【文章內(nèi)容簡介】 電壓。 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。 電源的輸出為 +5V 輸出。 本系統(tǒng)采用 7805 穩(wěn)壓電路 下面介紹電原各部分參數(shù)的整定方法： 1 變壓器次極電壓估算（以便選取合適的變壓器）： 由于穩(wěn)壓管要正常工作時輸入端的電壓必需要比輸出端高 時才能使穩(wěn)壓管穩(wěn)定工作。考慮到市網(wǎng)交流電壓的波動情況，在市網(wǎng)電壓為 200V 時也能正常工作，則有220/200*Vac 要大于 ，所以 VAC 必需要大于 ，即交流變壓器的負(fù)邊輸出電壓應(yīng)該高于 ，在本設(shè)計中選取 9V。 2 變壓器輸入功率的計算： 1． 假設(shè)負(fù)載電流為 500ma，若輸出電壓為 5V，則有效功率為 5V*=。 2． 正常情況下變壓器輸出功率約為 9V**=,當(dāng)市網(wǎng)電壓升到 250V 時，變壓器的輸出功率為 *250/220=。 3． 小型電源變壓器的效率一般為 75%左右。因此電源變壓器的輸入功率為。 3 慮波電容參數(shù)的選?。? 1． 假設(shè)負(fù)載電流為 500ma，若輸出電壓為 ，則等效負(fù)載電阻為 15Ω。 2． 電源頻率為 50HZ，則 T=0。 02S，根據(jù) CRL=（ 3~5） T/2，則 C=[（ 3~5）T/2]/RL=2020~3300uF。 在本設(shè)計中取 2200uF。 3. 電容耐壓應(yīng)大于 *Vac 即 Vc=*9*250/220=(其中 250/220 是考慮市網(wǎng)電源電壓過高時的情況。在本設(shè)計中電容耐壓值取 16V。 第 頁 11西華大學(xué)課程設(shè)計說 明書 說明書 EPM7128SLC84 器件介紹 本次設(shè)計的核心器件采用 ALTERA公司的 CPLD可編程器件。 ALTERA公司的 MAX7000S系列 CPLD 有著較高的性價比。 MAX7000S 系列是基于 ALTERA 第二代 MAX 架構(gòu)的高密度、高性能的 PLD器件。 MAX7000 器件 包含 32~256 個可聯(lián)結(jié)成 16 個宏單元組的邏輯陣列塊的宏單元。 EPM7128SLC84是 MAX7000S家族成員之一，它有如下的特點 :可用邏輯門個數(shù)為 2500門， 128 個宏單元， 8個邏輯陳列塊，最大用戶可用 I/O 口 100 個，支持 5V 在系統(tǒng)編程和符合 的 JTAG 下載接口，內(nèi)建邊界掃描測試電路，支持片上調(diào)試EPM7128SLC8415的封裝圖如圖 所示 圖 EPM7128SLC的 PLCC封裝 第 頁 12 西華大學(xué)課程設(shè)計說 明書 說明書 4 CPLD 編 程設(shè)計 整個系統(tǒng)輸入、輸出信號的定義： sysclk:系統(tǒng)的時鐘信號，由外部有源晶振產(chǎn)生，頻率為 ； mode:外接按鍵，模式選擇信號， mode=0時為時鐘模式， mode=1時為設(shè)定鬧鐘模式， mode=2時為手動設(shè)定時間模式； set:外接按鍵，用于在手動設(shè)置時間時選擇是調(diào)整小時還是分鐘；若長時間按住該鍵，還可以使秒信號清零，用于精確調(diào)整時間； change:外接按鍵，手動調(diào)整時間，每按一次計數(shù)器加 1；若長時間按住則連續(xù)快速加 1，用于快速調(diào)時和定時； alarm：接蜂鳴器，輸出到蜂鳴器的信號，用于產(chǎn)生鬧鈴音和報時音；鬧鈴音為持續(xù) 20S 的急促的“嘀嘀嘀”音，整點報時音為“嘀嘀嘀 嘟”四短一長音； Dataout:輸出信號，輸出顯示時間的數(shù)碼管顯示的段碼。 `include `include `include `include `include `include `include `include module clock。 clk_generate clk_generate()。 //調(diào)用 時鐘節(jié)拍產(chǎn)生模塊 time_mode0 time_mode0()。 // 秒 、分、時計時與時間調(diào)整模塊 mode_select mode_select()。 //調(diào)用 模式選擇 功能模塊 fast_settime fast_settime()。 //調(diào)用 快速時間設(shè)置功能模塊 alarm_set alarm_set()。 //調(diào)用 鬧鈴時間設(shè)置模塊 alarm alarm()。 //調(diào)用 鬧鈴與整點報時模塊 decoder_7seg decoder_7seg()。 //調(diào)用 7 段譯碼模塊 display display()。 //調(diào)用顯示模塊 endmodule 第 頁 13 西華大學(xué)課程設(shè)計說 明書 說明書 時鐘節(jié)拍產(chǎn)生模塊 由于整個系統(tǒng)只有一個晶體振蕩器，但是設(shè)計需要不同的時鐘信號，因此需要設(shè)計一個分頻進程，對系的的有源晶振產(chǎn)生的 時鐘進行分頻，產(chǎn) 生需要的時鐘節(jié)拍。在本設(shè)計中總共用到如下幾個時鐘節(jié)拍： 1HZ 的時鐘 CLK， 4HZ 的時鐘 CLK_4hz,1kHZ的時鐘信號 CLK_1K，和 50HZ 的時鐘 displayclk。 其中 CLK節(jié)拍用于產(chǎn)生秒計時信號，在每個 CLK 的上升沿到來時秒計數(shù)器加 1。 