【正文】 110000。 WHEN 28=BCD_DATA=00101000。 WHEN 26=BCD_DATA=00100110。 WHEN 24=BCD_DATA=00100100。 WHEN 22=BCD_DATA=00100010。 WHEN 20=BCD_DATA=00100000。 WHEN 18=BCD_DATA=00011000。 WHEN 16=BCD_DATA=00010110。 WHEN 14=BCD_DATA=00010100。 WHEN 12=BCD_DATA=00010010。 WHEN 10=BCD_DATA=00010000。 WHEN 8=BCD_DATA=00001000。 WHEN 6=BCD_DATA=00000110。 WHEN 4=BCD_DATA=00000100。 WHEN 2=BCD_DATA=00000010。 CASE TEMP IS WHEN 0=BCD_DATA=00000000。 WHEN OTHERS=NULL。 WHEN110=TEMP=2。 WHEN100=TEMP=CONV_INTEGER(MON)。 WHEN010=TEMP=CONV_INTEGER(HOUR)。 PROCESS(CNT)IS BEGIN CASE CNT IS WHEN000=TEMP=CONV_INTEGER(SEC)。 END PROCESS。 END IF。 ELSE CNT=CNT+39。139。 BEGIN PROCESS(CLK_SCAN)IS BEGIN IF CLK_SCAN39。ARCHITECTURE ART3 OF DISPLAY IS SIGNAL TEMP:INTEGER RANGE 0 TO 99。 BCD_DATA:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0))。 WEEK:IN STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0)。 MON:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0)。 HOUR:IN STD_LOGIC_VECTOR(4 DOWNTO 0)。ENTITY DISPLAY IS PORT(CLK_SCAN:IN STD_LOGIC。USE 。由于排版原因，本綜合計(jì)時(shí)系統(tǒng)的組裝電路原理圖在（下一頁(yè)）七、主要VHDL源程序 顯示控制電路DISPLAY的VHDL源程序LIBRARY IEEE。輸入信號(hào)CLK_KEY為按鍵掃描時(shí)鐘信號(hào)，輸入信號(hào)YEAR_CUR、MON_CUR、 DAY_CUR、 HOUR_CUR、 MIN_CUR、 SEC_CUR、 WEEK_CUR、 CURRENT_MAX_CUR為各計(jì)時(shí)電路輸出的當(dāng)前計(jì)時(shí)結(jié)果的反饋值，輸出信號(hào)YEAR_EN、MON_EN、 DAY_EN、 HOUR_CEN、 MIN_EN、 SEC_EN、 WEEK_EN為各計(jì)時(shí)電路的異步置數(shù)使能信號(hào)；輸出信號(hào)SEC 、MIN 、HOUR、 DAY 、MON 、YEAR、 WEEK為調(diào)整后對(duì)應(yīng)時(shí)間預(yù)置的數(shù)。在狀態(tài)的切換過(guò)程中，被選著的狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的二極管點(diǎn)亮，沒(méi)被選著的狀態(tài)調(diào)整所對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管就熄滅，以便調(diào)試，被選中的狀態(tài)就可以用加一按鍵進(jìn)行相應(yīng)的時(shí)間調(diào)整，知道調(diào)整的正確的時(shí)間 加一調(diào)整電路主要對(duì)年、月、日、時(shí)、分、秒及星期的加一調(diào)整，是本設(shè)計(jì)很重要的部分，以防止電或出現(xiàn)異常情況出現(xiàn)時(shí)間錯(cuò)亂，這時(shí)就要對(duì)相應(yīng)的時(shí)間模塊進(jìn)行調(diào)整，直到對(duì)應(yīng)真確的當(dāng)?shù)貢r(shí)間。XSKZQ的輸入、輸出端口如圖3所示。 顯示控制電路主要負(fù)責(zé)完成數(shù)據(jù)選擇掃描及數(shù)碼管選擇信號(hào)的產(chǎn)生。圖2是其輸入、輸出端口圖，其中，輸入信號(hào)LD為置數(shù)控制信號(hào)，低電平有效，輸入信號(hào)CLK是計(jì)數(shù)時(shí)鐘信號(hào)，輸入型號(hào)DATA為預(yù)置數(shù)，輸入YEAR為當(dāng)前計(jì)時(shí)的年份數(shù)，輸入信號(hào)MONTH為當(dāng)前計(jì)時(shí)的月份數(shù)，輸出信號(hào)NUM為計(jì)數(shù)結(jié)果，輸出信號(hào)CO為計(jì)數(shù)溢出信號(hào)輸出信號(hào)CURRUT_MAX_DAYS為當(dāng)前月的天數(shù)。 圖1. CNT60計(jì)數(shù)模塊輸入、輸出端口圖CNT30計(jì)數(shù)模塊是一個(gè)計(jì)日模塊。將計(jì)月電路的進(jìn)位信號(hào)作為計(jì)年電路的計(jì)數(shù)時(shí)鐘信號(hào)，每當(dāng)計(jì)滿100就會(huì)溢出，計(jì)年電路返回加1并重新計(jì)數(shù)。