【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 分則是 FPGA內(nèi)部的 PLL。 電子萬(wàn)年歷的控制系統(tǒng)此電子萬(wàn)年歷系統(tǒng)主要有 9 個(gè)模塊分別設(shè)計(jì)仿真，分別是以下 9 個(gè)模塊：1. 主控制模塊 maincontrol2. 時(shí)間自動(dòng)顯示及其設(shè)置模塊 time_auto_and_set3. 時(shí)間顯示動(dòng)態(tài)位選模塊 time_disp_select4. 顯示模塊 disp_data_mux5. 秒表模塊 stopwatch6. 日期自動(dòng)顯示與設(shè)置模塊 date_main7. 鬧鐘模塊 alarmclock8. 分頻模塊 fdiv9. 陰陽(yáng)歷轉(zhuǎn)換模塊 switchto 主控制模塊 maincontrol該模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)功能模塊的整體控制，包括對(duì)時(shí)間顯示與調(diào)整、日期顯示與調(diào)整、鬧鐘顯示與調(diào)整、秒表操作，陰陽(yáng)歷轉(zhuǎn)換等的控制,流程圖如 21 所示，結(jié)構(gòu)功能圖如 22 所示，波形仿真圖如 23 所示。開(kāi) 始SW3=1?Function3’110?執(zhí)行 case 語(yǔ)句結(jié) 束Function=Function+3’b1 Function=3’b0圖 21 主控制模塊的流程圖圖 22 主控制模塊的結(jié)構(gòu)功能圖圖 23 主控制模塊的波形仿真圖表 21 主控制模塊的端口說(shuō)明輸入端口 功能SW3 功能號(hào)選擇按鍵輸入，分別有 7 個(gè)功能號(hào)“1~7”輸出端口 功能Timepiece_EN 輸出使能——時(shí)間自動(dòng)工作并保持時(shí)間顯示TimeSet_EN 輸出使能——時(shí)間設(shè)置與調(diào)整Stopwatch_EN 輸出使能——秒表功能Alarmclock_EN 輸出使能——鬧鐘設(shè)置功能，一旦設(shè)置好鬧鐘后，將自 動(dòng)開(kāi)始工作Date_EN 輸出使能——日期顯示功能DateSet_EN 輸出使能——日期調(diào)整與設(shè)置功能 Switchto_EN 輸出使能 陽(yáng)歷轉(zhuǎn)陰歷的功能SW3 是功能鍵，從波形圖中可知，SW3 每出現(xiàn)一次上升沿，輸出都會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，即按照 Timepiece_EN（時(shí)鐘自動(dòng)顯示使能） ，TimeSet_EN（時(shí)鐘設(shè)置與調(diào)整使能） ，Stopwatch_EN（秒表功能使能） ，Alarmclock_EN（鬧鐘時(shí)間設(shè)置使能） ，Date_EN （日期顯示使能） ，DateSet_EN （日期顯示與設(shè)置使能）, Switchto_EN(陽(yáng)歷轉(zhuǎn)陰歷使能)的順序依次輸出有效波形“1”，對(duì)相應(yīng)的模塊輸入有效使能，從而實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。 時(shí)間自動(dòng)顯示及其設(shè)置模塊 time_auto_and_set時(shí)間及其設(shè)置模塊主要完成時(shí)間的自動(dòng)正常運(yùn)行與顯示，以及在相應(yīng)的功能號(hào)下，實(shí)現(xiàn)時(shí)間的調(diào)整與設(shè)置，結(jié)構(gòu)功能圖如 2421 所示圖 2421 時(shí)間及其設(shè)置模塊的結(jié)構(gòu)功能圖 時(shí)間自動(dòng)顯示模塊 timepiece_main 模塊主要完成時(shí)間自動(dòng)增加與顯示功能，即為正常的自動(dòng)模式運(yùn)行，其結(jié)構(gòu)功能圖如 2422 所示，波形仿真圖如 2423 所示，表 22 是時(shí)間模塊的端口說(shuō)明 圖 2422 時(shí)間模塊的結(jié)構(gòu)功能圖圖 2423 時(shí)間模塊的波形仿真圖表 22 時(shí)間模塊的端口說(shuō)明輸入端口 功能CLK 時(shí)間計(jì)數(shù)時(shí)鐘輸入Timepiece_En 時(shí)間自動(dòng)工作使能信號(hào)輸入。