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1、电子技术课程设计可编程时钟控制器目录设计功能要求3方案分析选择与系统框图4模块功能分析6仿真下载结果9主要经验10操作指南11相关代码12设计功能要求一.设计任务数字钟不仅可以通过数字直观地显示日历,时间,用音乐及语言报时,还可以定时发出各种声,光,电信号,以及启动各种设备实现实时控制,时间顺序控制.如作息时间自动打铃,家电设备自动定时启动/停止,生产过程顺序控制等,用途很广.本课题的要求是:1/设计一个具有时,分,秒计时,6位数字显示的时钟电路.2/具有快速校准时,分的校时功能.3/具有仿电台的自动整点报时功能或者发出与整点数目相等的音响声.4/具有一定的扩展功能二.设计要求1/分析设计任务
2、,拟定多种设计方案,根据当时的制作条件选择其中一种方案绘制系统框图和设计流程.2/设计各部分单元电路或编写VHDL描述程序,计算元器件参数,确定元器件型号和数量,提出元件清单.3/安装调试硬件电路或制作CPLD/FPGA为基础的专用集成芯片ASIC.4/对制作的电路进行功能测试,分析各项技术指标,或对VHDL描述进行功能仿真,对ASIC作硬件测试或脱机运行.5/总结设计各环节的资料,整理打印出设计报告(含原理电路,仿真波形).交验并演示设计制作的电路装置.方案分析选择与系统框图方案分析选择1/使用的是开发板,故选择编写VHDL描述程序,并结合AltiumDesigner中提供的元件绘制原理图,
3、下载到开发板上.2/开发板上的资源包括:LCD显示屏,蜂鸣器,键盘,拨盘开关,各种频率的方波信号,各种对外接口,LED灯等.根据板上资源和需要实现的功能,我选择了使用以下板上资源,并实现以下功能:LCD显示屏-用于显示时分秒计时蜂鸣器-用于整点报时与闹铃功能拨盘开关-用于时间设定,闹铃设定与声音开关方波信号-经过分频后作为时钟信号输入和蜂鸣器发声系统原理框图整点报时模块声音模块蜂鸣器存储器模块控制模块拨盘开关信号发生器时钟显示模块LCD显示屏计时模块硬件原理图模块功能分析计时模块计时模块具有时,分,秒的计时功能,每收到一个时钟信号,秒个位计算加一,在各个位加满时,重新置零,并向下一位进一.同时
4、,输出端口会把秒个位,秒十位,分个位,分十位,时个位,时十位的8位数字信号输出到各个模块.显示模块LCD显示模块需要将显示代码与位置代码输入控制模块并给与脉冲,就会在相应的位置显示相应的字符,为了使得显示没有滞后,因此给较高的脉冲频率.因为我们要显示时分秒一共6位数字,因此需要写一个LCD扫描输出模块,时刻显示变化的时间. LCD扫描输出需要把计时模块输出的8位BCD码加上48转化为ASC2码.并且在时分秒之间加入冒号区分.存储器模块存储器模块的地址信号为计时模块的分个位,分十位,时个位,时十位有效位,写入的信号由拨盘开关sw4控制,输出的信号到声音模块的使能.写入开关由拨盘开关sw3控制.在
5、需要闹铃的时间写入一,那么就会读出一,对声音模块使能,使其发声.整点报时模块整点报时模块的输入取上图的几个关键数据,当这些数据都为1时,此时为整点报时的时间,则对声音模块使能,使其发声.声音模块声音模块包括音调选择以及开关整点报时与闹铃的模块.用来实现不同的要求与功能.仿真下载结果计时模块仿真图下载结果第一次下载的时候,因为很多地方都不知道,不是没接好线就是没有改名字,造成编译正常但是无法下载的结果.后来通过自己的摸索与请教他人,终于实现了下载.但是下载后又发现了许多意想不到的错误.用了很长的时间,我才把这些都弄清楚并且解决掉.最后终于实现了自己的预定功能.主要经验 在电子技术课程设计之前,我
6、先做了单片机课程设计.做单片机课程设计的时候,是一边拿着板子一边不断下载测试,一点点完善程序的,但是当我做电子技术课程设计时,因为板子不在身边,所以自己在寝室写的程序无法验证.因此在这些地方浪费了很多时间,直到我在实验室待了两天时间,才把问题解决掉.所以我明白,做这种设计,必须不断的实践测试,才能知道自己不足在哪里,才知道设计有什么不完善的地方.无论做什么事,如果你手边有实验的条件,那么做什么事,学习什么东西都可以事半功倍.还有,经验很重要.如果是一开始什么都没有做过,那么各种各样的问题会接踵而来,而且你不知道从何解决.但是当你有了经验后,就可以很快知道究竟在什么地方出现了问题.在开始阶段,如