將計(jì)時(shí)電路的進(jìn)位脈沖信號(hào)作為計(jì)日電路的計(jì)數(shù)時(shí)鐘信號(hào)，通過(guò)系統(tǒng)辨認(rèn)，確定本月總天數(shù)后，每當(dāng)計(jì)滿本月天數(shù)就會(huì)溢出進(jìn)位，計(jì)月電路加1，計(jì)日電路重新計(jì)數(shù)。將計(jì)分電路的進(jìn)位信號(hào)作為計(jì)時(shí)電路的計(jì)數(shù)時(shí)鐘信號(hào)，每當(dāng)計(jì)滿24或12就會(huì)溢出，同時(shí)進(jìn)位位進(jìn)位，計(jì)星期/日電路加1，同時(shí)計(jì)時(shí)電路清零并重新計(jì)數(shù)。 狀態(tài)顯示揚(yáng)聲器 主 控 制 電 路 掃描顯示模塊 天計(jì)數(shù)器 綜 合 計(jì) 時(shí) 電 路 模 塊 周計(jì)數(shù)器 年計(jì)數(shù)器 月計(jì)數(shù)器 二十四 進(jìn)時(shí) 計(jì)數(shù)六十進(jìn)分計(jì)數(shù)六十進(jìn)秒計(jì)數(shù)時(shí)鐘源選 擇鍵手動(dòng) 校正電路系統(tǒng)復(fù)位三、 綜合及時(shí)電路的設(shè)計(jì)綜合計(jì)時(shí)電路可分為計(jì)秒電路、計(jì)分電路、計(jì)時(shí)電路、計(jì)星期電路、計(jì)日電路、計(jì)月電路和計(jì)年電路等7個(gè)模塊電路，這七個(gè)模塊電路分別設(shè)置了預(yù)置數(shù)、計(jì)數(shù)和進(jìn)位等功能，其設(shè)計(jì)如下描述： 計(jì)秒電路/計(jì)分電路/計(jì)時(shí)電路/計(jì)星期電路/ 計(jì)日電路/計(jì)月電路/計(jì)年電路設(shè)計(jì)用秒脈沖作為計(jì)秒電路的計(jì)數(shù)時(shí)鐘信號(hào)，每當(dāng)計(jì)滿60就會(huì)溢出，同時(shí)進(jìn)位位進(jìn)位，計(jì)分電路加1，同時(shí)計(jì)秒電路清零并重新計(jì)數(shù)。 二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，綜合設(shè)計(jì)系統(tǒng)可分為三個(gè)主要模塊：綜合計(jì)時(shí)電路模塊、顯示控制電路模塊和調(diào)整控制電路模塊。目錄一、系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 ……………………………………………………2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 ……………………………………………………2三、 綜合及時(shí)電路的設(shè)計(jì) ……………………………………………2 計(jì)時(shí)電路的設(shè)計(jì) ……………………………………………………………3 計(jì)數(shù)電路CNT60、CNT30計(jì)數(shù)模塊的具體設(shè)計(jì) ………………………3 顯示控制電路的設(shè)計(jì) ……………………………………………4 顯示控制電路 ………………………………………………………………4 顯示譯碼電路 ………………………………………………………………4 調(diào)整控制電路TZKZQ的設(shè)計(jì) …………………………………5 ………………………………………………………………5 加一調(diào)整電路………………………………………………………………5 TZKZQ的輸入、輸出 ……………………………………………………5 系統(tǒng)總體電路組裝圖 ……………………………………………6 主要的VHDL源程序 …………………………………………6 …………………………………6 …………………………………9 …………………………………………11 …………………………………………12 系統(tǒng)總體組裝電路的源程序 …………………………………………14 系統(tǒng)仿真/硬件驗(yàn)證 ……………………………………………19 …………………………………………………19 …………………………………………………20 ……………………………………………………20 ………………………………………………………20 系統(tǒng)硬件驗(yàn)證 ……………………………………………………………20 設(shè)計(jì)技巧分析 …………………………………………………21 系統(tǒng)拓展思路 …………………………………………………211 系統(tǒng)設(shè)計(jì)心得體會(huì) ……………………………………………2224一、系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個(gè)綜合性的計(jì)時(shí)系統(tǒng)，要求能實(shí)現(xiàn)年、月、日、時(shí)、分、秒以及星期的計(jì)數(shù)等中和計(jì)時(shí)功能，同時(shí)將計(jì)數(shù)結(jié)果通過(guò)七段數(shù)碼管或1602液晶顯示。