基于quartusii的多功能数字钟设计

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时间:2018-08-03

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1、EDA技术与VHDL课程大作业学号:姓名:多用途数字时钟设计摘要:应用QuartusII9.0软件采用模块化设计方法设计一数字时钟,用原理图输入进行设计,使之具有清零、整点报时、闹钟设置、彩铃和星期显示调节等功能。软件仿真调试成功后编译下载至可编程实验系统SmartSOPC中进行硬件测试。关键词:译码器脉振QuartusII清零计数器蜂鸣器锁存目录一设计内容简介…………………………………………………………………1二设计要求………………………………………………………………………1三方案论证(整体电路设计原理)………………………………………………1

2、四子模块设计原理4.0脉冲产生电路……………………………………………………………44.1计时电路…………………………………………………………………74.2显示电路………………………………………………………………114.3保持电路………………………………………………………………134.4清零电路………………………………………………………………134.5校分电路………………………………………………………………144.6校时电路………………………………………………………………144.7整点报时电路…………………………………………………………144.8

3、闹钟设定电路…………………………………………………………164.9音乐产生电路…………………………………………………………174.10闹钟报时电路………………………………………………………224.11闹铃关闭电路………………………………………………………234.12星期调整电路………………………………………………………244.13电路总图……………………………………………………………26五实验中遇到问题及解决法……………………………………………………27六结论……………………………………………………………………………28七参考文献…………………

4、……………………………………………………28一、一、设计内容简介设计一数字时钟,可以完成00:00:00到23:59:59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、整点报时等功能。我们设计的电路在具有基本功能的基础上,增加了下列功能:整点报时、闹钟设置、彩铃和星期显示调节功能。二、设计要求2.0基本要求1、能进行正常的时、分、秒计时功能;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、

5、K3是系统的校分开关(K3=0正常工作,K3=1时可以快速校分);6、K4是系统的校时开关(K4=0正常工作,K4=1时可以快速校时);2.1提高部分要求1、使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、闹表设定功能;三、方案论证本实验在实现实验基本功能的基础上,加入了整点报时、闹钟设置、彩铃和星期显示调节功能。图1为实验功能方框图:1图1实验方框图数字计时器基本功能是计时,因此首先需要获得具有精确振荡时间的脉振信号,以此作为计

6、时电路的时序基础,实验中可以使用的振荡频率源为48MHZ,通过分频获得所需脉冲频率(1Hz,1KHz,2KHz)。为产生秒位,设计一个模60计数器,对1HZ的脉冲进行秒计数,产生秒位;为产生分位,通过秒位的进位产生分计数脉冲,分位也由模60计数器构成;为产生时位,用一个模24计数器对分位的进位脉冲进行计数。整个数字计时器的计数部分共包括六位:时十位、时个位、分十位、分个位、秒十位和秒个位。显示功能是通过数选器、译码器、码转换器和7段显示管实现的。因为实验中只用一个译码显示单元,7个7段码(6个用于显示时分秒,一个显示星期),所以通过4个7选一M

7、UX和一个3-8译码器配合,根据计数器的信号进行数码管的动态显示。清零功能是通过控制计数器清零端的电平高低来实现的。只需使清零开关按下时各计数器的清零端均可靠接入有效电平(本实验中是低电平),而清零开关断开时各清零端均接入无效电平即可。125校分校时功能由防抖动开关、逻辑门电路实现。其基本原理是通过逻辑门电路控制分计数器的计数脉冲,当校分校时开关断开时,计数脉冲由低位计数器提供;当按下校分校时开通时,既可以手动触发出发式开关给进位脉冲,也可以有恒定的1Hz脉冲提供恒定的进位信号,计数器在此脉冲驱动下可快速计数。为实现可靠调时,采用防抖动开关(由

8、D触发器实现)克服开关接通或断开过程中产生的一串脉冲式振动。保持功能是通过逻辑门控制秒计数器输入端的1Hz脉冲实现的。正常情况下,开关不影响脉冲输入即

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