【正文】 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)。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。 SEL=A1amp。 ML=ML1amp。 architecture P of MUX24 is SIGNAL SL:std_logic_vector(3 downto 0)。 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。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)。 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。 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。 a、 正常計(jì)時(shí)狀態(tài) （ K K8 都為一） ：此狀態(tài)下數(shù)碼管顯示當(dāng)前的時(shí)間， K1為校分開(kāi)關(guān) ， K2為校時(shí)開(kāi)關(guān) ， K4為清零開(kāi)關(guān) ，校分、校時(shí)都是以 2HZ的信號(hào)進(jìn)行快速到位的。 EDA 課程設(shè)計(jì)報(bào)告 名稱(chēng)： 多功能數(shù)字 時(shí)鐘 指導(dǎo)教師： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 院 系： 時(shí) 間： EDA(II) 多功能數(shù)字鐘 1 摘 要 本文是 基于 Altera公司出品 QuartusII軟件以及相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)完成 的 多功能數(shù)字計(jì)時(shí)器實(shí)驗(yàn) ，使我們清楚地了解到我們身邊的數(shù)字表的功能是怎樣實(shí)現(xiàn)的 。 b、 鬧表狀態(tài)（ K7= K8=0）： 此狀態(tài)下數(shù)碼管顯示當(dāng)前 鬧定的時(shí)間， K1 為 設(shè)定分鐘的開(kāi)關(guān)，K2為 設(shè)定小 時(shí)開(kāi)關(guān) ，清零開(kāi)關(guān)無(wú)用 K4。 1hz 的脈沖送到時(shí)鐘計(jì)時(shí)電路秒位的 clk 輸入口；秒位的進(jìn)位信號(hào)和 2hz脈沖通過(guò)開(kāi)關(guān)的選擇輸送到分位電路的時(shí)鐘輸入口，前者用 于正常計(jì)時(shí)，后者由于校分時(shí)；分位的進(jìn)位信號(hào)和 2hz 脈沖通過(guò)開(kāi)關(guān)的選擇輸送到 時(shí) 位電路的時(shí)鐘輸入口 ，前者用于正常計(jì)時(shí)，后者由于校時(shí)。 分頻電路 圖 6 把三個(gè)模 10 的計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)起來(lái)（ 10 10 10=1000），就可以得到一個(gè) 1000 的分頻器，由于做的是分頻器考慮的主體是脈沖電平變化率的問(wèn)題，對(duì)一個(gè)周期里電平什么時(shí)候改變要求并不是很?chē)?yán)格，所以這里為了避免冒險(xiǎn)未采用芯片的進(jìn)位信號(hào)作為下一級(jí)芯片的時(shí)鐘信號(hào) ，而是采用把AD的值送到時(shí)鐘端。 封裝后如下： EDA(II) 多功能數(shù)字鐘 13 clear1hold1clck1clc1ciL1H1L2H2L3H3L4H4mod24inst2 圖 12 （包含控制電路） V C C48m I N P U TV C Cx iao f en I N P U TV C Cx iao s hi I N P U TV C CC LEAR I N P U T1H ZO U T P U T2H ZO U T P U T500H ZO U T P U T1KH ZO U T P U THCIO U T P U TO R 2ins t 8c l c 4 8 m 1hz2hz500hz1 k h zfdins t 2G N Dc 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 1ciH1H2H3H4L2L1L3L4m o d 6 0ins t 3c l e a r 1h o l d 1c l ck1c l c 1ciL1H1L2H2L3H3L4H4m o d 2 4ins t 5CLRNDPRNQD F Fins t 4V C CCLRNDPRNQD F Fins t 9V C Cmcim h1m h2m h3m h4m l1m l2m l3m l4scis h1s h2s h3s h4s l1s l3s l4scimcis l2hh1hh2hh3hh4hl1hl2hl3hl4HCIk1HCI 圖 13 計(jì)數(shù)電路：脈沖由分頻器提供， 外部的總電路采用 的 是異步計(jì)數(shù)法（但達(dá)到了同步的效果），把進(jìn)位信號(hào)連接起來(lái) 。 