合工大EDA课程实验报告

主控电路的各种特殊功能的实现是这个设计问题的关键，我们通过一个NZXZ的闹钟开关信号，来实现时钟和闹钟显示界面的切换，在两种模式的情况下，时钟系统始终保持计数状态。在模式1，系统计时状态下，通过ts_h和ts_m两个调节开关，可以进行时间的校准；在模式2，系统闹钟状态下，还是ts_h和ts_m这两个调节开关进行闹钟时间的选择，此时通过与非门的组合，可以使调节开关不会干扰到系统时间，进而实现闹钟和时钟功能的实现。 设计内容：

用一个电平信号NZXZ（闹钟选择）开关进行模式切换，其中，NZXZ=0为模式1，系统为计时状态，也可以进行手动校时；NZXZ=1为模式2，系统为闹钟设置状态，后台系统依旧维持计时状态。

设置一个RESET信号，当RESET=0时，整个系统复位；当RESET=1时，系统进行计时或其它特殊功能操作。

设置一个ENP/ENT信号，当ENP/ENT=0时，系统停止计时，可以作为手动校准时间，也可以作为计时器计时使用。

设置一个关闭闹铃信号FM，当FM=0时，关闭闹铃信号；FM=1时，可对闹铃进行设置。

当闹铃功能设置后，系统应启动一比较电路，当计时与预设闹铃时间相等时，启动闹铃声，直到关闭闹铃信号或持续一分钟有效。 整点报时由分针计数器Z60想时针计数器Z24产生进位信号时启动，与闹铃声共用一个扬声器驱动信号。

系统计时时钟为CLK1=1Hz，选择另一时钟CLKD=1024Hz作为产生扫描时钟信号。

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仿真图：

a．时钟进位模块

利用前面学过的60进制原理，设计成时针、分针、秒针和星期进位。秒针每走60下，就给分针进一位，分针每走60下，就给时针进一位，时针每走24下，就为星期进一位。这样就实现了显示时间和星期的基本时钟功能。

原理图：

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b．校准、定时输入 校准时间：

当NZXZ=0为模式1，系统为计时状态，此时可以进行手动校时；通过给ts_h和ts_m两个开关脉冲信号，经过或非门和与非门，就可以手动调节时钟时间。

闹钟定时：

当NZXZ=1为模式2，系统为闹钟设置状态，系统利用CLK1的时钟脉冲依旧维持计时状态，给ts_h和ts_m两个开关脉冲信号，经过或非门和与非门，就可以手动调节时钟时间。这必须保证在调节闹钟信号时，不会产生系统时钟的干扰信号，以免改变系统时间。为了解决这个问题，我设计了以下闹钟选择模块，

c. 闹钟选择模块

通过闹钟选择开关NZXZ的高低电压，可以实现在闹钟功能和时钟功能之间切换。一来切换显示时钟和闹钟数字，二来使ts_h和ts_m进行调解时互不干扰，将NZXZ给A信号，则对应的y0和y1会输出不同信号，进而在调节闹钟信号时，不会产生系统时钟的干扰信号，不会改变系统时间。

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d. 显示切换模块

将NZXZ信号和闹钟输出信号相与，将NZXZ新号通过非门的传递，和时钟输出相与。

这样，当NZXZ=0信号时，闹钟输出信号和NZXZ相与为0，不显示，时钟输出信号和NZXZ的非信号相与，即可显示系统时钟的界面。当NZXZ=1信号时，同理可以知道，数码管将显示闹钟信号的界面。

e. 数据比较器

将闹钟的时针输出信号Q1h[7..4]、 Q1h[3..0],以及分针输出信号Q1m[7..4]、Q1m[3..0]，将和系统时钟的时针输出信号Q2h[7..4]、 Q2h[3..0]，以及分针输出信号Q2m[7..4]、Q2m[3..0]相互比较，当这两个8位比较器都相等时，两个AEBO的输出信号都是1，这样相与，即可满足二者都为1时，就还满足闹钟响铃信号。

f．数码管扫描显示模块

这在之前的数码管显示实验中已经使用过了，通过3-8译码器控制八个位信号，当给MS1信号时，对应的那一个八位数码管就被选中了，再利用CLKD的高频扫描信号，依次对MS1、MS2、MS3、MS4、MS5、MS6、MS7进行三秒，就可以实现数码管的动态显示。

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