CLK_4hz 節(jié)拍用于快速調(diào)整時間，當(dāng)長時間按下 CHANG 按鍵時，當(dāng)前設(shè)置的時鐘快速增加。 CLK_1k 節(jié)拍用于鬧鈴音的產(chǎn)生，displayclk 時鐘節(jié)拍是頻率為 50HZ 的信號，由于本設(shè)計中顯示部分采用 LED 動態(tài)顯示的方式，因此必需要有一個掃描信號對 6位的 LED的每 個位進行輪流選通點亮。分頻進程的原理是在 CPLD 內(nèi)部設(shè)置一個分頻計數(shù)器和一個觸發(fā)器，當(dāng)計數(shù)到分頻值時觸發(fā)器進行翻轉(zhuǎn)，因此只要設(shè)置不同的分頻計數(shù)器的計數(shù)值就可以得到不同的時鐘節(jié)拍。在CPLD 內(nèi)部設(shè)置分頻計數(shù)器的缺點是， CPLD 的 觸發(fā)器資源有限，設(shè)置計數(shù)器對資源的占用比較大，因此盡量可能少用一些時鐘節(jié)拍，或者盡量使需要使用的時鐘節(jié)拍相同，還有一種方法是利用兩個已有的時鐘信號進行邏輯運算從面獲得想要的時鐘節(jié)拍。系統(tǒng)的分頻進程如下： module clk_generate(reset,sysclk,clk,clk_4hz,clk_1k,displayclk)。 input sysclk,reset。 output clk,clk_4hz,clk_1k,displayclk。 reg clk,clk_4hz,clk_1k,displayclk。 reg [20:0]div_count1。 //分頻時鐘計數(shù)器，用于產(chǎn)生周期為 1S 的時鐘信號 reg [19:0]div_count2。 //分頻時鐘計數(shù)器，用于產(chǎn)生頻率為 4hz 的時鐘信號 reg [11:0]div_count3。 //分頻時鐘計數(shù)器，用于產(chǎn)生頻率為 1Khz 的時鐘信號 reg [14:0]divclk_t。 //分頻時鐘計數(shù)器，用于產(chǎn)生 50HZ 的數(shù)碼管掃描信號 displayclk always @(posedge sysclk) begin if (reset) div_count1=2139。d0000000。 if (div_count1==2139。d1024000) //1024000/2048000= begin clk=~clk。 //clk 為周期為 1S 的時鐘信號 第 頁 14 西華大學(xué)課程設(shè)計說 明書 說明書 div_count1=2139。d0000000。 end else begin div_count1=div_count1+139。b1。 end end always @(posedge sysclk) begin if (reset) div_count2=2039。d000000。 if (div_count2==2039。d256000) //512020/2048000= begin clk_4hz=~clk_4hz。 //clk_4hz 為 4hz 的時鐘信號 div_count2=2039。d000000。 end else begin div_count2=div_count2+139。b1。 end end always @(posedge sysclk) begin ?? //產(chǎn)生周期為 50HZ 和 1KHZ 的時鐘節(jié)拍 end endmodule 第 頁 15 西華大學(xué)課程設(shè)計說 明書 說明書 功能模塊 本設(shè)計是多功能數(shù)字鐘，實現(xiàn)的功能是 以數(shù)字形式顯示時、分、秒的時間 ， 能進行手動快校時、快校分或慢校時、慢校分。該多功能電子共有 3種模式。分別為：模式0為正常時鐘模式，模式 1為設(shè)置鬧鈴功能，模式 2 為手動校時功能。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(yīng)的模式，一個 SET 時間選擇鍵，用于選擇當(dāng)前設(shè)定的是分鐘或者是小時 ，一個 CHANGE 鍵，用于給當(dāng)前值加 1，當(dāng)長時間按住 CHANGE 時當(dāng)前值連續(xù)快速加 1，用于快速設(shè)定時間。 模式選擇進程如下所示。 module mode_select( clk,mode,set,change,count1,counta,count2,countb,led_min,led_hour,m)。 input mode,set,change,clk。 output count1,counta,count2,countb,led_min,led_hour,m。 regbool,count1,counta,count2,countb。 reg [1:0]m。 reg led_min,led_hour。 always @(posedge mode) begin if (m==2) m=0。 else m=m+1。 end always @ (posedge set) bool=~bool。 always @ (posedge clk) begin case(m) 2: begin if (bool) begin //手動設(shè)定分鐘 count1=change。 {led_min,led_hour}=239。b10。 end else begin //手動設(shè)定小時 第 頁 16 西華大學(xué)課程設(shè)計說 明書 說明書 counta=change。 {led_min,led_hour}=239。b01。 end {count2,countb}=239。b00。