基于quartus的多功能数字钟设计

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1、EDA设计（二）基于Quartus的多功能数字钟设计院系：电光专业：通信工程姓名：沈丹萍学号：09042201018指导老师：蒋立平时间：2011年11月20日19摘要该实验是利用QuartusII软件设计一个数字钟，进行试验设计和仿真调试，实现了计时，校时，校分，清零，保持和整点报时等多种基本功能，并下载到SmartSOPC实验系统中进行调试和验证。此外还添加了显示星期，闹钟设定等附加功能，使得设计的数字钟的功能更加完善。关键字：Quartus数字钟多功能仿真AbstractThisexperimentistodesignadigitalc

2、lockwhichisbasedonQuartussoftwareandinwhichmanybasicfunctionsliketime-counting,hour-correcting,minute-correcting,reset,time-holdingandbellingonthehour.Andthenvalidatedthedesignontheexperimentalboard.Inaddition,additionalfunctionslikedisplayingandresetingtheweekandsettingala

3、rmmakethisdigitalclockaperfectone.Keywords:Quartusdigital-clockmulti-functionsimulate19目录1.设计要求……………………………………………42.工作原理……………………………………………43.各模块说明…………………………………………51)分频模块…………………………………………52)计时模块…………………………………………73)动态显示模块……………………………………94)校分与校时模块………………………………105)清零模块………………………………………

4、116)保持模块………………………………………117)报时模块………………………………………124.扩展模块…………………………………………131)星期模块………………………………………132)闹钟模块………………………………………135.总电路的形成……………………………………166.调试、编程下载…………………………………187.实验中出现问题及解决办法……………………188.实验收获与感受…………………………………189.参考文献…………………………………………1919一、设计要求1.设计一个数字计时器，可以完成00:00:00到23:

5、59:59的计时功能，并在控制电路的作用下具有保持、清零、快速校时、快速校分、整点报时等基本功能。2.具体要求如下：1)能进行正常的时、分、秒计时功能，最大计时显示23小时59分59秒。2)分别由六个数码管显示时分秒的计时。3)K1是系统的使能开关，K1=0正常工作，K1=1时钟保持不变。4)K2是系统的清零开关，K2=0正常工作，K2=1时钟的分、秒全清零。5)在数字钟正常工作时可以对数字钟进行快速校时和校分。K3是系统的校分开关，K3=0正常工作K3=1时可以快速校分；K4是系统的校时开关，K4=0正常工作，K4=1时可以快速校时。3.设

6、计提高部分要求1)时钟具有整点报时功能，当时钟计到59’53”时开始报时，在59’53”,59’55”,59’57”时报时频率为512Hz,59’59”时报时频率为1KHz。2)星期显示：星期显示功能是在数字钟界面显示星期，到计时到24小时时，星期上显示的数据进一位。3)闹表设定：通过开关切换显示至闹钟界面，利用闹钟校时和校分开关对闹钟时间进行设定，且不影响数字钟计时。当计时到闹钟设定时间蜂鸣器鸣叫。4.仿真与验证用Quartus软件对设计电路进行功能仿真，并下载到实验板上对其功能进行验证。二、工作原理数字计时器是由计时电路、译码显示电路、脉

7、冲发生电路和控制电路等几部分组成的，控制电路按要求可由校分校时电路、清零电路和保持电路组成。其中，脉冲发生电路将试验箱提供的48Mhz的频率分成电路所需要的频率；计时电路与动态显示电路相连，将时间与星期显示在七段数码管上，并且驱动蜂鸣器整点报时；校时校分电路对时、分、星期提供快速校时；清零电路作用时，系统的分秒时同时归零；保持电路作用时，系统停止计时并保持时间不变。其原理框图如图所示：19一、各模块说明1、分频模块分频模块将实验箱提供的48MHZ的频率分频，得到所需的频率。实验中需要1HZ作为时秒、分、时的时钟信号，2HZ作为校分、校时的时钟

8、信号，512HZ、1000HZ作为报时蜂鸣所需频率信号等。（1）二分频2fp波形图如下：19（2）三分频3fp波形图如下：（3）十分频10fp19波形图如下：(4)