【正文】 開關太多 — 7個） EDA(II) 多功能數(shù)字鐘 5 K1 K2 K3 K4 K5 K7 K8 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 任意 ○ ● ○ ● ○ ● ○ ● ○ ● ○ ● ○ ● ★ 各種操作的開關狀態(tài) 1 ★★★★○★★ 鎖死狀態(tài) 2 ●○★○●●● 校分狀態(tài) 3 ○●★ ○●●● 校時狀態(tài) 4 ○○★●●●● 時鐘清零 5 ●○★★●●○ 設定鬧鐘分 6 ○●★★●●○ 設定鬧鐘時 7 ●○○○●○★ 設定萬年歷天 8 ○●○○●○★ 設定萬年歷月 9 ○○●○●○★ 設定萬年歷年 10 ○○○●●○★ 萬年歷清零 b．帶計數(shù)器的復用 通過上面的介紹我們可以清楚的看到電路總共有 10 種工作狀態(tài)， 但這里要把鎖死狀態(tài)單獨考慮，所以總共 我們就可以通過控制一個摸十 或摸九 的計數(shù)器，再把結果輸送給一個數(shù)據(jù)分配器， 在 不同數(shù)值時 把 開關狀態(tài)輸送到不同的控制口 ，計數(shù)器數(shù)值可以通過 LED 燈觀測 。為了顯示當前時鐘時間，我們需要一個顯示電路。 為了實現(xiàn)我們加入的鬧鐘功能，我們需要一個鬧鐘時間設定電路；鬧鐘時間保持電路；比較電路；蜂鳴器控制電路；鬧表時間顯示電路。 通過以上分析我們可以得到如下框架圖： 圖 1 電路結構圖 II. 電路的工作原理 電路總圖如下（電路進行了封裝）： EDA(II) 多功能數(shù)字鐘 7 圖 2 電路總圖 首先由分頻器把原來的 48MHZ 的脈沖用進行分頻得到 1Khz、 500hz、 2hz、 1hz的脈沖。數(shù)據(jù)選擇器的輸出送入 7447 段譯碼器的輸入口 ， 74138的的輸出由于選擇顯示器的位， 7447 的輸出用于段的顯示，這樣就實現(xiàn)了動態(tài)顯示。 萬年歷電路：其正常狀態(tài)的脈沖是由時鐘計數(shù)器時位的進位信號提供的，在調整日期時，時鐘信號是通過開關選擇一個 2hz 脈沖輸送到各個電路時鐘端 的。 以上的各種狀態(tài)下的控制鍵通過模式的選擇進行了復用。 EDA(II) 多功能數(shù)字鐘 9 VCC1kINPUT10O U T P U T100O U T P U T500O U T P U TC O U N T E RC L KE N TABCDL D NE N PC L R NQDQAQBQCRCO74160ins t C O U N T E RC L KE N TABCDL D NE N PC L R NQDQAQBQCRCO74160ins t 1V C CC O U N T E RC L KE N TABCDL D NE N PC L R NQDQAQBQCRCO74160ins t 3A N D 2ins t 5A N D 2ins t 61OUTPUT2OUTPUTV C Cc 48 I N P U Tc1O U T P U TC O U N T E RCBAE N TDC L R NC L KE N PL D NQAQBQCQDRCO74163in s tV C Cc3 c1m o d 3in s t 1 圖 5 把一個模 16 計數(shù)器和模 3的計數(shù)器級聯(lián)（ 16 3=48）即可得到模 48的計數(shù)器 ，輸出即為48分頻后的脈沖。其中秒位與分位均為 60 進制計時，時位為 24進制計時 。把進位信號送入使能端 ENT（高電平有效），當?shù)谝黄嫈?shù)到 1001（ 9）時， ENT端變成 高電平，但 74160是上升沿觸發(fā)的，此時 clk 無上升沿第二片不計數(shù)，當 CLK 的 上升沿到來，第一片回到 0000狀態(tài)，第二片 計數(shù)器的值增加 1。 ② 、清零：與保持端相似。所以我們要把 Q1b、 Qa Q2b（ 00100011— 23）與非起來，把此信號作為置數(shù)信號。當秒位為 0— 58時， SCI為高，當秒位為 59時， SCI為低，此時出現(xiàn)下降沿 ， 分的計數(shù)器不計數(shù)，當秒位由 59— 變?yōu)?0時， SCI又變?yōu)楦唠娖?，出現(xiàn)上升沿， 觸發(fā)分位的計數(shù)器，分位計數(shù)器加 1，從而達到與同步計數(shù)方法相同的效果，而且不會出現(xiàn)冒險，這也就是為什么把原來的進位信號非后再送出的原因，分向秒進位分析方法相同。為了達到消顫的目的同時又不造成開關的延時這里我們引入的脈沖是 2HZ。 由于秒位在校分和校時時都要保持，所以要把兩個保持信號或其來。 主體是一個 24 選 4 的數(shù)據(jù)選擇器，路選信號是由一個 模 8計數(shù)器提 供的，這樣在一個周期里空余兩個路選信號，由于用的是動態(tài)原理， 信號停留時間很短一個周期 1/1000 秒， 這樣 人眼根本看不出。 4數(shù)據(jù)選擇器的設計 這里我們是自己依據(jù)實驗參考書里的 mux數(shù)據(jù)選擇器的 VHDL語句編寫的。 SH1,SH2,SH3,SH4:in std_logic。 HH1,HH2,HH3,HH4:in std_logic。 architecture P of MUX24 is SIGNAL SL:std_logic_vector(3 downto 0)。 SIGNAL HL:std_logic_vector(3 downto 0)。//定義數(shù)組范圍 begin SL=SL1amp。 SH=SH1amp。 ML=ML1amp。 MH=MH1amp。 HL=HL1amp。 HH=HH1amp。 SEL=A1amp。 D1=D(3) 。 end P。（ 59’ 53” + 59’ 55” +59’ 57” ） +1000hzamp。