24 選 4的輸出送到 7447段譯碼器，以便在數(shù)碼管上顯示 相應(yīng) 數(shù)值。 SIGNAL SH:std_logic_vector(3 downto 0)。ML2amp。A2amp。50” （ 512hzamp。段切換時(shí)，我們需要一個(gè)模式鍵 (CMOD1)控制，開(kāi)關(guān)信號(hào)為 1 時(shí)所用雙號(hào)與門(mén)工作，送出的是鬧鐘相應(yīng)位的段信息，當(dāng)開(kāi)關(guān)信號(hào)為 0時(shí)，所有單號(hào)的與門(mén)工作，送出是時(shí)鐘相應(yīng)位的段信息。 為了整合時(shí)鐘計(jì)時(shí)模塊和鬧鐘模塊，圖加了兩個(gè)電路，一個(gè)是顯示器的切換電路，一個(gè)是蜂鳴器的切換電路 。（ 3” + 5” +7” ） +1000hzamp。HH4。SH4。//定義輸入輸出端口 end MUX24。這樣即節(jié)省了器件，又提高了效率。 封裝后如下： EDA(II) 多功能數(shù)字鐘 12 圖 10 24計(jì)數(shù)器 電路圖： 圖 11 其基本思路與模 60 相差無(wú)幾，差別只是在 置數(shù)時(shí) 不同 ， 第一片在 0— 20 連個(gè)階段不要置數(shù)自己回 0，但計(jì)到 23時(shí)要置為 0，需要外部控制電路。 電路結(jié)構(gòu)圖如下： 圖 3 分頻器電路結(jié)構(gòu)圖 V C Cc3 I N P U Tc1O U T P U TV C CC O U N T E RCBAE N TDC L R NC L KE N PL D NQAQBQCQDRCO74163ins tN A N D 2in s t 3N O Tin s t 4 圖 4 本電路采用清零的方法把模 16的計(jì)數(shù)器轉(zhuǎn)換為模三的計(jì)數(shù)器，輸出即為三分頻后的脈沖。同樣萬(wàn)年歷電路需要一個(gè)時(shí)間調(diào)整電路、顯示電路、顯示模式切換電路。 II．功能簡(jiǎn)介 本電路具有三種不同的工作狀態(tài)（同步工作），可通過(guò)模式鍵進(jìn)行切換 （可通過(guò) LED LED2觀察當(dāng)前的模式） 。 設(shè)計(jì)時(shí)采用了層次設(shè)計(jì)思想，功能逐級(jí)遞加，并在封裝時(shí)留有很多外圍接口，以備增加其他新功能。 c、 萬(wàn)年歷狀態(tài)（ K7=X、 K8=1）： 此狀態(tài)下數(shù)碼管顯示當(dāng)前 的年月日， K1 為 設(shè)定日期開(kāi)關(guān)， K2為 設(shè)定月 開(kāi)關(guān) ， K3為設(shè)定年開(kāi)關(guān)、 K4 為清零開(kāi)關(guān) 。把三個(gè)計(jì)數(shù)器的輸出輸送給一個(gè) 24選 4 的數(shù)據(jù)選擇器，六組分別為秒個(gè)位、秒十位、分個(gè)位、分十位、時(shí)個(gè)位、時(shí)十位。 EDA(II) 多功能數(shù)字鐘 10 分頻器的總電路圖： V C Cc lc 48m I N P U T2hzO U T P U T1hzO U T P U T500hzO U T P U T1 k h zO U T P U T1k2110100500m u l t i D Fins t 41k2110100500m u l t i D Fin s t 5c 4 8 c1m o d 4 8in s t 圖 7 最終從 48MHZ的脈沖我們得到 1Khz（蜂鳴器、動(dòng)態(tài)顯示） 、 500hz（蜂鳴器） 、 2hz（快速調(diào)整） 、 1hz（時(shí)鐘計(jì)數(shù)） 的脈沖 。秒位芯片 CLC1接 1HZ 脈沖 CLC2 不接，分位芯片 CLC1接秒位的進(jìn)位信號(hào)脈沖 CLC2接 2HZ脈沖 用于校分，時(shí)位芯片 CLC1接 分位的進(jìn)位信號(hào)脈沖 CLC2 接 2HZ脈沖 EDA(II) 多功能數(shù)字鐘 14 用于校時(shí)。模 8計(jì)數(shù)器的輸出同時(shí)送到位選控制電路，由一個(gè) 74138譯碼器構(gòu)成，以便在任意時(shí)間只有一個(gè)位有效 ，這樣在任意的一個(gè)時(shí)間段里由 7447提供段顯信號(hào)， 74138 提供位顯信號(hào)， 從而達(dá)到動(dòng)態(tài)顯示的目的。 SIGNAL ML:std_logic_vector(3 downto 0)。ML3amp。A3。（ QslaQslb+QslaQslc） +1000hzamp。