多功能数字钟设计

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1、摘要本实验是利用QuartusII7.0软件设计一个多功能数字钟，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：QuartusII、数字钟、多功能、仿真AbstractThisexperimentistodesignadigitalclockwhichisbasedonQuartussoftwareandinwhichmanybasicfunctionslike

2、time-counting,hour-correcting,minute-correcting,reset,time-holdingandbellingonthehour.Andthenvalidatedthedesignontheexperimentalboard.Inaddition,additionalfunctionslikedisplayingandresettingtheweekandsettingalarmmakethisdigitalclockaperfectone.Keywords:Quartusdigital-

3、clockmulti-functionsimulate19目录一．设计要求……………………………………………4二．工作原理……………………………………………4三．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………………………………………116)保持模块………………………………………127)报时模块………………………………………12四．扩展

4、模块…………………………………………121)星期模块………………………………………122)闹钟模块………………………………………13五．总电路的形成……………………………………16六．调试、编程下载…………………………………17七．实验感想…………………………………………17八．参考文献…………………………………………2019一、设计要求1.设计一个数字计时器，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、整点报时等基本功能。2.具体要求如下：1)能进行正常的时、分、

5、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

6、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

7、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

8、3fp波形图如下：（3）十分频1910fp波形图如下：(4)分频器总体电路fengping2、计时模块计时电路包括秒，分，时，星期四个模块，依次进位。其中秒和分的模块类似，都是一个模六十计数器，时模块是一个模24计数器，而星期则是一个特殊的模7计数