课程设计课程设计任务书课程EDA技术课程设计题目闹钟系统的设计主要内容、基本要求、主要参考资料等主要内容：设计并制作一个带闹钟功能的24小时计时器。
它包括以下几个组成部分：1、显示屏，由4 个七段数码管组成，用于显示当前时间(时：分)或设置的闹钟时间；2、数字键，实现‘0’—‘9’的输入，用于输入新的时间或新的闹钟时间；3、TIME(时间)键，用于确定新的时间设置；4、ALARM(闹钟)键，用于确定新的闹钟时间设置，或显示已设置的闹钟时间；5、扬声器，在当前时钟时间与闹钟时间相同时，发出蜂鸣声基本要求：1、计时功能：这是本计时器设计的基本功能，每隔一分钟计时一次，并在显示屏上显示当前时间。
2、闹钟功能：如果当前时间与设置的闹钟时间相同，则扬声器发出蜂鸣声。
3、设置新的计时器时间：用户用数字键输入新的时间，然后按"TIME"键确认。
在输入过程中，输入数字在显示屏上从右到左依次显示。
例如，用户要设置新的时间12：34，则按顺序输入“1”，“2”，“3”，“4”，与之对应，显示屏上依次显示的信息为：“1”，“12”，“123”，“1234"。
如果用户在输入任意几个数字后较长时间内，例如5 s，没有按任何键，则计时器恢复到正常的计时显示状态。
主要参考资料：[1] 潘松著.EDA技术实用教程(第二版). 北京：科学出版社,2005.[2] 康华光主编.电子技术基础模拟部分. 北京：高教出版社,2006.[3] 阎石主编.数字电子技术基础. 北京：高教出版社,2003.完成期限2011.3.11指导教师专业负责人一、总体设计思想1.基本原理数字闹钟电路的基本结构由两个60进制计数和一个24进制计数器组成，分别对秒、分、小时进行计时，当计时到23时59分59秒时，再来一个计数脉冲，则计数器清零，重新开始计时。
秒计数器的技术时钟CLK为HZ的标准信号。
当数字闹钟处于计时状态时，秒计数器的进位输出信号作为分钟计数器的计数信号，分钟计数器的进位输出信号又作为小时计数器的计数信号时、分、秒得计时结果通过6个数码管来动态显示。
因此，通过模式选择信号KEY1、KEY2控制数字钟的工作状态，使其分别工作于正常计时，调整分、时和设定闹钟分、时5个状态。
当数字闹钟处于计时状态时，3个计数器允许计数，且秒、分、时计数器的计数时钟信号分别为CLK，秒的进位，分的进位；当数字闹钟处于闹钟定时状态时，可以设定小时和分；当计时到所设定的时刻时，驱动扬声器，持续1分钟。
2.设计框图系统框图主要分为三部分：第一部分为精准秒脉冲产生电路，这里我们采用频率为32.768KHz的标准晶振搭成精准的秒脉冲产生电路，为电子钟提供精准的秒脉冲输入。
第二部分为FPGA核心控制电路，主要由型号为EP3C25E144C8N的芯片经过编程以后，向译码显示电路提供控制信号。
第三部分为译码显示电路，由4片74LS47驱动4个7段数码管，在核心控制电路输出的控制信号的控制下，显示相应的时、分、秒。
具体框图如下图1所示。
图1二、设计步骤和调试过程1、总体设计电路该数字钟可以实现3个功能：计时功能、定点报时功能和重置时间功能，因此有3个子模块：计时、报时（speak）、重置时间(sd1，sd2)。
其中计时模块有4部分构成：秒计时器（s1）、分计时器(m1)、时计时器(h1)。
秒计时器（s1）是由一个60进制的计数器构成的，。
clk为驱动秒计时器的时钟，s1为秒计时器的输出。
分计时器（m1）是由一个60进制的计数器构成的，s1为驱动分计时器工作的时钟；m1为分计时器的输出；时计时器（h1）是由一个24进制的计数器构成的， m1为驱动时计时器工作的时钟，h1为时计时器的输出；报时模块（speak）的功能是定时到时，speak输出高电平，并且持续一段时间。
（1）、秒脉冲产生电路如下图所示，由32.768KHz的晶振产生经过CD4060分频产生精准的秒脉冲。
图2（2）、FPGA 核心控制电路对EP1K30TC144-3进行编程，输出控制信号。
图3（3）、译码显示电路如图，由CD4511驱动7段数码管进行显示。
图42、模块设计和相应模块程序（1）、分计时器（second1）-----------------------分钟十位m110:process(clk,min2,sec1,sec2,md1,md2)beginif clk'event and clk='1' thenif (min1="0101" and min2="1001") and (sec1="0101" and sec2="1001") then min1<="0000";elsif min1="0101"and min2="1001"and (md1='0' and md2="00")thenmin1<="0000";elsif (min2="1001"and (sec1="0101" and sec2="1001"))or (min2="1001"and md1='0' and md2="00") then min1<=min1+1;end if;end