設(shè)計(jì)也能進(jìn)行時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)的十二小時(shí)制或二十四小時(shí)制的數(shù)字鐘，并具有定時(shí)與鬧鐘功能，能在設(shè)定的時(shí)間發(fā)出鬧鈴音，能非常方便地對(duì)年、月、日‘時(shí)、分鐘和秒進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)以校準(zhǔn)時(shí)間，每逢整點(diǎn)，產(chǎn)生報(bào)時(shí)音報(bào)時(shí)。其綜合控制電路模塊主要用于完成年、月、日、十、分、秒及星期的計(jì)時(shí)功能，顯示控制模塊主要用于完成各計(jì)時(shí)結(jié)果的顯示控制和顯示譯碼等相關(guān)的功能，調(diào)整控制電路主要用于調(diào)整及時(shí)電路的初始值即校正顯示時(shí)間。將計(jì)秒電路的進(jìn)位信號(hào)作為計(jì)分電路的計(jì)數(shù)時(shí)鐘信號(hào)，每當(dāng)計(jì)滿60就會(huì)溢出，同時(shí)進(jìn)位位進(jìn)位，計(jì)時(shí)電路加1，同時(shí)計(jì)分電路清零并重新計(jì)數(shù)。將計(jì)日電路的進(jìn)位信號(hào)作為計(jì)星期電路的計(jì)數(shù)時(shí)鐘信號(hào)，每當(dāng)計(jì)滿7就會(huì)溢出，計(jì)星期電路返回加1并重新計(jì)數(shù)。將計(jì)日電路的進(jìn)位信號(hào)作為計(jì)月電路的計(jì)數(shù)時(shí)鐘信號(hào)，每當(dāng)計(jì)滿12就會(huì)溢出進(jìn)位，計(jì)年電路加1，計(jì)月電路返回加1并重新計(jì)數(shù)。 計(jì)數(shù)電路CNT60、CNT30計(jì)數(shù)模塊的具體設(shè)計(jì)CNT60計(jì)數(shù)模塊是一個(gè)多用計(jì)時(shí)模塊，它既可以作為計(jì)秒電路調(diào)用，又可以作為計(jì)分電路調(diào)用，如圖1是其輸入、輸出端口圖，其中，輸入信號(hào)LD為置數(shù)控制信號(hào)，低電平有效，輸入信號(hào)CLK是計(jì)數(shù)時(shí)鐘信號(hào)，輸入型號(hào)DATA為預(yù)置數(shù)，輸出信號(hào)NUM為計(jì)數(shù)結(jié)果，輸出信號(hào)CO為計(jì)數(shù)溢出信號(hào)。由于該計(jì)數(shù)模塊涉及到大小月及閏年問(wèn)題，所以CNT30的計(jì)數(shù)范圍并不是固定不變，存在2230和31四種計(jì)數(shù)情況。圖2 CNT30計(jì)數(shù)模塊輸入、輸出端口圖四、顯示控制電路的設(shè)計(jì)顯示主要用數(shù)碼管顯示，主要用于顯示當(dāng)前年、月、日、時(shí)、分、秒、及星期，本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)顯示電路可分為兩個(gè)子模塊即顯示控制電路和顯示譯碼電路。數(shù)據(jù)掃描選擇輸出，同時(shí)對(duì)選擇的數(shù)據(jù)進(jìn)行BCD碼轉(zhuǎn)換等功能 顯示譯碼電路將用于顯示的BCD碼數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼。其中，輸入信號(hào)LD為置數(shù)控制信號(hào)，低電平有效，輸入信號(hào)CLK_SCAN是計(jì)數(shù)時(shí)鐘信號(hào)，輸入信號(hào)SEC、MIN、HOUR、DAY、MON、YEAR、WEEK分別來(lái)自計(jì)秒電路、計(jì)分電路、計(jì)時(shí)電路、計(jì)日電路、計(jì)月電路、計(jì)年電路和計(jì)星期電路等計(jì)時(shí)電路的計(jì)數(shù)結(jié)果的輸出：輸出信號(hào)BCD為被選擇進(jìn)行顯示的計(jì)時(shí)電路的計(jì)時(shí)結(jié)果的8為BCD碼，輸出端 SELOUT經(jīng)外部的38譯碼電路譯碼后用于選擇對(duì)應(yīng)計(jì)時(shí)結(jié)果顯示數(shù)碼管的公共端五、調(diào)整控制電路TZKZQ的設(shè)計(jì)調(diào)整控制電路TZKZQ主要有狀態(tài)切換模塊和加一調(diào)整模塊，狀態(tài)切換模塊主要負(fù)責(zé)切換正常時(shí)間計(jì)數(shù)模式和時(shí)間調(diào)整模式并負(fù)責(zé)切換調(diào)整那個(gè)時(shí)間塊的狀態(tài)，加一調(diào)整模塊主要用于對(duì)年、月、日、時(shí)、分、秒及星期的加一調(diào)整，調(diào)整調(diào)正常的時(shí)間是運(yùn)作。 TZKZQ的輸入、輸出圖4是其輸入、輸出端口圖，其中輸入信號(hào)KEY[1..0]為鍵盤(pán)信號(hào)，當(dāng)KEY=10時(shí)表示按下了設(shè)置鍵，系統(tǒng)切換到下一狀態(tài)，當(dāng)KEY=10時(shí)表示按下了調(diào)整鍵，系統(tǒng)進(jìn)行自加一。 圖4 TZKZQ輸入、輸出端口圖六、系統(tǒng)總體電路圖的設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的分析，系統(tǒng)的電路圖由調(diào)節(jié)控制電路、顯示控制電路