【正文】 計數值賦值給寄存器，等待譯碼 begin hour=hour1。 end 339。//產生鬧鈴音或整點報時音 end always ( sysclk ) begin case (hour[7:4]) 439。ha4。b0101 : hour_msb=839。 //數字 7 的共陽 編碼賦值給小時的十位 439。hc0。b0011 : hour_lsb=839。 //數字 5 的共陽編碼賦值給小時的個位 439。h80。 module display(displayclk,reset,ledselect,dataout,hour_msb,hour_lsb,min_msb,min_lsb,sec_msb,sec_lsb)。 always (posedge displayclk) begin if (reset==0) //復位信號用于波形仿真時對分頻計數器初始化 begin state[2:0]=339。 //顯示當前時間的小時十位 state = 339。 end 339。b111011。//顯示當前時間的秒的十位 state = 339。 end endcase end end endmodule 黃河科技學院畢業(yè)設計說明書 第 25 頁 5 系統(tǒng)功能仿真 時鐘節(jié)拍產生模塊的仿真波形 時鐘節(jié)拍產生模塊 用于產生整個系統(tǒng)所需要的時鐘節(jié)拍。由仿真波形圖可以看出該時鐘周期為 4hz。 CLK 信號波形如圖 所示，由圖 所示波形可以看出其周期為 1s。b111110。 end 339。//顯示當前時間的分的十位 state = 339。b101111。 end else begin case(state) 339。 output [7:0]dataout。 //數字 9 的共陽編碼賦值給小時的個位 endcase endmodule LED 顯示模塊 LED 顯示電路與 CPLD 的接口電路共有兩種接法，一種接法是靜態(tài)顯示法，即外接 6 個獨立的一位 LED 數碼管，在這種接法下每一位 LED 的段碼線共有 8 根，因此采用這種接法時總共需要 6*8+6=54 個 I/O 口，而采用這種接法時，分配 I/O 工作煩瑣，且電路圖接線復雜。b0111 : hour_lsb=839。h99。 //數字 1 的共陽編碼賦值給小時的個位 439。b1001 : hour_msb=839。h82。 //數字 3 的共陽編碼賦值給小時的十位 黃河科技學院畢業(yè)設計說明書 第 22 頁 439。b0001 : hour_msb=839。hzz。b01: //在模式 1 下，將鬧鈴時間設置值賦值給寄存器，等待譯碼 begin hour=ahour。 output [7:0]hour_msb,hour_lsb,min_msb,min_lsb,sec_msb,sec_lsb。 // 產生長音 else alarm2=~clk_1k。 黃河科技學院畢業(yè)設計說明書 第 20 頁 else alarm1=0。 input [7:0]min1,hour1,amin,ahour。d23) ahour=0。 output [7:0]amin,ahour。 end else begin if (min1[3:0] ==9) begin min1[3:0] =0。b1。h00。 input clk,set,m,count1,counta,ct1,cta,m_clk,h_clk。 當長時間按下 CHANGE 按鍵后，利用系統(tǒng)的 CLK_4HZ 對計數器進行快速加一處理。b01。b01。 always (posedge mode) begin if (m==2) m=0。多功能電子鐘共有三個按鍵，一個 MODE 模式選擇鍵，用于選擇相應的模式，一個 SET 時間選擇鍵，用于選擇當前設定的是分鐘或者是小時，一個 CHANGE 鍵，用于給當前值加 1，當長時間按住 CHANGE 時當前值連續(xù)快速加 1，用于快速設定時間 [12]。d512021) //512021/2048000= begin clk_4hz=~clk_4hz。d1024000) //1024000/2048000= begin clk=~clk。 reg clk,clk_4hz,clk_1k,displayclk。其中 CLK 節(jié)拍用于產生秒計時信號，在每個 CLK 的上升沿到來時秒計數器加 1。 // 秒、分、時計時與時間調整模塊 mode_select mode_select()。 ALTERA 公司的MAX7000S 系列 CPLD 有著較高的性價比。小型電源變壓器的效率一般為 75%左右。 圖 JTAG 下載電路 R 20R E S 2R 21R E S 2R 22R E S 2R 23R E S 2V C CV C CT C KT D OT M ST D IT C K1E N D2T D O3V C C4T M S5NC6NC7NC8T D I9GND10J T A G 10 針接口J T A G 黃河科技學院畢業(yè)設計說明書 第 9 頁 電源電路的設計 本設計中的核心器件為 MAX7000S 系列的 EPM7128SLC84， I/O 口電壓 VCCIO 和核心電壓 VCCINT 均支持正 5V，因此在本設計中統(tǒng)一給 I/O 端口和內核提供 +5V的電壓。 標準中規(guī)定對應于數字集成電 路芯片的每個引腳都設有一個移位寄存單元，稱為邊界掃描單元 BSC。 