多功能数字钟(电工课程设计).pdfVIP

目录

1前言

2总体方案设计

2.1方案论述

2.2设计方式

3单元模块电路设计

3.1时间显示电路模块设计

3.2按键及指示灯电路模块的设计

3.3蜂鸣器及有源晶振电路的设计

3.4CPLD编程下载电路的设计

3.5电源电路电路的设计

3.6EPM7128SLC84器件介绍

4CPLD编程设计

4.1系统信号的定义及顶层模块

4.2时钟节拍产生模块

4.3模式选择功能模块

4.4快速时间设置功能模块

4.5秒、分、时计时与时间调整模块

4.6闹铃时间设置模块

4.7闹铃与整点报时模块

4.87段显示译码模块

4.9LED显示模块

5系统功能及功能仿真

5.1系统功能

5.2功能仿真

5.2.1时钟节拍产生模块的仿真波形

5.2.2模式选择功能模块的仿真波形

5.2.3闹铃设置功能模块的仿真波形

5.2.47段译码功能模块的仿真波形

5.2.5LED显示功能模块的仿真波形

5.2.6系统总体功能仿真波形

6设计总结

7参考文献

附录：基于CPLD的多功能数字钟电路图

1前言

我们已经进入了数字化和信息化的时代，其特点是各种数字产品的广泛应用。

现代数字产品在性能提高、复杂度增大的同时，其更新换代的步伐也越来越快，实

现这种进步的因素在于生产制造技术和电子设计技术的进步。生产制造技术以微细

加工技术为代表，目前已进展到深亚微米阶段，可以在几平方厘米的芯片上集成数

千万个晶体管。

PLD器件和EDA技术的出现，改变了这种传统的设计思路，使人们可以立足于

PLD芯片来实现各种不同的功能，新的设计方法能够由设计者自己定义器件内部逻

辑和管脚，将原来由电路板设计完成的工作大部分放在芯片的设计中进行。这样不

仅可以通过芯片设计实现各种逻辑功能，而且由于管脚定义的灵活性，减轻了原理

图和印制板设计的工作量和难度，增加了设计的自由度，提高了效率。同时这种设

计减少了所需芯片的种类和数量，缩小了体积，降低了功耗，提高了系统的可靠性。

本设计是基于CPLD的多功能数字钟设计。硬件界面为一个6位的LED数码管，

时间显示方式为6位同时显示，即显示状态为：88：88：88。显示的时间制为24

小时制。三个时间设定按键，分别为MODE模式选择键，SET设定键和CHANGE数

值修改键。按键功能介绍：MODE按键用来选择当前数字钟的工作模式，系统正常

工作在模式0下，即模式0为正常时钟模式。当在正常时钟模式下第一次按下MODE

键时，系统进入模式1，即闹铃模式，在此模式下可以通过SET和CHANGE按键的

配合使用来设定所需要的闹铃时间。当再一次按下MODE按键后系统进入手动校时

模式，在此模式下通过SET和CHANGE按键的配合使用，可以改变当前时间。SET

按键则用于在不同的模式下选择当前设定的位置，比如当前设定的位置是小时，则

再一次按下SET按键后当前设定的位置变为分钟。CHANGE按键用来将当前设定位

置的时间值加1，当长时间按下CHANGE按键时，当前设定值为连续快速加1，此

功能用于快速设定时间。系统带四个指灯电路，一个为电源指示灯，其他三个为工

作状态指示灯，即分别为LED_ALARM、LED_HOUR和LED_MIN。LED_ALARM用

于指示当前是否设有闹铃，当LED_ALARM指示灯亮时表明当前设有闹铃。

LED_HOUR和LED_MIN用于指示当前设定的是时间的小时还是分钟，当LED_HOUR

指示灯亮时表明此时设定的是时间的小时值，当LED_MIN指示灯亮时表明此时设定

的是时间的分钟值。

闹铃的功能是实现当到达预设的时间点时产生为时20S的“嘀嘀嘀嘀”急促短

音。整点报时的功能音。整点报时的功能下一页下一页是实现在每个整点的5秒钟前产

生整点报时音，报时音为“嘀嘀嘀嘟”4短一长音。

2总体方案设计

2.1方案论述

本设计是基于CPLD的多功能数字钟设计。硬件界面为一个6位的LED数码管，

时间显示方式为6位同时显示，即显示状态为：88：88：88。显示的时间制为24

小时制。三个时间设定按键，分别为MODE模式选择键，SET设定键和CHANGE数

值修改键。

按键功能介绍：MODE按键用来选择当前数字钟的工作模式，系统正常工作