9” ） QbQa QdQc 00 01 11 10 00 0 0 1 0 EDA(II) 多功能數(shù)字鐘 19 01 0 1 1 0 11 ＊ ＊ ＊ ＊ 10 0 0 ＊ ＊ 圖 21 3+5+7由卡諾圖化簡得 :QaQb+QaQc 所以上式可以化簡為： 59’ amp。 鬧鐘有一個存儲電路（由兩個計數(shù)器組成），計數(shù)器由兩個開關控制， 用來對 鬧鐘的分鐘和時鐘設定 ，當開關都打到不送脈沖的狀態(tài)，兩個計數(shù)器都保持， 從而達到存儲的目的 。 a．定時和存儲模塊 V C CD M K I N P U TV C CDHK I N P U Tc l e a r 1h o l d 1c l ck1c l c 1ciH1H2H3H4L2L1L3L4m o d 6 0ins t 1c l e a r 1h o l d 1c l ck1c l c 1ciL1H1L2H2L3H3L4H4m o d 2 4ins t 2CLRNDPRNQD F Fins t 4V C CO R 2ins t 6CLRNDPRNQD F Fins t 7V C CO R 2ins t 9G N D2H Z 圖 24 電路主要由一個模 60（分位）和一個模 24（時位）計數(shù)器組成 （時鐘計時電路已設計） ，外圍兩個開關只是用來控制是否把 2HZ的脈沖送入兩個計數(shù)器的時鐘端。當兩組輸入電平對應位都相等時所有輸出都為高電平。 ① 顯示器的切換電路 V C Cc m od I N P U TAO U T P U TBO U T P U TCO U T P U TDO U T P U TEO U T P U TFO U T P U TGO U T P U TO R 2ins t 44O R 2ins t 45A N D 2ins t 46O R 2ins t 47O R 2ins t 48A N D 2ins t 49O R 2ins t 50O R 2ins t 51A N D 2ins t 52O R 2ins t 53O R 2ins t 54A N D 2ins t 55O R 2ins t 56O R 2ins t 57A N D 2ins t 58O R 2ins t 59O R 2ins t 60A N D 2ins t 61N O Tins t 62O R 2ins t 63O R 2ins t 64A N D 2ins t 65OR GAN OW AOR GBN OW BOR GCN OW COR GDN OW DOR GEN OW EOR GFN OW FOR GGN OW GSLO U T P U TSHO U T P U TMLO U T P U TMHO U T P U THLO U T P U THHO U T P U TO R 2ins t 30O R 2ins t 31O R 2ins t 32O R 2ins t 33O R 2ins t 34O R 2ins t 35OR GS LN OW SLOR GS HN OW SHOR GM LN OW M LOR GM HN OW M HOR GH LN OW H LOR GH HN OW H H 圖 28 位切換是把兩種模式下的位信號或其來送到顯示器的，能這樣做是由于我們給兩個display 電路引入的是相同的 1KHZ 的脈沖，所以位信號是相同的，或其來主要是為了保險。 鬧鐘總電路（包含 已有功能）的封裝： 圖 30 本 萬年歷 可以顯示當前年月日（年只能顯示后兩位） 。 a．各種計數(shù)器的電路 圖 31 模 100計數(shù)器 CLEA R48MXMXHDMKc modDHKHCIBEEPABCDEFGSLSHMLMHHLHHhav ealertin s t校分 校時 定時 定時 模式 EDA(II) 多功能數(shù)字鐘 25 V C Ck1 I N P U TV C Cc lc 1 I N P U TV C Chold1 I N P U TV C Cc lea r1 I N P U TV C Cc lc I N P U TciO U T P U TL1O U T P U TL2O U T P U TL3O U T P U TL4O U T P U TH1O U T P U TH2O U T P U TH3O U T P U TH4O U T P U TV C CC O U N T E RC L KE N TABCDL D NE N PC L R NQDQAQBQCRCO74160ins t C O U N T E RC L KE N TABCDL D NE N PC L R NQDQAQBQCRCO74160ins t 6A N D 2in s t 1G N DG N DN O Tins t 3A N D 2ins t 5A N D 2ins t 7O R 2ins t 8N O Tins t 9N O Tins t 10N A N D 2ins t 13V C Ck1 I N P U TV C Cc lc 1 I N P U TV C Cho ld1 I N P U TV C Cc lea r1 I N P U TV C Cc lc I N P U TciO U T P U TL1O U T P U TL2O U T P U TL3O U T P U TL4O U T P U TH1O U T P U TH2O U T P U TH3O U T P U TH4O U T P U TC O U N T E RC L KE N TABCDL D NE N PC L R NQDQAQBQCRCO74160ins t C O U N T E RC L KE N TABCDL D NE N PC L R NQDQAQBQCRCO74160ins t 6A N D 2in s t 1G N DG N DN O Tins t 3A N D 2ins t 5A N D