圖 蜂鳴器電路 系統(tǒng)時鐘采用 。 D2 和 D3 用來指示當前 設置狀態(tài)。 按鍵及指示燈電路模塊的設計 根據電子電路常識，采用灌電流工作方式的電路的功耗要比采用拉電流方式工作的電路小。 在動態(tài)顯示方式下，通常將所有位的段碼線相應并聯在一起，由一個 8 位的 I/O 口控制，形成段碼線的多路復用，而各位的共陽極或共陰極分別由相應的 I/O 口 控制，形成各位的分時選通 [7]。當三 極 管 Q1 的基極（即 CPLD 的 LED0 輸出端）為低電平時， Q1 的發(fā)射結正向偏置，集電結反向偏置，因此三極管處于導通狀態(tài)，此時有Vce≈~。由于設計的主要仿真和調試過程是在高層次上完成的，這一方面有利于早期發(fā)現結構上的錯誤，避免設計工作的浪費，同時也減少了邏輯功能仿真的工作量，提高了設計的一次成功率 [5]。 系統(tǒng)帶四個指示燈電路，一個為電源指示燈，其他三個為工作狀態(tài)指示燈，即分別為 LED_ALARM、 LED_HOUR 和 LED_MIN。硬件界面為一個 6位 的 LED 數碼管，時間顯示方式為 6 位同時顯示，即顯示狀態(tài)為： 88： 88： 88。生產制造技術以微細加工技術為代表，目前已進展到深亞微米階段，可以在幾平方厘米的芯片上集成數千萬個晶體管 [1]。 本設計采用 EDA技術，以硬件描述語言 VHDL為系統(tǒng)邏輯描述手段設計文件，在MAX+PlusⅡ 工具軟件環(huán)境下，采用自頂向下的設計方法，由各個基本模塊共同構建了一個基于 CPLD的數字鐘。 系統(tǒng)主芯片采用 EPM7128SLC84，由時鐘模塊、控制模塊、計時模塊、數據譯碼模塊、顯示以及報時模塊組成。 PLD 器件和 EDA 技術的出現，改變了傳統(tǒng)的設計思路，使人們可以立足于 PLD 芯片來實現各種不同的功能，新的設計方法能夠由設計者自己定義器件內部邏輯和管腳，將原來由電路板設計完成的工作大部分放在芯片的設計中進行。顯示的時間制為 24 小時制。 LED_ALARM 用于指示當前是否設有鬧鈴，當 LED_ALARM 指示燈亮時表明當前設有鬧鈴。 多功能數字鐘設計分為 1 個頂層模塊和 8 個功能子模塊。反之當 Q1 的基極為高電平時 Q1 截止。圖 所示的電路是一 個六位的 LED 顯示電路。因此本設計中所有的外部鍵盤，指示二極管均采用灌電流的工作方式。當在鬧鈴設置模式和手動校時模式下， D2或 D3 會有一個在點亮狀態(tài)，當 D2 亮時表示當前設置的是小時，當 D3 亮時表示當前設置的是分鐘。為了使有源晶振能輸出較好的波形，必需保證供電的穩(wěn)定。它將 JTAG 電路與內核邏輯電路聯系起來，同時隔離內核邏輯電路和芯片引腳。 圖 電源電路 電源電路是由電源變壓器 T、橋堆、濾波電容 C1 C1 C1 C17 及集成三端穩(wěn)壓電路 7805 以及保險絲組成，其電路圖如圖 所示。因此電源變壓器的輸入功率為 。 MAX7000S 系列是基于 ALTERA 第二代MAX 架構的高密度、高性能的 PLD 器件。 //調用模式選擇功能模塊 fast_settime fast_settime()。 CLK_4hz 節(jié)拍用于快速調整時間，當長時間按下 CHANG 按鍵時，當前設置的時鐘快速增加 [11]。 reg [20:0]div_count1。 //clk為周期為 1S 的時鐘信號 div_count1=2139。 //clk_4hz為 4hz的時鐘信號 div_count2=2039。模式選擇進程如下所示。 else m=m+1。 end {count2,countb}=239。 end {count2,countb}=239。如果不是長時間按下 CHANGE 按鍵的話則每按一次 CHANGE 按建鍵就對相應的寄存器的值加一處理。 inout [7:0]sec1,min1,hour1。 黃河科技學院畢業(yè)設計說明書 第 17 頁 if (!(set amp。 end else begin sec1[3:0] = sec1[3:0] + 139。 min1[7:4]=min1[7:4] + 1。 reg [7:0]amin,ahour。 else if (ahour[3:0]==9) begin ahour[3:0]=0。 output alarm1,alarm2。 else alarm1=0。 //產生短音 else alarm2=0。 reg [7:0]hour,min,sec,hour_msb,hour_lsb,min_msb,min_lsb,sec_msb,sec_lsb。 min=amin。 end endcase assign led_alarm=(ahour|amin)?1:0。hf9。b0100 : hour_msb=839。 //數字 6 的共陽編碼賦值給小時的十位 439。h90。b0010 : hour_lsb=839。 //數字 4 的共陽編碼賦值給小時的個位 439。hf8。而第二種接法稱為動態(tài)顯示法，采用共陽或共陰 極接法，而所謂的共陽極接法是指將每位 LED 的段碼線連在一起共同接電源的正極，因此采用這種接法時，一個 6 位的 LED 總共只需要 8+6=14 個 I/O 口，即 8 位的段碼線和 6 位的位選線，采用這種方式的接法時，缺點是每次顯示時 6 位 LED 同時顯示相同的數字，因此在這 黃河科技學院畢業(yè)設計說明書 第 23 頁