當(dāng)其電平為高時(shí)，使能時(shí)間自動(dòng)工作輸出端口 功能day_EN 日計(jì)數(shù)使能，當(dāng)累積到了 24 小時(shí)后，日就要自動(dòng)的增加一天hour0,hour1 小時(shí)輸出minute0,minute1 分鐘輸出second0,second1 秒輸出當(dāng) Timepiece_EN 為 1 時(shí)，即處于時(shí)間自動(dòng)工作狀態(tài)，即每出現(xiàn)一次時(shí)鐘信號(hào) clk，計(jì)數(shù)一次，先計(jì)數(shù) second0，當(dāng)計(jì)數(shù)到 1001（即十進(jìn)制的 9）時(shí)，向second1 發(fā)出一個(gè)計(jì)數(shù)信號(hào)，此時(shí) second1 進(jìn)行一次計(jì)數(shù)，類推， second1 計(jì)數(shù)到 0101（即十進(jìn)制的 5） ，且 second0 計(jì)數(shù)到 1001（即十進(jìn)制的 9）時(shí)，minute0則進(jìn)行一次計(jì)數(shù)，按照此規(guī)律進(jìn)行時(shí)間的計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)滿 24 小時(shí)，向 day_EN 發(fā)出一個(gè)計(jì)數(shù)信號(hào)，即此使能端輸出有效信號(hào) 1，進(jìn)行日期的計(jì)數(shù)。 秒自動(dòng)計(jì)時(shí)子模塊 second_counter構(gòu)功能圖如 2424 所示，流程圖如 2425 所示。圖 2424 秒自動(dòng)計(jì)時(shí)子模塊的結(jié)構(gòu)功能圖 分自動(dòng)計(jì)時(shí)子模塊 minute_counter結(jié)構(gòu)功能圖如 2426示，流程圖同理于 2425所示。圖 2426 分自動(dòng)計(jì)時(shí)子模塊的結(jié)構(gòu)功能圖 小時(shí)自動(dòng)計(jì)時(shí)子模塊 hour_counter結(jié)構(gòu)功能圖如 2427所示，流程圖同理于 2425所示。圖 2427小時(shí)自動(dòng)計(jì)時(shí)子模塊的結(jié)構(gòu)功能圖開(kāi) 始EN=1’b1?second_data04’b1001?second_data0= second_data0+4’b1E0=1’b0second_data0=4’b0second_data14’b0101?second_data1= second_data1+4’b1E0=1’b1second_data1=4’b0結(jié) 束圖 2425 秒自動(dòng)計(jì)時(shí)子模塊的流程圖 時(shí)間設(shè)置模塊 timeset該模塊主要完成對(duì)時(shí)間的設(shè)置相關(guān)的閃爍顯示控制以及時(shí)間中的小時(shí)、分鐘、秒等數(shù)據(jù)的改變，流程圖如 2428 所示，結(jié)構(gòu)功能圖如 2429 所示，波形仿真圖如 24210 所示。 開(kāi) 始初始化，將當(dāng)前時(shí)間賦予設(shè)置后的時(shí)間Timeset_EN=1？disp_drive3’b101?disp_drive= disp_drive+3’b1disp_drive=3’b0依 SW2，按位進(jìn)行數(shù)字調(diào)整結(jié) 束圖 2428 時(shí)間設(shè)置模塊的流程圖圖 2429 時(shí)間設(shè)置模塊的結(jié)構(gòu)功能圖圖 24210 時(shí)間設(shè)置模塊的波形仿真圖表 23 時(shí)間設(shè)置模塊的端口說(shuō)明輸入端口 功能TimeSet_EN 時(shí)間設(shè)置使能，當(dāng)其電平為高時(shí)，時(shí)間設(shè)置有效SW1,SW2 調(diào)整鍵 1 與調(diào)整鍵 2 輸入信號(hào)hour1,hour0 當(dāng)前時(shí)間的小時(shí)數(shù)輸入minute1,minute0 當(dāng)前時(shí)間的分鐘數(shù)輸入second0,second1 當(dāng)前時(shí)間的秒數(shù)輸入輸出端口 功能hour_set1,hour_set0 設(shè)置時(shí)間后的小時(shí)數(shù)minute_set1,minute_set0 設(shè)置時(shí)間后的分鐘數(shù)second_set1,second_set0 設(shè)置時(shí)間后的秒數(shù)disp_drive 設(shè)置中的閃爍顯示設(shè)置當(dāng) Timeset_EN 為 1 時(shí)，即實(shí)現(xiàn)時(shí)間設(shè)置功能。SW1 實(shí)現(xiàn)時(shí)間格式中小時(shí)高、低位，分鐘高、低位，秒鐘高、低位的位選，即每出現(xiàn)一個(gè) SW1 上升沿，disp_drive 的相應(yīng)數(shù)值加 1（選擇具體的需要調(diào)整的位置） 。