电子表实验报告.docx
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电子表实验报告.docx
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电子表实验报告
电子表实验报告
实验班覃继良20114909
一、介绍
本次是设计一个可以及计时的,并且可以调整时间的电子表,其主要功能有:
显示秒分时星期等时间,可以调整校时,校时的时候有选中闪烁的功能。
利用软件quartusII设计电路,然后下载到FPGA开发板上验证试验结果
实验原理
由于FPGA板子是有50MHz的晶振,所以我们需要分频成1Hz进行秒计时,然后秒计数和分计数都是六十进制构成,然后小时是设计成两位显示的24进制。
利用板子上的按键,经过去抖动给时钟校时。
一个电子表就这样愉快的完成了
二、顶层设计
工作原理:
Pin_22的50MHz进过分频和控制模块()的分频,分出1Hz的频率,然后进入钟表模块计时,在经过显示译码模块显示。
大概的工作思路就是这样,下面详细介绍每一个模块的设计电路。
三、各模块设计电路
(一)、控制和分频模块qjl4909_CTRLnDIV
这个模块的作用就是分频和控制,我们用SW1和SW2分别控制电子表暂停和设置时间控制,SW1=1的时候,时钟走动,反之暂停。
SW2=1时,时钟正常运行,反之,可以进行时间控制,91和90两个端接在开发板的pin_91和pin_90端,按键控制;当按下key1(91)键时,在在设置有效的情况下,可以改变调整的位(比如分钟个位或者十位或者小时、星期等)。
当按下key2(90)键时,在设置有效的情况下,给选中的位加“1”,达到调整时间的目的。
具体的电路实现接下来会讲到,现在只是提起它们的作用。
1、去抖动电路(qjl4909_Debounce)
我们可以从仿真波形看到,这个电路在适合的时钟下,确实可以实现去抖动的功能。
在此不多描述。
2、分频器(qjl4909_divider)
这个模块就是由很多和小的分频器做成的各种分频器,实现进去50MHz,得到我们使用的1KHz扫描频率、25Hz去抖动电路的时钟频率以及1Hz的电子表基准频率。
(二)、电子表模块(qjl4909_watchblock)
这个模块实现的是:
1、秒、分、时、星期的计时
我们可以看到以上的电路有两个60进制一个24进制一个7进制。
就是实现计时功能。
低一位的进位是高一位的时钟。
2、时间设置控制
模块qjl4909_74138N就是判断控制端输入的信号使哪一位有效。
然后有效的位就可以开始让SET输入的信号使其加“1”进行调整。
3、选中的位闪烁效果
这个功能的实现利用了一个比较器,我们知道开发板是利用扫描显示。
在选中位数的时候,和扫描到的位对比,如果位数相同,那么消隐有效。
在外部与1Hz相与(可以再顶层电路部分看到)。
可以显示调整时的闪烁效果。
1、60进制计数器(qjl4909_cnt60)
2、时间调整控制模块(tri)
这个部分是为了调整时间设定设计的,其效果已经在控制和分频模块里讲清楚。
3、十进制(qjl4909_cnt10)
4、六进制(qjl4909_cnt6)
5、24进制(qjl4909_cnt24b)
逢23进位,实现小时计数。
6、七进制(qjl4909_cnt7)
1-7计数。
星期计数。
7、扫描控制(qjl4909_74161)
8、显示控制模块(qjl4909_displayineach)
这个电路有一点点复杂,这个是我自己想的,后来看到课本有一个更简单的电路,功能完全一样,但是所用的资源有一定的差别。
但是我还是坚持了个人的设计,原创的更让我自豪一点。
其原理就是配合扫描。
当扫描到秒个位时,秒各位的数开启输出显示,类推可以实现扫描显示。
(1)、数据选择输出(qjl4909_4N2)
(四)、译码模块(qjl4909_display)
简单一个七段译码电路加三条传输线(仅仅为了连接方便)
四、电路瑕疵和设计感想
瑕疵:
当sw2从设置时间有效切换到系统计时有效是,分秒都加十一,小时加一。
电路是不完美的,但是由于时间的限制,我只能以后再完善这个设计了。
个人感想
我想问,如果你有很基础的知识,你做一个设计的时候,时候应该查阅参考书?
这个问题对我来说是很纠结的,因为当我看到别的同学说,这个设计你的怎么和书上的不一样,我就会很惊讶的问:
书上有?
!
这是不是我的悲哀?
除了去抖动电路是XX来的以外,我可以很自豪的说,电路的参考书只有一本,那就是我们的教材,其余的都是自己的。
我觉得这样的提高会更快,以为你如果对照着实验书上的设计把电路画了一遍,你懂得它的工作原理,但是如果让你把它还原,你能吗?
这也许是独立思考
设计的过程中很多细节的问题促使我们不得不去更仔细的考虑课本的原理,一个计数器,是上升沿触发还是下降沿触发影响着时钟的进位。
老师布置的这么一个大作业,我想说,比单纯复习课本有效多了。
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