【正文】 各個(gè)子模塊進(jìn)行系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)，接著進(jìn)行系統(tǒng)各個(gè)子模塊的調(diào)試，最后進(jìn)行各個(gè)子模塊的聯(lián)調(diào)。該系統(tǒng)所具有的功能如下u 能進(jìn)行正常的時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)功能u 分別由六個(gè)數(shù)碼管顯示時(shí)分秒的計(jì)時(shí)u 系統(tǒng)就有保持，清零，校分，校時(shí)u 整點(diǎn)報(bào)時(shí)u 任意時(shí)間設(shè)置鬧鈴u 萬年歷功能下面給出系統(tǒng)的總體框圖 系統(tǒng)的工作原理該數(shù)字鐘系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是借助于現(xiàn)有的SmartSOPC實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，系統(tǒng)的時(shí)鐘是固定的48MHz,所以要進(jìn)行使用必須進(jìn)行系統(tǒng)的時(shí)鐘分頻的工作。要實(shí)現(xiàn)上述所說的所有功能，計(jì)數(shù)模塊是基礎(chǔ)，涉及到秒的模60，分的模60，小時(shí)的模24，萬年歷的模28，模30，模31，模12。為把結(jié)果顯示出來，考慮用動(dòng)態(tài)顯示的技術(shù)實(shí)現(xiàn)LED管子的點(diǎn)亮。2． 計(jì)數(shù)模塊計(jì)數(shù)3． 兩個(gè)開關(guān)控制在數(shù)字鐘的計(jì)數(shù)功能，鬧鈴界面，萬年歷界面之間進(jìn)行切換。5． 若為鬧鈴功能，則切換到設(shè)定鬧鈴的界面進(jìn)行鬧鈴時(shí)間的設(shè)定。7． 在整系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，還必須通過開關(guān)來控制系統(tǒng)的時(shí)鐘保持，時(shí)鐘清零，時(shí)鐘快速校分，校時(shí)，和整點(diǎn)報(bào)時(shí)邏輯的設(shè)計(jì)。下面詳細(xì)介紹分配的設(shè)計(jì)過程首先考慮到系統(tǒng)所能提供的固定時(shí)鐘模塊是48MHz，要想得到上述所論述的1Hz,2Hz,2000Hz,，24000000分頻，24000分頻，12000分頻。1．4000Hz 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)思想就是，最終總共的分頻數(shù)是48000000次分頻，為獲得4000Hz的頻率，必須首先進(jìn)行12000的分頻，12000的分頻用來實(shí)現(xiàn)，同時(shí)可以將分頻小子模塊進(jìn)行封裝成一個(gè)單獨(dú)的模塊，以便后面繼續(xù)調(diào)用。最終考慮到如下的設(shè)計(jì)通過設(shè)計(jì)模8計(jì)數(shù)器，不過在計(jì)數(shù)器記到010時(shí)，直接通過同步置位法將計(jì)數(shù)的值置成101，這樣就少了011和100兩個(gè)數(shù)，模8實(shí)際上是模6計(jì)數(shù)器，是用來實(shí)現(xiàn)模6分頻的，并且可以看到計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)過程如下從而可以將的結(jié)果進(jìn)行輸出，就可以實(shí)現(xiàn)6分頻，并且輸出的結(jié)果是方波。所設(shè)計(jì)的1000分頻電路如下：2. 2000Hz的設(shè)計(jì)之前已經(jīng)獲得了4000Hz的頻率的脈沖，在接一個(gè)T觸發(fā)器就能夠獲得一個(gè)2000Hz的脈沖了。3．2Hz的設(shè)計(jì)2Hz的設(shè)計(jì)可以將2000Hz進(jìn)行調(diào)用上述1000分頻的模塊就可以直接獲得2Hz的頻率。至此系統(tǒng)所有系統(tǒng)工作所需要的時(shí)鐘已經(jīng)全部設(shè)計(jì)完了。1． 模60 計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)通用數(shù)字芯片一般都達(dá)不到模60 的進(jìn)制，所以必須通過芯片的級(jí)聯(lián)來實(shí)現(xiàn)模60進(jìn)制的設(shè)計(jì)，最終選用74160芯片，該芯片本身是模10的計(jì)數(shù)器，并且是異步清零和同步置數(shù)的。具體的設(shè)計(jì)電路圖如下所示：這里值得一提的是，計(jì)數(shù)器進(jìn)位信號(hào)的實(shí)現(xiàn)，一般不能單純從高位的Q位產(chǎn)生，一般情況下是要在整計(jì)數(shù)器回0的時(shí)刻，利用回0的信號(hào)來產(chǎn)生進(jìn)位信號(hào)RCO，怎樣產(chǎn)生的進(jìn)位信號(hào)的才是可靠的。