if;--end if;end process m110;-----------------------分钟个位m220:process(clk,sec1,sec2,md1,md2)beginif clk'event and clk='1' thenif min2="1001"and (sec1="0101" and sec2="1001") then min2<="0000";elsif min2="1001"and (md1='0' and md2="00") then min2<="0000";else if (sec1="0101" and sec2="1001") or(md1='0' and md2="00")thenmin2<=min2+1;end if;end if;end if;end process m220;（2）、时计时器（hour1）-----------------------------------------------小时十位h110:process(clk,hou2,min1,min2,sec1,sec2,md1,md2)beginif clk'event and clk='1' thenif (hou1="00010" and hou2="00011")and(min1="0101" and min2="1001")and (sec1="0101" and sec2="1001") then hou1<="00000";elsif hou1="00010"and hou2="00011"and md1='0' and md2="01" then--当时间为23点且处于校时状态时hou1<="00000";elsif (hou2="01001"and(min1="0101" and min2="1001")and (sec1="0101" and sec2="1001"))or (hou2="01001"and md1='0' and md2="01") then hou1<=hou1+1;end if;end if;end process h110;-----------------------------------------------小时个位h220:process(clk,min1,min2,sec1,sec2,md1,md2,hou1)beginif clk'event and clk='1' thenif (hou1="00010" and hou2="00011")and(min1="0101" and min2="1001")and (sec1="0101" and sec2="1001") then hou2<="00000";elsif hou2="01001"and(min1="0101" and min2="1001") and (sec1="0101" and sec2="1001") then hou2<="0000";elsif (hou2="01001"and md1='0' and md2="01") or (hou1="00010"and hou2="00011") then hou2<="00000";--md<='1';elsif ((min1="0101" and min2="1001") and (sec1="0101" and sec2="1001"))or (md1='0' and md2="01") then hou2<=hou2+1;--speak<=clk;end if;end if;end process h220;（3）、报时模块（speak）--------------------------------------------闹铃speaker:process(clk,hou1,hou2,min1,min2)beginif clk'event and clk='1'thenif seth1=hou1 and seth2=hou2 and setm1=min1 and setm2=min2 then speak<=clk;else speak<='0';end if;end if;end process speaker;disp:process(md1,hou1,hou2,min1,min2,sec1,sec2,seth1,seth2,setm1,setm2)beginif md1='0' then h1<=hou1;h2<=hou2;---------------计时时间显示和设置模式m1<=min1;m2<=min2; s1<=sec1;s2<=sec2;else -----------闹铃时间现实和设置模式h1<=seth1;h2<=seth2; m1<=setm1;m2<=setm2;s1<="1111";s2<="1111";end if;end process disp;end one;3、仿真及仿真结果分析（1）、秒时钟仿真如图5，s2满10进1，s1满6进一，即完成60进制秒钟计时。