EDA数字闹钟的设计

### EDA数字闹钟的设计知识点解析 #### 一、项目背景及目标 本项目属于**电子设计自动化（EDA）**领域的大作业项目，主要目的是设计并实现一款具有基本功能的**数字闹钟**。该数字闹钟具备24小时计时功能，并能够设置闹钟时间。项目由泉城学院电气10Q4班的学生杨鹏贤完成。 #### 二、设计要求 设计的数字闹钟需满足以下要求： 1. **显示屏**：由六个七段数码管组成，可以显示当前时间（时：分：秒）、设置的闹钟时间以及设置当前时间。 2. **按键**： - Mkey 和 Hkey 用于设置时钟的“分”和“时”。 - Makey 和 Hakey 用于设置闹钟的“分”和“时”。 - TIME 键用于切换显示状态，从显示闹钟时间到显示当前时间。 - ALARM 键用于显示已设置的闹钟时间。 3. **扬声器/指示灯**：通过一个发光二极管来模拟扬声器，当当前时间与闹钟时间相同时触发。 #### 三、设计方案 根据项目需求，整个系统被划分为四个主要模块： 1. **时间计数器**：负责计数并更新当前时间。 2. **闹钟寄存器**：用于存储用户设置的闹钟时间，并进行时间比较。 3. **显示驱动器**：决定显示闹钟时间还是当前时间。 4. **显示模块**：具体显示时间信息。 #### 四、各模块详解 ##### 时间计数器 - **组成**：两个60进制计数器和一个24进制计数器级联而成。 - **功能**：进行实时计数，可以置入新时间后重新计数。 - **实现方法**：使用VHDL语言编写逻辑电路。例如，在60进制计数器中，当计数器达到上限时，输出一个进位信号触发下一级计数器工作。 - **控制逻辑**：通过Mkey和Hkey控制选择器，实现快速调整时间的功能。 ##### 闹钟寄存器 - **功能**：保存闹钟时间，进行当前时间与闹钟时间的比较。 - **实现方法**：设计一个存储单元来保存闹钟时间，并通过Makey和Hakey键设置新的时间。当当前时间和闹钟时间相等时，触发报警信号。 - **控制逻辑**：使用逻辑门电路实现时间比较功能，当比较结果为真时，触发报警信号。 ##### 显示驱动器 - **功能**：根据用户操作选择显示闹钟时间还是当前时间。 - **实现方法**：通过TIME键和ALARM键的输入状态决定显示内容。 - **控制逻辑**：使用简单的逻辑门电路实现选择功能，如AND门、OR门等。 ##### 显示模块 - **组成**：由模6计数器、3-6译码器、6选1多路选择器和七段译码器组成。 - **功能**：显示当前时间或闹钟时间。 - **实现方法**：利用上述组件组合成显示逻辑电路，通过控制信号选择合适的数据显示。 #### 五、整体组装说明 1. **Alarm_time/New_time**：通过控制信号选择显示闹钟时间或当前时间。 2. **逻辑图说明**：虽然文本中未提供具体的逻辑图，但可以想象每个模块都有相应的逻辑图表示其内部结构和连接方式。 3. **仿真验证**： - 对每个模块进行单独测试，确保功能正确无误。 - 模块之间的连接也需要通过仿真来验证整体系统的运行情况。 #### 六、结论 本项目成功地设计了一个功能完整的数字闹钟，通过EDA技术实现了硬件电路的设计与仿真。每个模块的设计都紧密围绕项目需求展开，确保了最终产品的实用性。通过对各个模块的详细分析和仿真验证，证明了设计方案的有效性和可行性。