數(shù)字鬧鐘設(shè)計(jì)

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1、.數(shù)字鬧鐘的設(shè)計(jì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求本課題要求設(shè)計(jì)一個(gè)24小時(shí)的數(shù)字鬧鐘，該數(shù)字鬧鐘的面板如圖9.1所示,它包括以下幾個(gè)組成部分：(1)顯示屏，由7個(gè)七段數(shù)碼管組成，其中6個(gè)用于顯示當(dāng)前時(shí)間(時(shí)：分：秒)或設(shè)置的鬧鐘時(shí)間，而另一個(gè)則用于顯示系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的周期性循環(huán)變化的待選預(yù)置數(shù)字；(2)YES（確認(rèn)）鍵：用于輸入新的時(shí)間或新的鬧鐘時(shí)間時(shí)，對(duì)每位待選預(yù)置數(shù)字輸入的確認(rèn)；(3)TIME(時(shí)間)鍵：用于確定新的時(shí)間設(shè)置；(4)ALARM(鬧鐘)鍵：用于確定新的鬧鐘時(shí)間設(shè)置，或顯示已設(shè)置的鬧鐘時(shí)間；(5)揚(yáng)聲器，在當(dāng)前時(shí)鐘時(shí)間與鬧鐘時(shí)間相同時(shí)，發(fā)出蜂鳴聲。該數(shù)

2、字鬧鐘的具體功能要求如下：（1）計(jì)時(shí)功能：這是本數(shù)字鬧鐘設(shè)計(jì)的基本功能，每隔1秒鐘計(jì)時(shí)一次，并在顯示屏上顯示當(dāng)前時(shí)間；（2）鬧鐘功能：:如果當(dāng)前時(shí)間與設(shè)置的鬧鐘時(shí)間相同，則揚(yáng)聲器發(fā)出蜂鳴聲；（3）設(shè)置新的計(jì)時(shí)器時(shí)間：系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的周期性循環(huán)變化的待選預(yù)置數(shù)字，當(dāng)用戶按”YES”鍵后則該數(shù)字將作為預(yù)置數(shù)字輸入；在輸入過(guò)程中，輸入數(shù)字在顯示屏上從右到左依次顯示，例如，用戶要設(shè)置新的時(shí)間12：48：56，則按順序先后輸入”1”，”2”，”4”，”8”，”5”，”6”，與之對(duì)應(yīng)，顯示屏依次顯示的信息為：”1”，”12”，”124”，”1248”，”1248

3、5”，”124856”。如果用戶在輸入任意幾個(gè)數(shù)字后較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，例如5秒，沒(méi)有按任何鍵，則計(jì)時(shí)器恢復(fù)到正常的計(jì)時(shí)顯示狀態(tài)。（4）設(shè)置新的鬧鐘時(shí)間：用戶用YES鍵輸入新的時(shí)間，然后按”ALARM”鍵確認(rèn)，過(guò)程與3類似。（5）顯示所設(shè)置鬧鐘時(shí)間：在正常計(jì)時(shí)顯示狀態(tài)下，用戶直接按下“ALARM”鍵則已設(shè)置的鬧鐘時(shí)間顯示在顯示屏上。根據(jù)該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)功能要求，整個(gè)系統(tǒng)大致包括如下幾個(gè)組成部分：用于預(yù)置數(shù)字輸入的預(yù)置數(shù)字緩沖器；用于數(shù)字鬧鐘計(jì)時(shí)的計(jì)數(shù)器；用于保存鬧鐘時(shí)間的寄存器；用于顯示的七段數(shù)碼顯示電路以及控制以上各個(gè)部分協(xié)同工作的控制器。圖1數(shù)字鬧鐘面板圖

4、系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)圖2計(jì)時(shí)器的外部端口根據(jù)該數(shù)字鬧鐘的設(shè)計(jì)要求，我們可得到其外部端口如圖2所示。各個(gè)輸入/...輸出端口的作用如下：(1)?CLK為外部時(shí)鐘信號(hào)，RESET為復(fù)位信號(hào)。(2)當(dāng)YES為高電平時(shí)(YES=‘1’)，表示用戶選擇了某個(gè)預(yù)置數(shù)字。(3)當(dāng)ALARM_BUTTON為高電平時(shí)，表示用戶按下ALARM鍵。(4)當(dāng)TIME_BUTTON為高電平時(shí)，表示用戶按下TIME鍵。(5)?SEG7是數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)掃描顯示的公共八段數(shù)碼顯示管驅(qū)動(dòng)端，而LEDW則是數(shù)碼管的位選擇端，它經(jīng)過(guò)外接的3—8譯碼器譯碼后接數(shù)碼管的公共端COM。(6)?SOUND

