【正文】 開(kāi)關(guān)太多 — 7個(gè)） 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(kāi)關(guān)狀態(tài) 1 ★★★★○★★ 鎖死狀態(tài) 2 ●○★○●●● 校分狀態(tài) 3 ○●★ ○●●● 校時(shí)狀態(tài) 4 ○○★●●●● 時(shí)鐘清零 5 ●○★★●●○ 設(shè)定鬧鐘分 6 ○●★★●●○ 設(shè)定鬧鐘時(shí) 7 ●○○○●○★ 設(shè)定萬(wàn)年歷天 8 ○●○○●○★ 設(shè)定萬(wàn)年歷月 9 ○○●○●○★ 設(shè)定萬(wàn)年歷年 10 ○○○●●○★ 萬(wàn)年歷清零 b．帶計(jì)數(shù)器的復(fù)用 通過(guò)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(dú)考慮，所以總共 我們就可以通過(guò)控制一個(gè)摸十 或摸九 的計(jì)數(shù)器，再把結(jié)果輸送給一個(gè)數(shù)據(jù)分配器， 在 不同數(shù)值時(shí) 把 開(kāi)關(guān)狀態(tài)輸送到不同的控制口 ，計(jì)數(shù)器數(shù)值可以通過(guò) LED 燈觀測(cè) 。為了顯示當(dāng)前時(shí)鐘時(shí)間，我們需要一個(gè)顯示電路。 為了實(shí)現(xiàn)我們加入的鬧鐘功能，我們需要一個(gè)鬧鐘時(shí)間設(shè)定電路；鬧鐘時(shí)間保持電路；比較電路；蜂鳴器控制電路；鬧表時(shí)間顯示電路。 通過(guò)以上分析我們可以得到如下框架圖： 圖 1 電路結(jié)構(gòu)圖 II. 電路的工作原理 電路總圖如下（電路進(jìn)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(lái)的 48MHZ 的脈沖用進(jìn)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(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)顯示。 萬(wàn)年歷電路：其正常狀態(tài)的脈沖是由時(shí)鐘計(jì)數(shù)器時(shí)位的進(jìn)位信號(hào)提供的，在調(diào)整日期時(shí)，時(shí)鐘信號(hào)是通過(guò)開(kāi)關(guān)選擇一個(gè) 2hz 脈沖輸送到各個(gè)電路時(shí)鐘端 的。 以上的各種狀態(tài)下的控制鍵通過(guò)模式的選擇進(jìn)行了復(fù)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(gè)模 16 計(jì)數(shù)器和模 3的計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)（ 16 3=48）即可得到模 48的計(jì)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(jìn)制計(jì)時(shí)，時(shí)位為 24進(jìn)制計(jì)時(shí) 。把進(jìn)位信號(hào)送入使能端 ENT（高電平有效），當(dāng)?shù)谝黄?jì)數(shù)到 1001（ 9）時(shí)， ENT端變成 高電平，但 74160是上升沿觸發(fā)的，此時(shí) clk 無(wú)上升沿第二片不計(jì)數(shù)，當(dāng) CLK 的 上升沿到來(lái)，第一片回到 0000狀態(tài)，第二片 計(jì)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(lái)，把此信號(hào)作為置數(shù)信號(hào)。當(dāng)秒位為 0— 58時(shí)， SCI為高，當(dāng)秒位為 59時(shí)， SCI為低，此時(shí)出現(xiàn)下降沿 ， 分的計(jì)數(shù)器不計(jì)數(shù)，當(dāng)秒位由 59— 變?yōu)?0時(shí)， SCI又變?yōu)楦唠娖?，出現(xiàn)上升沿， 觸發(fā)分位的計(jì)數(shù)器，分位計(jì)數(shù)器加 1，從而達(dá)到與同步計(jì)數(shù)方法相同的效果，而且不會(huì)出現(xiàn)冒險(xiǎn)，這也就是為什么把原來(lái)的進(jìn)位信號(hào)非后再送出的原因，分向秒進(jìn)位分析方法相同。為了達(dá)到消顫的目的同時(shí)又不造成開(kāi)關(guān)的延時(shí)這里我們引入的脈沖是 2HZ。 由于秒位在校分和校時(shí)時(shí)都要保持，所以要把兩個(gè)保持信號(hào)或其來(lái)。 主體是一個(gè) 24 選 4 的數(shù)據(jù)選擇器，路選信號(hào)是由一個(gè) 模 8計(jì)數(shù)器提 供的，這樣在一個(gè)周期里空余兩個(gè)路選信號(hào)，由于用的是動(dòng)態(tài)原理， 信號(hào)停留時(shí)間很短一個(gè)周期 1/1000 秒， 這樣 人眼根本看不出。 4數(shù)據(jù)選擇器的設(shè)計(jì) 這里我們是自己依據(jù)實(shí)驗(yàn)參考書里的 mux數(shù)據(jù)選擇器的 VHDL語(yǔ)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(jiǎn)得 :QaQb+QaQc 所以上式可以化簡(jiǎn)為： 59’ amp。 鬧鐘有一個(gè)存儲(chǔ)電路（由兩個(gè)計(jì)數(shù)器組成），計(jì)數(shù)器由兩個(gè)開(kāi)關(guān)控制， 用來(lái)對(duì) 鬧鐘的分鐘和時(shí)鐘設(shè)定 ，當(dāng)開(kāi)關(guān)都打到不送脈沖的狀態(tài)，兩個(gè)計(jì)數(shù)器都保持， 從而達(dá)到存儲(chǔ)的目的 。 a．定時(shí)和存儲(chǔ)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(gè)模 60（分位）和一個(gè)模 24（時(shí)位）計(jì)數(shù)器組成 （時(shí)鐘計(jì)時(shí)電路已設(shè)計(jì)） ，外圍兩個(gè)開(kāi)關(guān)只是用來(lái)控制是否把 2HZ的脈沖送入兩個(gè)計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘端。當(dāng)兩組輸入電平對(duì)應(yīng)位都相等時(shí)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(hào)或其來(lái)送到顯示器的，能這樣做是由于我們給兩個(gè)display 電路引入的是相同的 1KHZ 的脈沖，所以位信號(hào)是相同的，或其來(lái)主要是為了保險(xiǎn)。 鬧鐘總電路（包含 已有功能）的封裝： 圖 30 本 萬(wàn)年歷 可以顯示當(dāng)前年月日（年只能顯示后兩位） 。 a．各種計(jì)數(shù)器的電路 圖 31 模 100計(jì)數(shù)器 CLEA R48MXMXHDMKc modDHKHCIBEEPABCDEFGSLSHMLMHHLHHhav ealertin s t校分 校時(shí) 定時(shí) 定時(shí) 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