【文章內(nèi)容簡介】 ，六進制，二十四進制計數(shù)器的設(shè)計方法。，及編碼。 燈的花樣顯示。 CPLD 技術(shù)的層次化設(shè)計方法。 功能說明，分，秒，計數(shù)顯示功能，以 24 小時循環(huán)計時。，調(diào)節(jié)小時、分鐘功能。，整點報時的同時 LED 燈花樣顯示。 實驗原理在同一 EPLD 芯片 EPF10K10 上集成了如下電路模塊：1．時鐘計數(shù)： 秒——60 進制 BCD 碼計數(shù)；分——60 進制 BCDD 碼計數(shù)；時——24 進制 BCDD 碼計數(shù)；同時整個計數(shù)器有清零，調(diào)分，調(diào)時功能。在接近整數(shù)時間能提供報時信號。2．具有驅(qū)動 8 位八段共陰掃描數(shù)碼管的片選驅(qū)動信號輸出和八段字形譯碼輸出。編碼和掃描可參照“實驗四” 。3．揚生器在整點時有報時驅(qū)動信號產(chǎn)生。4. LED 燈按個人口味在整點時有花樣顯示信號產(chǎn)生。 系統(tǒng)硬件1．主芯片 EPF10K10LC844。2．8 個 LED 燈。東北石油大學本科生課程設(shè)計（論文）73．揚聲器。4．8 位八段掃描共陰級數(shù)碼顯示管。5．三個按鍵開關(guān)（清零，調(diào)小時，調(diào)分鐘） 。東北石油大學本科生課程設(shè)計（論文）8第 3 章 數(shù)字鐘的底層電路設(shè)計 設(shè) 計 規(guī) 劃該數(shù)字鐘可以實現(xiàn) 3 個功能：計時功能、整點報時功能和重置時間功能，因此有 3 個子模塊：計時、報時（alarm1） 、重置時間(setminsethour1)。其中計時模塊有 3 部分構(gòu)成：秒計時器（second1） 、分計時器(minute1)、時計時器(hour1)。1. 秒計數(shù)模塊：秒計數(shù)，在頻率為 1HZ 的時鐘下以 60 次為循環(huán)計數(shù)，并產(chǎn)生進位信號影 響分計數(shù)。 2. 分計數(shù)模塊：分計數(shù)，在秒進位信號為高電平時，計數(shù)一次，同樣以 60次為一個循環(huán)計數(shù)，同時產(chǎn)生分進位信號影響時計數(shù)。3. 時計數(shù)模塊：時計數(shù)，在分進位信號為高電平時，計數(shù)一次，以 24 次為一個循環(huán)計數(shù)。4. 時間顯示模塊：通過選中不同的數(shù)碼管，同時進行一定頻率的掃描顯示時，分，秒。5. 時間設(shè)置模塊：設(shè)置調(diào)試使能端，可以調(diào)時，分?；竟δ苁窃谑鼓芏藶楦唠娖綍r，可以使時和分循環(huán)計數(shù)；6. 整點報時模塊：在秒計數(shù)到 50 秒時，同時分計數(shù)到 59 分開始，豐鳴器產(chǎn)生每個 2 秒的鳴叫（500HZ） ，到整點是產(chǎn)生 750HZ 的鳴叫。7. 鬧鐘模塊：在設(shè)定鬧鐘鬧鈴時間后，當鬧鐘使能端有效時，可在鬧鈴時間鬧鈴，并有彩燈顯示。 設(shè) 計 說 明首先分析數(shù)字時鐘，得出進位法則大體相同，故所得時分秒進位方式語法基本相同，因此可以將時分秒定義成六位輸出端口，即分別將時分秒定義為 3 個ponent，分別給予設(shè)計。東北石油大學本科生課程設(shè)計（論文）9 底層電路程序 秒 計 時 器 （ VHDL 語 言 編 譯 ）其代碼如下：（VHDL 語言）：LIBRARY ieee。use 。use 。ENTITY second ISPORT(clk, reset,setmin : IN STD_LOGIC。enmin : OUT STD_LOGIC。daout: out std_logic_vector (6 downto 0))。END entity second。ARCHITECTURE fun OF second ISSIGNAL count: STD_LOGIC_VECTOR( 6 downto 0)。BEGIN daout = count。 process ( clk , reset , setmin) begin enmin=k。 if (reset=39。039。) then count = 0000000。 elsif (setmin=39。039。) then enmin = clk。 elsif (clk 39。event and clk=39。