计时器电路设计方案

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1、计时器电路设计方案1总体电路结构设计1.1电路功能与性能计时器电路的功能主要集中在五方面。一是对按键消抖的控制（电平检查、消抖命令延时、消抖完成前延时、完成消抖后平稳电平输出等）为主的输入信号的采集与处理；二是对输入全局时钟分频，获取所需时钟；三是进行时间的正常计时和可以调整时间，如正常的记录时、分、秒，可以准确调时、分、秒等；四是正常利用八位数码管进行译码显示；五是处理维护和配置信息，如层停留时间、运行速度等信息。电路的具体功能细节罗列如下：1)计时电路输入10KHZ的基准时钟，利用10K计数器和200计时器进行计数分频，获取1HZ的自动扫描计时时钟及50Hz的数码管

2、扫描时钟。2)消抖模块分为电平检查和10ms延时；通过按键输入电平信号，检查模块对电平进行检测，发送所需脉冲，若10ms延时模块检测到所发脉冲，并对该脉冲进行触发10ms的过滤抖动，然后输出正常脉冲信号。3)经过按键消抖发出的平稳电平信号，校时模块就会对获取相应管脚约束所发送的按键信号，并进行时、分、秒的调整。4)计时模块采用24进制计数器，10进制计数器，6进制计数器分别对时分秒高低位计数，检测到时钟分频器所分的1HZ时钟信号便自动开始扫描计时，自动产生进位计数。5)利用多路选择器，即多路复用器，进行对时分秒高位地位进行选通，并发送到译码显示器，进行数字输出。6)利用

3、八位数码管显示输出，采取七段数码管译码方式对0~9进行译码输出。7)电路根据流水线设计方法，按键消抖和计时器运行状态……8)配置信息通过……，目的计时信号处理……。1.2主要按键消抖法40本电路设计的主要难点在于按键的消抖及调整时分秒上，也就是如何获取稳定的电平信号进行时间调整。经过功能分析，决定采用电平检查及消抖延时的方式进行调度与输出控制。其中电平检测模块会根据电平发生变化产生的不同命令，然后进入延时模块当中。接着，延时模块会根据输送进入的命令在执行相关的延时操作并且进一步决定输出。其功能利用布尔运算,具体运算如下表1.1所示。表1.1h2l_f1和h2l_f2运算

4、表表时间h2l_f1H2l_f2H2l_sig=(!H2l_f1)&h2l_f2initial110T1011T210001.3电路接口控制电路根据信号功能将接口分为5部分，分别是按键调时（使用者按下）、时钟分频扫描功能、计时选通信号、译码显示等其它信号。具体接口如下表1.2所示。表1.2接口信号表名称IO属性描述备注clkin输入时钟，10KHZ频率rstin系统复位信号低有效key_in[3:0]in按键输入电平信号低有效led_selout数码管选通信号led_selled_drvout数码管驱动信号leddrv1.4电路功能框图1）根据功能要求所画系统框图40图

5、1.1系统结构框图2)依照功能，将电路分为7个功能模块：输入信号按键消抖模块key_in，用于对输入信号进行有效检测、消抖处理、脉冲整理等功能；选通模块，用于主控选择功能，……。电路的功能框图如下所示。图1.2电路功能框图图中输入按键处理模块key_in主要用于t调整时间，需要进行相关的电平消抖。1.5验证方案设计的验证主要有两方面的内容:一是代码输入过程中的仿真验证;二是在硬件电路板上的验证。仿真的验证比较简单，即模拟键盘的输入动作，查看对应按键被按下时，产生的输入数据及波形是否与预想的一致。板级验证需要使用开发板，用小按键键盘作为数据的输入部分，用2位8段数40码管

6、作为显示输出部分。2模块设计设计共有4个功能模块，分别是按键消抖及校时模块、时钟分频及扫描模块、计时选通模块、译码显示及顶层模块，这里对模块的详细功能和时序关系进行细致说明，以便达到预期的设计目的。2.1按键消抖及校时模块设计1、按键消抖模块输入按键key_in按键电平信号输入，完成对电平消抖功能，该模块主要由电平检查模块和10ms延时模块组合而成。具体如下：1、一旦检测到按键按下（发生高电平到低电平的变化），经由h2l_sig发送正脉冲。2、若10ms延时模块检测到h2l_sig的正脉冲，就会触发10ms过滤抖动，然后高拉输出。3、当按键被释放，电平检查模块会经由l2

7、h_sig发送正脉冲。4、若10ms延时模块检测到l2h_sig的正脉冲，就会触发10ms过滤抖动，然后拉低输出。其功能框图如下：图2.1按键消抖框图40图2.2电平消抖过程按键模块输入pin_in主要完成消抖获取平稳的时钟信号，便进行调时功能。按键输入信号处理模块decet的接口信号有clk,rst,pin_in,pin_out，具体如下表2.1所示表2.1输入信号处理模块接口信号表名称IO属性描述备注clkin输入时钟，10khz频率rstin系统复位信号异步复位pin_inin按键调时输入信号pin_outout按键调时输出信号按键