多功能数字钟(EDA设计)实验报告

多功能数字钟

一、实验原理分析

通过晶振产生的50MHz的脉冲，用分频器进行分频产生1Hz的脉冲信号，即作为时钟的1s的信号进行计数。

秒钟每计数60秒后产生进位使分钟显示加1，分钟满60循环至0。

为实现手动校准时间功能，可以对分和秒计数器进行加减。

为实现校准时间时候的闪烁，对数码管使用消隐，把数码管的接地端口接一个脉冲信号。

在实验过程中，要注意很多细节，比如进行按键消抖，手动调整时间时不会进位。

二、逻辑分析

三、功能模块分析

功能模块包括分频模块，时间计数及校准模块，数码管译码显示模块、判决模块和消抖模块

1.分频模块

该电路由多个70LS90经过分频将由晶振产生的50MHz分频为1Hz方波，供后续时钟电路使用。这一模块是整个电路的基础。

2.时间计数及校准模块

该模块连接至分频模块的信号输出端，以分频模块产生的1Hz 方波作为基础。1Hz方波与秒同步，以秒为基础，分别实现电子钟中，分与时的运转，即1分钟=60秒，1小时=60分钟的循环运转。

为了修正电子钟在运行过程中产生的一些误差或其他认为错误，另设置校准功能，可以对电子钟的计时进行调整。其中，此模块的逻辑部分需Verilog语言实现并进行封装。此模块用到3个十进制计数器、2个六进制计数器和1个三进制计数器。

3.数码管译码显示模块

本电子钟采用数码管来显示，可以简单、直观地表现出确切的时间，实现其他配套功能。且数码管易于操作。此模块中有四个数码管，每两个数码管分别显示小时与分钟。由上一模块，即时间计数及校准模块中的时间计数器产生的数值，将其对应的七段码直接传送至相应的数码管译码显示。

4.判决模块

该电路判决信号连接至开关，当开关选中数码管某位后，经过判决器令改为停止计数，并开始1秒闪烁，按动按键可实现手动调整。

5.消抖模块

通常的按键所用开关为机械弹性开关，当机械触点断开、闭合时，由于机械触点的弹性作用，一个按键开关在闭合时不会马上稳定地接通，在断开时也不会一下子断开。因而在闭合及断开的瞬间均伴随有一连串的抖动。消抖在实践中，是相当必要的。此模块采用Verilog语言消除开关打开时电平抖动，使电子钟在实际操作过程中更加稳定。

四、实现过程分析

在这个时钟电路的综合设计之中，Verilog语言设计以及原理图设计方法是它的核心部分。这种底层语言设计和顶层原理图设计方法相结合的综合设计方法，是大多工程项目的设计思路。打开电源后，该时钟可实现较为准确的时分时间显示功能。数码管上循环显示0到23小时以及0到60分，另有一个发光二极管实现秒计时显示。另外，当时间显示不准确时，电子钟有相应的校准模块对其调整。拨动对应数码管位开关可使该位间隔1秒闪烁，调节对应开关可选择加减模式，按动按键可实现加减调节功能。该时钟电路还具有实时清零功能键。