下面直接給出所設(shè)計(jì)的電路圖： 快速校分較時(shí)清零與保持模塊在已經(jīng)做好的時(shí)鐘和計(jì)數(shù)模塊的基礎(chǔ)上其實(shí)是非常容易加入快速校分、校時(shí)、保持、清零的功能的，這些功能只要在原來電路的基礎(chǔ)上做一些簡(jiǎn)單的處理就能完成，很簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)就是快速校分與校時(shí)，就是將分的時(shí)鐘脈沖輸入直接接入時(shí)鐘分頻模塊的2Hz的頻率就可以完成了，非常的簡(jiǎn)單，當(dāng)然是直接接入2 Hz頻率，還是接入正常的頻率或是進(jìn)位信號(hào)，這可以通過開關(guān)的0和1邏輯來控制。保持功能的實(shí)現(xiàn)想法非常的簡(jiǎn)單，就是可以在1Hz處和一個(gè)開關(guān)取反相與，就可以實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘保持的功能，當(dāng)開關(guān)位于0時(shí)，1Hz是1相與的，這樣1Hz就能順利的輸入到后面的電路，從而實(shí)現(xiàn)正常的計(jì)數(shù)功能，當(dāng)開關(guān)位于1時(shí)，則1Hz是和0相與的，導(dǎo)致輸出結(jié)果始終是0，沒有正常的計(jì)數(shù)脈沖輸入后面的電路，從而實(shí)現(xiàn)了計(jì)數(shù)器的停止計(jì)數(shù)，也即實(shí)現(xiàn)了數(shù)字中的保持功能。鑒于此，采用D觸發(fā)器進(jìn)行開關(guān)的消顫，因?yàn)镈觸發(fā)器可以認(rèn)為是邏輯的跟隨器，它輸出的結(jié)果的變化速度依賴于輸入到D觸發(fā)器的脈沖，只要實(shí)現(xiàn)輸入D觸發(fā)器的時(shí)鐘CLK比實(shí)際開關(guān)的抖動(dòng)脈沖頻率低，而又不是太低，不至于延遲太長(zhǎng)的時(shí)間，這樣就實(shí)現(xiàn)了消顫的功能，下面給出消顫的電路圖： 整點(diǎn)報(bào)時(shí)模塊系統(tǒng)要求具有整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能（當(dāng)時(shí)鐘計(jì)到59’53”時(shí)開始報(bào)時(shí)，在59’53”, 59’55”,59’57” 時(shí)報(bào)時(shí)頻率為2000Hz,59’59”時(shí)報(bào)時(shí)頻率為4KHz, ）這其實(shí)涉及到一些簡(jiǎn)單的邏輯運(yùn)算而言，首先基本的思想就是必須保證分鐘保持在59分處，將基本的關(guān)系列出來之后，可以發(fā)現(xiàn)必須保證下面的邏輯為1，即可滿足分鐘保持在59分處的要求。為保障各位在除3,5，7,9出蜂鳴器不響，還不行考慮所設(shè)計(jì)的邏輯必須保證保證在其他數(shù)的時(shí)候，邏輯控制的輸出信號(hào)是0。這里首先值得考慮的就是怎么樣將計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值正確的顯示在LED管子上，這其實(shí)設(shè)計(jì)到一個(gè)BCD譯碼電路，選用7447可以將BCD碼轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的能取得LED管子的段碼，同時(shí)考慮到動(dòng)態(tài)顯示的復(fù)用問題，7447的輸出端是與所有的LED管子的段碼總線相連的，所有要實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示的功能，就必須通過循環(huán)使能對(duì)應(yīng)的LED管子，并且在使能LED管子的同時(shí)還必須與所要顯示的數(shù)字相對(duì)應(yīng)，這就又涉及到一個(gè)動(dòng)態(tài)選自數(shù)據(jù)的電路，并且這種動(dòng)態(tài)選自數(shù)據(jù)的電路，和使能LED管的74138譯碼器必須通過同一個(gè)計(jì)數(shù)值循環(huán)來控制，這樣才能保證對(duì)應(yīng)得LED管子輸出對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。下面就這個(gè)模塊所設(shè)計(jì)到的小模塊進(jìn)行詳細(xì)的說明。這其實(shí)就涉及到界面的切換問題，需要將界面切換到鬧鈴設(shè)定界面。該計(jì)數(shù)模塊進(jìn)行封裝后將其最終的計(jì)數(shù)值連到比較器上，將比較器的另一個(gè)輸入端進(jìn)行實(shí)際基本時(shí)鐘計(jì)數(shù)的輸出輸入，就實(shí)現(xiàn)了實(shí)際時(shí)鐘計(jì)數(shù)值與鬧鐘計(jì)數(shù)值的設(shè)定的比較，讓比較器的輸出的用來控制蜂鳴器，這樣就實(shí)現(xiàn)了最終鬧鈴的設(shè)置功能。1． 比較器模塊設(shè)計(jì)比較器的需要設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)4位的比較器，因?yàn)樗婕暗椒昼姾托r(shí)的比較，而且比較器的設(shè)計(jì)需要從低位開始比較，低位比較的結(jié)果是高位比較的條件。將上述兩個(gè)模塊進(jìn)行封裝，得出下面的最終電路圖上面的電路進(jìn)行封裝，輸入是時(shí)鐘，開關(guān)控制邏輯，和實(shí)際基本計(jì)數(shù)值輸入，輸出時(shí)段碼值輸出及使能，鬧鈴控制信號(hào)。這里給出哪些月是28,