【数字钟】数字电路设计 24 小时数字钟（带加速、暂停、滴答声、清零功能）_数字时钟电路设计_银河955的博客-程序员秘密

技术标签： fpga开发

在被数电无情折磨了两个日夜之后，我终于使用 Quartus II 以及 FPGA 学习板 V1.4（重邮光电学院实验中心）做出了 24 小时数字钟，该数字钟拥有如下功能：

基本功能：24 小时计时

拓展功能：时间加速、时间暂停、秒钟滴答声、计时清零

首先是基础功能的实现，基础功能包含 60/24 进制计数模块、译码模块、位选模块、显示模块、分频模块，这些模块均为基础模块，可在《数字电路与逻辑设计第二版》人民邮电出版社邹虹 这本书上找到相应的设计方法。其中模 60/24 我是使用的 74161 芯片实现，这里放一下大致的电路图设计情况：

以上的就是这些基础模块的设计电路图，接下来让我们看一下最重要的模 60 以及模 24 的仿真情况。

通过波形仿真图可以看到，我是将个位和十位分开做的清零和进位，count 60 部分，个位为 10 进制，十位部分为 6 进制，count 24 部分个位为 5 进制，十位为 3 进制，均使用 74161 芯片实现，这两个模块均有一个 carry 输出，carry 输出为进位信号（59 秒进 1 分，59 分进 1 小时），这样便可以将时、分、秒结合起来，实现数字钟的功能。

以下为 FPGA 数字钟顶层文件设计电路图：

可以看到数字钟基本实现功能的思路为先将晶振 50MHz 的频率进行分频，分为 1Hz、1kHz 以及 500Hz 的频率，其中 1Hz 时钟信号用来驱动 count 60 模块进行数字钟计数，而 1kHz 和 500Hz 均可以用来驱动显像管显示，只要刷新率高于 1Hz 便可以正常实现显示功能。然后将时、分、秒计数信号输入 display 显示模块进行解码、显示等操作后（display 显示模块的设计电路图在上文中有介绍）最终输出，输出口连接 FPGA 开发板上的阴极管，即可在 FPGA 开发板上实现数字钟基础功能。

基础功能实现完之后我们再来看看拓展功能：

1. 计时滴答声：

将 1Hz 的时钟信号接入到蜂鸣器中，即可实现每秒钟一次“嘀嗒”响声。

2. 时间加速：

我们在分频 50MHz 的时候分出了 1Hz 以及 1kHz 的频率，我们新增一个 input 输入信号绑定一个开关，然后将这个输入信号与 1Hz 信号相与，再将该输入信号的反信号与 1kHz 信号相与，然后将两个信号相或，最终作为时钟信号输入到 count 60 的时钟信号 clk 中来驱动 count 60 模块的工作。如此，便实现了拨动开关控制时间加速的功能。

3. 时间暂停：

我们在 count 60 模块中新增一个输入信号“start or stop”，将该输入信号绑定一个开关，然后将该信号与输入的 1Hz 信号相与输入到 60 进制计数器中，这样我们便成功实现了拨动开关开始/停止计时的功能。

4. 计时清零：

这里用到了 74161 芯片的 CLRN 引脚清零功能，在 count 60、count 24 模块中增加一个输入信号“clear key”，将该信号与 FPGA 开发板上的一个按钮绑定，当按下按钮的时候，该输入信号为 1 ，经过一个非门之后接入到 74161 芯片的 CLRN 引脚上（CLRN 引脚为低电频有效，故需要接一个非门），这样我们便实现了按下按钮清零计时的功能。

本文链接：https://blog.csdn.net/Galaxy_955/article/details/122038861

原作者删帖不实内容删帖广告或垃圾文章投诉

智能推荐

Android颜色全解析_android 颜色_mLuoya的博客-程序员秘密

Android颜色全解析颜色对照表：https://blog.csdn.net/lm_zp/article/details/51381355颜色表示方法 Android颜色由16进制表示，颜色范围为0~FFFFFF。颜色值：#AARRGGBB。透明度（A，alpha）；红色（R，red）；绿色（G，green）；蓝色（B，blue颜色值透明度百分比和十六进制对应关系//变化为...

Linux jar包后台运行_linux命令后台运行jar包命令_分享牛的博客-程序员秘密

Linux 运行jar包命令如下：方式一：java -jar shareniu.jar特点：当前ssh窗口被锁定，可按CTRL + C打断程序运行，或直接关闭窗口，程序退出那如何让窗口不锁定？方式二java -jar shareniu.jar &&代表在后台运行。特定：当前ssh窗口不被锁定，但是当窗口关闭时，程序中止运行。继续改

CList成员的使用_clist getat_清水迎朝阳的博客-程序员秘密

使用时要#include ConstructionCListConstructs an empty ordered list.建立一个链表example：CList myList;//建立一个int链表CList myList(16);//建立一个cstring的链表，后面的16表示链表里面数据的个数，如果不写的话，可能是不限个数？CLi

达尔豪斯计算机科学专业排名,达尔豪斯大学专业排名看看你的专业排第几_weixin_39907596的博客-程序员秘密

在中国国内填报志愿的时候，很多学生会提前看学校的排名以及自己所要报考的专业排名情况。而出国留学的时候同样如此，有的学生在高中毕业后申请去加拿大留学，加拿大著名院校有很多，部分学生特别关注达尔豪斯大学，而大家在报考达尔豪斯大学的时候，也有必要关注达尔豪斯大学专业排名情况，一起来看一下下面的内容吧。达尔豪斯大学(DalhousieUniversity)又译作达尔豪西、达尔豪斯大学。为世界学术名校，加拿...

JavaScript和ActiveX控件交互_codeElegant的博客-程序员秘密

首先在本机通过regsvr32命令注册ActiveX控件，然后确保ActiveX控件能正确在IE中加载，IE7、IE8对安全控制得比较严。JavaScript调用ActiveX控件的示例代码：ActiveX控件的classid需要通过查找注册表获得，然后通过getElementById()方法获取对象后，就可以像调用普通的JS函数一样使用了<!DOCTYPE html PUBLIC ...

华为鸿蒙负责人,华为鸿蒙负责人：一定要让生态长在自己的地基上_张书帏的博客-程序员秘密

自华为发布鸿蒙操作系统以来，它一直备受外界瞩目。是重压之下的应急，还是瞄准新赛道布局？是做原有软件的“影子”，还是担负起产业牵引的新使命？“在别人的墙基上砌房子，再大再漂亮也经不起风雨”。新华社记者专访华为鸿蒙负责人王成录，谈“换道超车”，论“逆周期创新”，展望中国下一代移动互联网产业的自主之“根”。换赛道：建“万物互联”的操作系统对习惯使用安卓或iOS操作系统的手机用户而言，鸿蒙到底是什么？“个...