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东 北 石 油 大 学 课 程 设 计 2014年 3 月7日  东北石油大学课程设计任务书 课程 EDA技术课程设计 题目 闹钟系统的设计 专业 姓名 学号主要内容、基本要求、主要参考资料等 主要内容： 设计并制作一个带闹钟功能的24小时计时器。它包括以下几个组成部分： 1、显示屏，由4 个七段数码管组成，用于显示当前时间(时：分)或设置的闹钟时间； 2、数字键，实现‘0’—‘9’的输入，用于输入新的时间或新的闹钟时间； 3、TIME(时间)键，用于确定新的时间设置； 4、ALARM(闹钟)键，用于确定新的闹钟时间设置，或显示已设置的闹钟时间； 5、扬声器，在当前时钟时间与闹钟时间相同时，发出蜂鸣声 基本要求： 1、计时功能：这是本计时器设计的基本功能，每隔一分钟计时一次，并在显示屏上显示当前时间。 2、闹钟功能：如果当前时间与设置的闹钟时间相同，则扬声器发出蜂鸣声。 3、设置新的计时器时间：用户用数字键输入新的时间，然后按TIME键确认。在输入过程中，输入数字在显示屏上从右到左依次显示。例如，用户要设置新的时间12：34，则按顺序输入“1”，“2”，“3”，“4”，与之对应，显示屏上依次显示的信息为：“1”，“12”，“123”，“1234。如果用户在输入任意几个数字后较长时间内，例如5 s，没有按任何键，则计时器恢复到正常的计时显示状态。 主要参考资料： [1] 潘松著.EDA技术实用教程(第二版). 北京：科学出版社,2005[2] 康华光主编电子技术基础 模拟部分 北京：高教出版社[3] 阎石主编数字电子技术基础 北京：高教出版社完成期限 指导教师 专业负责人 年 月日计时功能：这是本计时器设计的基本功能，每隔一分钟计时一次，并在显示屏上显示当前时间。 闹钟功能：如果当前时间与设置的闹钟时间相同，则扬声器发出蜂鸣声。EP3C25E144C8N的芯片经过编程以后，向译码显示电路提供控制信号。 第三部分为译码显示电路，由4片74LS47驱动4个7段数码管，在核心控制电路输出的控制信号的控制下，显示相应的时、分、秒。具体框图如下图1所示。 图1 二、设计步骤和调试过程 1、总体设计电路 该数字钟可以实现3个功能：计时功能、定点报时功能和重置时间功能，因此有3个子模块：计时、报时（speak）、重置时间(sd1，sd2)。其中计时模块有4部分构成：秒计时器（s1）、分计时器(m1)、时计时器(h1)。秒计时器（s1）是由一个60进制的计数器构成的，。clk为驱动秒计时器的时钟，s1为秒计时器的输出。分计时器（m1）是由一个60进制的计数器构成的，s1为驱动分计时器工作的时钟；m1为分计时器的输出；时计时器（h1）是由一个24进制的计数器构成的， m1为驱动时计时器工作的时钟，h1为时计时器的输出； 报时模块（speak）的功能是定时到时，speak输出高电平，并且持续一段时间。 （1）、秒脉冲产生电路 如下图所示，由32.768KHz的晶振产生经过CD4060分频产生精准的秒脉冲。 图2 （2）、FPGA 核 心控 制 电 路 对EP1K30TC144-3进行编程，输出控制信号。 图3 （3）、译 码 显 示 电路 如图，由CD4511驱动7段数码管进行显示。 图4 2、模块设计和相应模块程序 （1）、分计时器（second1） -----------------------分钟十位 m110:process(clk,min2,sec1,sec2,md1,md2) begin if clkevent and clk=1 then if (min1=0101 and min2=1001) and (sec1=0101 and sec2=1001) then min1=0000; elsif min1=0101and min2=1001and (md1=0 and md2=00)then min1=0000; elsif (min2=1001and (sec1=0101 and sec2=1001)) or (min2=1001and md1=0 and md2=00) then min1=min1+1; end if; end if;--end if; end process m110; -----------------------分钟个位 m220:process(clk,sec1,sec2,md1,md2) begin if clkevent and clk=1 then if min2=100