进制计数器（00-59）级联构成。以10进制计数器74160来实现时间计数单元的计数功能。利用一片7447，采用分时复用方式，连接LED数码管显示。【关键词】VHDL数字钟QuartusⅡ11.0校时Designofmulti-functionaldigitalclockAbstract:In this study, Multifunction digital clock on the design 

2、and simulation through Using Quartus2 software;downloaded to the FPGA  after Successful simulation,clock display on the led; achieve the required functions through reusing switch   main modules are: dynamic display circuit, Set the clock hours， the music circuit, keypad circuit; features include: 

3、clock display, alarm clock and hourly chime。Keywords ：EDA、VHDL、QuartusII 、Digital Clock 引言EDA技术是一门迅速发展的新技术，涉及面广，内容丰富。利用EDA技术进行电子系统设计具有很多特点。EDA将大量的电路功能集成到一个芯片中，并且可以由用户自行设计逻辑功能，提高了系统的集成度和可靠性。运用EDA技术可以方便、快捷设计电路系统。本文基于EDA系统，在QuartusII11.0软件平台上，完成了多功能数字钟电路的设计。采用VHDL硬件描述语言描述数字钟电路，完成对电路的功能仿真。在设计过程中，重点探讨了

4、数字钟电路的设计思路和功能模块划分，通过分析仿真波形表明设计的本电路完成了预期的功能。1多功能数字钟工作原理1.1多功能数字钟系统原理本多功能数字钟由计数模块、控制模块、报时控制模块以及显示模块构成，顶层系统框图如图1.1所示。计数控制模块RESET图1.1多功能数字钟系统顶层框图分时蜂鸣器输出CLK调时调分报时控制秒清零各模块电路功能如下：1）秒计数器、分计数器、时计数器组成最基本的数字钟，其计数输出送7段译码电路由数码管显示。2）基准频率分频器可分频出标准的1Hz频率信号，用于秒计数的时钟信号；分频出4HzZ频率信号，用于校时、校分的快速递增信号；分频出64Hz频率信号，用于对按动“校

5、时”，“校分”按键的消除抖动。1.2工作原理数字钟的计时周期为24小时，显示满刻度为23时59分59秒，另外具备校时功能和报时功能。因此，一个基本的数字钟主要由“时”“分”“秒”计数器校时电路组成。将标准信号送入“秒计数器”，“秒计数器”采用60进制计数器，每累加60秒发送一个“分脉冲”信号，该信号将被送到“时计数器”，“时计数器”采用24进制计数器，可实现对一天24小时的累计。译码显示电路将“时”“分”“秒”计数器的输出状态六段显示译码器译码。通过六位LED七段显示器显示出来。校时电路是用来对“时”“分”显示数字进行校时调整的。1.3多功能数字钟结构框图第10页共12页本多功能数字钟硬件

6、结构主要由分频器，时、分、秒计数器及译码器，时、分、秒显示部分，整点报时电路模块，校时模块构成。其中，显示模块采用六位七段数码管，报时模块采用蜂鸣器。多功能数字钟结构框图如图1.2所示。图1.2多功能数字钟结构框图图1.2多功能数字钟结构框图图1.2多功能数字钟结构框图2顶层原理图系统顶层原理图如图2.1所示。图2.1系统顶层原理图时序仿真：程序仿真主要由计数器完成，在时钟脉冲作用下，完成始终功能，由时序图可以看出每个时钟上升沿到来时加一，当接受到REST信号，即REST为高电平，所有计数为零，并重新计数，SETMIN和SETHOUR可以完成调节时钟功能，都是高电平调节，每来一个脉冲，相应

7、的时或分加1。时序仿真图如图2.2所示。第10页共12页图2.2时序仿真图3数字钟计时模块设计    时计时器为一个24进制计数器，分、秒计时器均为60进制计数器。当秒计时器接受到一个秒脉冲时，秒计数器开始从1计数到60，此时秒显示器将显示00、01、02、...、59、00；每当秒计数器数到00时，就会产生一个脉冲输出送至分计时器，此时分计数器数值在原有基础上加1，其显示器将显示00、01、02、...、59、00；每