5、_ALARM用于控制揚(yáng)聲器發(fā)聲，當(dāng)SOUND_ALARM=‘1’時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)出蜂鳴，表示到了設(shè)定的鬧鐘時(shí)間。根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，整個(gè)系統(tǒng)可分為鬧鐘控制器、預(yù)置寄存器、分頻電路、時(shí)間計(jì)數(shù)器、鬧鐘寄存器、顯示驅(qū)動(dòng)控制器等6個(gè)模塊，其總體設(shè)計(jì)原理圖如圖3所示。各...圖3系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)原理圖個(gè)模塊的作用介紹如下：(1)鬧鐘控制器(CONTROL)：它是整個(gè)系統(tǒng)正常有序工作的核心，按設(shè)計(jì)要求產(chǎn)生相應(yīng)的控制邏輯，以控制其他各部分的協(xié)調(diào)工作。(2)預(yù)置寄存器(KEYBUFFER)：這時(shí)一個(gè)預(yù)置數(shù)字產(chǎn)生器和移位寄存器的結(jié)合體。通過(guò)對(duì)YES進(jìn)行操作，選擇輸入欲輸入的

6、數(shù)字，暫存用戶輸入的數(shù)字，并且用戶每輸入一個(gè)數(shù)字，暫存數(shù)字移位一次，實(shí)現(xiàn)用戶輸入數(shù)字在顯示器上從右到左的依次顯示。(3)分頻電路(DIVIDER)：將較高速的外部時(shí)鐘頻率分頻成每秒鐘一次的時(shí)鐘頻率，以便進(jìn)行時(shí)鐘計(jì)數(shù)。...(4)時(shí)間計(jì)數(shù)器(COUNTER)：實(shí)際上是一個(gè)異步復(fù)位、異步置數(shù)的累加器，通常情況下進(jìn)行時(shí)鐘累加計(jì)數(shù)，必要時(shí)可置入新的時(shí)鐘值，然后從該值開(kāi)始新的計(jì)數(shù)。(5)鬧鐘寄存器(REG)：用于保存用戶設(shè)置的鬧鐘時(shí)間，是一個(gè)異步復(fù)位寄存器。(6)顯示驅(qū)動(dòng)器(DRIVER)：根據(jù)需要顯示當(dāng)前時(shí)間、用戶設(shè)置的鬧鐘時(shí)間或用戶輸入的預(yù)置時(shí)間，同時(shí)判

7、斷當(dāng)前時(shí)間是否已到了鬧鐘時(shí)間，實(shí)際上是一個(gè)多路選擇器加比較器。對(duì)具體數(shù)據(jù)的顯示，采用的是動(dòng)態(tài)掃描顯示方式。鬧鐘控制器的設(shè)計(jì)圖4鬧鐘控制器的外部端口鬧鐘控制器的外部端口如圖4所示，各端口的作用如下：(1)?CLK為外部時(shí)鐘信號(hào)，RESET為復(fù)位信號(hào)。(2)當(dāng)KEY為高電平(KEY=‘1’)時(shí)，表示用戶按下數(shù)字鍵(“0”～“9”)。(3)當(dāng)ALARM_BUTTON為高電平時(shí)，表示用戶按下“ALARM”鍵。(4)當(dāng)TIME_BUTTON為高電平時(shí)，表示用戶按下“TIME”鍵。(5)當(dāng)LOAD_NEW_A為高電平時(shí)，控制(鬧鐘時(shí)間寄存器)加載新的鬧鐘時(shí)間值

8、。(6)當(dāng)LOAD_NEW_C為高電平時(shí)，控制(時(shí)鐘計(jì)數(shù)器)設(shè)置新的時(shí)間值。(7)當(dāng)SHOW_NEW_TIME為高電平時(shí)，