139。) then if (count(3 downto 0)=1001) then if (count 1660) then if (count=1011001) then enmin=39。139。 count=0000000。 ELSE count=count+7。 end if。 else count=0000000。 end if。 elsif (count 1660) then count = count+1。 enmin=39。039。 after 100 ns。 東北石油大學本科生課程設(shè)計（論文）10 else count=0000000。 end if。 end if。 end process。END fun。在秒計時器的 clk 輸入一個周期為 5ns 的時鐘信號；清 0 端（reset）前面一小段（100ns）為低電平，后面均為高電平；置數(shù)端（set）前面一小段（200ns）為低電平，后面均為高電平；秒重置端（s1）可設(shè)置數(shù)值為 50 秒，保存波形圖，進行仿真，產(chǎn)生如下波形： 圖 31 5na 時鐘信號由上述波形可以清楚的看到：當清 0 信號（reset ）無效時，秒計時器置數(shù)，從 50 秒開始計數(shù)，到 59 秒時回到 0，并且輸出一個高電平。 分 計 時 器 （ VHDL 語 言 編 譯 ）其代碼（VHDL 語言）如下：LIBRARY ieee。use 。use 。ENTITY minute ISPORT(clk, clk1,reset,sethour : IN STD_LOGIC。enhour : OUT STD_LOGIC。daout: out std_logic_vector (6 downto 0))。END entity minute。ARCHITECTURE fun OF minute IS東北石油大學本科生課程設(shè)計（論文）11SIGNAL count: STD_LOGIC_VECTOR( 6 downto 0)。BEGIN daout = count。 process ( clk,reset,sethour) begin if (reset=39。039。) then count = 0000000。 elsif (sethour=39。039。) then enhour = clk1。 elsif (clk39。 event and clk=39。139。) then if (count(3 downto 0)=1001) then if (count 1660) then if (count=1011001) then enhour=39。139。 count=0000000。 ELSE count=count+7。 end if。 else count=0000000。 end if。 elsif(count 1660) then count = count + 1。 enhour=39。039。 after 100 ns。 else count=0000000。 end if。 end if。 end process。END fun。在分計時器的 clkm 輸入一個周期為 5ns 的時鐘信號；清 0 端（reset）前面一小段（100ns）為低電平，后面均為高電平；置數(shù)端（set）前面一小段（200ns）為低電平，后面均為高電平；分重置端（m1）可設(shè)置數(shù)值為 50 分，保存波形圖，進行仿真，產(chǎn)生如下波形：東北石油大學本科生課程設(shè)計（論文）12 圖 32 分計時器信號由上述波形可以清楚的看到：當清 0 信號（reset ）無效時，分計時器置數(shù)，從 50 分開始計數(shù)，到 59 秒時回到 0，并且從 enmin 輸出一個高電平。時計時器（hour）在時計時器的 clkh 輸入一個周期為 5ns 的時鐘信號；清 0 端（reset）前面一小段（100ns）為低電平，后面均為高電平；置數(shù)端（set）前面一小段（200ns）為低電平，后面均為高電平；時重置端（h1）可設(shè)置數(shù)值為 20 時，保存波形圖，進行仿真，產(chǎn)生如下波形： 圖 33 時計時器信號由上述波形可以清楚的看到：當清 0 信號（reset ）無效時，時計時器置數(shù)，從 20 時開始計數(shù)，到 23 時回到 0，并且從 enhour 輸出一個高電平。 時計時器（VHDL 語言）代碼如下： LIBRARY ieee。use 。use