多功能电子钟设计报告

电子技术综合训练

设计报告

题目：多功能电子钟设计

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：

指导教师签名：日期：

使用授权说明

本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：

学位论文原创性声明

本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：日期：年月日

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：日期：年月日

导师签名：日期：年月日

注意事项

1.设计（论文）的内容包括：

1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）

2）原创性声明

3）中文摘要（300字左右）、关键词

4）外文摘要、关键词

5）目次页（附件不统一编入）

6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论

7）参考文献

8）致谢

9）附录（对论文支持必要时）

2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。

4.文字、图表要求：

1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写

2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画

3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印

4）图表应绘制于无格子的页面上

5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档

5.装订顺序

1）设计（论文）

2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订

摘要

通过CPLD/FPGA可编程逻辑器件实现多功能电子钟。

电子钟的主要功能有计时功能、校正功能、整点报时功能及定时闹叫功能。针对功能要求利用硬件描述语言设计程序，通过Quartus软件进行仿真分析，将程序下载到电路中，观察数码管可知实现其逻辑功能。

利用可编程逻辑器件可简化电路，实现功能的多样性。

关键字：多功能电子钟硬件描述语言可编程逻辑器件

目录

1 设计任务和要求 (4)

1.1设计任务 (4)

1.2设计要求 (4)

2 系统设计 (5)

2.1系统要求 (5)

2.2方案设计 (6)

2.3系统工作原理 (6)

3 电子钟功能模块及仿真 (7)

3.1分频模块及其仿真 (7)

3.2计时模块及其仿真 (9)

3.3定时模块及其仿真 (11)

3.4按键消抖模块及其仿真 (14)

3.5译码显示模块及其仿真 (15)

3.6例化模块 (18)

4 元件的选择 (44)

5 电路安装、调试与测试 (45)

5.1电路安装 (45)

5.2电路调试 (46)

5.3系统功能及性能测试 (46)

5.3.1测试方法设计 (46)

5.3.2测试结果及分析 (47)

6 结论 (48)

7 参考文献 (48)

8 总结、体会和建议 (49)

附录：电路原理图 (50)

元器件清单 (53)

1设计任务及要求

1.1设计任务

设计任务是进行设计的基础，根据对设计任务的分析和理解进行设计电路及相应元器件的选择，从而进行电路仿真和调试。所以对设计任务的理解和分析是进行设计的关键。

本设计的设计任务为：利用CPLD/FPGA设计一个多功能电子钟。

数字电子钟是一种用数字显示秒、分、时的计时装置，由于十足集成电路技术的发展，使数字钟走时准确、多功能化且性能稳定等优点。利用CPLD/FPGA设计一个可实现计时、校时、整点报时、定时闹叫多功能的电子钟，需要分两步走。首先，通过Verilog HDL 硬件描述语言进行代码的编写，利用Quartus进行编译和仿真。其次，根据设计任务和要求选择器件进行电路

的焊接。

1.2设计要求

设计要求是完成设计指标的导航，只有很好的分析和了解设计的要求，才可以完成相应的设计。

设计要求：

利用实验室EDA实验箱上的CPLD/FPGA、LED显示器、扬声器、拨码开关等资源，设计一个多功能电子钟，要求具有以下功能：

1、数字形式显示月、日、时、分、秒，在分和秒之间显示“：”，并按1

次/秒的速度闪烁；

2、日以24小时为一个记时周期；

3、有校正功能，能够在任何时刻对电子钟进行方便的校正；

4、有定时闹叫功能，能够按照任意预先设置的时间闹叫，驱动小型扬

声器工作，并要求在闹叫状态能够手动消除闹叫；

5、整点时刻通过扬声器给出提示；

6、采用CPLD/FPGA可编程逻辑器件实现；

针对设计要求可做简单分析：所设计的多功能电子钟需要实现计时、整点报时、定时闹叫和校正功能。计时需要有相应的计时器实现，整点报时需要相应的报时电路和小功率扬声器，定时闹叫需要通过编写的Verilog HDL 程序实现定时和在时间到时驱动小功率扬声器报时，校正电路需要有拨码开关和其他电路实现。对设计要求的理解：

2 系统设计

2.1系统要求