7、果有一个老师,那一定是无比幸运的事情.他能够告诉你你需要知道什么,能够告诉你如何发现错误,那样就节省了很多自己摸索的时间.最后一点,要知道规则,如果连语言规则和软件规则都不知道,那么怎么能好好地设计呢?靠自己的摸索想要摸索规则不是不可以,但是也会花太多的时间.所以如果在开始阶段能够看几本基础的书,不需要记住,只要有印象,那么以后在碰到问题的时候就知道在哪里可以找到解决方法,就可以容易地学习好这个课程.总结起来,电子技术课程设计的学习,如果有3点条件,就可以比较简单的入门了.1/看关于语言规则,软件操作的书.熟悉基础.2/多做实验,从实验中获得丰富的经验.3/多向别人请教.操作指南本设计使用拨盘
8、开关作为控制输入.sw0为LCD灯开关,打上为关,打下为开.sw1为闹铃开关,打上为关,打下开.sw2为整点报时开关, 打上为关,打下开.sw3为闹铃写入开关,打上为关,打下为RAM写入模式,此时可以利用sw4设定闹铃.sw4为闹铃设定开关,在sw3为写入时有效,打上为取消闹铃,打下为设定闹铃.sw5为时调整,打上为关,打下为开始时调整,此时分秒均置为零,时以每秒1的速度增加.sw6为分十位调整, 打上为关,打下为开始分十位调整,此时分个位和秒均置为零,分十位以每秒1的速度增加.sw7为分十位调整, 打上为关,打下为开始分个位调整,此时秒均置为零,分个位以每秒1的速度增加.提醒,调整时间时,应
9、按一下顺序调整.时-分十位-分个位相关代码整点报时音调选择模块chose.vhdlibrary ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_arith.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity chose is port ( en,chosein,clkin1,clkin2: in std_logic; clkout: out std_logic );end chose;architecture change of chose isbegin process(clkin1,clkin2,en
10、,chosein) begin if en=1 then if chosein=1 then clkout=clkin1; else clkout=clkin2; end if; else clkout=1; end if; end process;end change;计时模块counter.vhdlibrary ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_arith.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity counter is port ( clk,changemint,changem
11、ino,changeh: in std_logic; so,st,mino,mint,ho,ht: buffer std_logic_vector(7 downto 0) );end counter;architecture add of counter isbegin process(clk,so,st,mino,mint,ho,ht,changemint,changemino,changeh) begin if rising_edge(clk) then so=so+1; if so=x09 then st=st+1; so=x00; end if; if (st=x05 and so=x
12、09) or changemino=1 then mino=mino+1; st=x00; so=x00; end if; if (mino=x09 and st=x05 and so=x09) or changemint=1or (changemino=1 and mino=x09) then mint=mint+1; mino=x00; st=x00; so=x00; end if; if (mint=x05 and mino=x09 and st=x05 and so=x09) or changeh=1 or (changemint=1 and mint=x05) or (changemino=1 and mino=x09 and mint=x5)