SW2 實(shí)現(xiàn)相應(yīng)得位的數(shù)值得調(diào)整，即每出現(xiàn)一個(gè) SW2 上升沿，相應(yīng)位的數(shù)值增加 1。 時(shí)間自動(dòng)顯示和時(shí)間設(shè)置多路選擇器 time_mux該模塊用來(lái)分時(shí)向顯示單元傳輸顯示數(shù)據(jù)，流程圖如 24211 所示，結(jié)構(gòu)功能圖如 24212 所示，波形仿真圖如 24213 所示。 開(kāi) 始依輸入條件，判斷是自動(dòng)顯示時(shí)間，或顯示調(diào)整后的時(shí)間Timeset_EN=1？顯示設(shè)置后的時(shí)間 顯示自動(dòng)模式時(shí)的時(shí)間結(jié) 束圖 24211 多路選擇模塊的流程圖圖 24212 多路選擇模塊的結(jié)構(gòu)功能圖圖 24213 多路選擇模塊的波形仿真圖表 24 多路選擇模塊的端口說(shuō)明輸入端口 功能TimeSet_EN 時(shí)間設(shè)置使能信號(hào)hour1,hour0 自動(dòng)模式中當(dāng)前時(shí)間的小時(shí)數(shù)輸入minute1,minute0 自動(dòng)模式中當(dāng)前時(shí)間的分鐘數(shù)輸入second0,second1 自動(dòng)模式中當(dāng)前時(shí)間的秒數(shù)輸入hour_set1,hour_set0 時(shí)間設(shè)置后的小時(shí)數(shù)輸入minute_set1,minute_set0 時(shí)間設(shè)置后的分鐘數(shù)輸入second_set1,second_set0 時(shí)間設(shè)置后的秒數(shù)輸入輸入端口 功能hour_1,hour_0 當(dāng)前需要顯示的小時(shí)輸出minute_1,minute_0 當(dāng)前需要顯示的分鐘輸出second_0,second_1 當(dāng)前需要顯示的秒輸出TimeSet_EN 是時(shí)間設(shè)置使能信號(hào)，當(dāng) TimeSet_EN 為 1 時(shí)，顯示調(diào)整后的時(shí)間，當(dāng) TimeSet_EN 為 0 時(shí)，則顯示自動(dòng)工作時(shí)的信號(hào)。hour1， hour0，minute1 ， minute0，second1，second0 表示的是當(dāng)前自動(dòng)工作狀態(tài)時(shí)的時(shí)間輸出值；hour_set1，hour_set0，minute_set1，minute_set0， second_set1，second_set0 表示的是手動(dòng)設(shè)置的時(shí)間輸出值；hour_1，hour_0，minute_1 ，minute_0 ，second_1，second_0，表示的是當(dāng)前要顯示的時(shí)間輸出值。根據(jù) TimeSet_EN 的不同變化，輸出值會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。 時(shí)間顯示動(dòng)態(tài)位選模塊 time_disp_select該模塊用來(lái)分時(shí)顯示時(shí)間數(shù)據(jù)，但是在選擇合適的時(shí)間間隔下，人眼并不能分辨出是分時(shí)顯示的，這樣顯示的方式可以降低功耗，結(jié)構(gòu)功能圖如 24214 所示，波形仿真圖如 24215 所示。圖 24214 時(shí)間顯示動(dòng)態(tài)位選模塊的結(jié)構(gòu)功能圖圖 24215 (a) 時(shí)間顯示動(dòng)態(tài)位選模塊的波形仿真圖圖 24215 (b) 時(shí)間顯示動(dòng)態(tài)位選模塊的波形仿真圖表 25 時(shí)間顯示動(dòng)態(tài)位選模塊的端口說(shuō)明輸入端口 功能clk_1kHz 1kHz 時(shí)鐘信號(hào)輸入，用于動(dòng)態(tài)顯示時(shí)間clk_200Hz 200Hz 時(shí)鐘信號(hào)輸入，用于閃爍顯示時(shí)間Time_EN 時(shí)間自動(dòng)工作模式使能TimeSet_EN 時(shí)間設(shè)置使能Stopwatch_EN 鬧鐘設(shè)置使能Timeset_disp_drive時(shí)間設(shè)置數(shù)據(jù)顯示的同步信號(hào)輸出端口 功能time_disp_select 顯示動(dòng)態(tài)位選輸出信號(hào)TimeSet_EN 表示時(shí)間設(shè)置使能， Time_EN 表示時(shí)間自動(dòng)顯示使能，clk_1kHz