懒人式闹钟剖析

1、举重式懒人闹钟华中科技大学电子科学与技术1302班刘佳新 江洪柱 毛奇指导老师：冯镔2015年12月262015年华中科技大学xilinx-依元素科技FPGA电子设计大赛 早上还在被窝里颓废吗？闹钟完全没有作用有没有！你需要一个懒人闹钟！一、需求分析二、概要设计三、详细设计四、项目总结举重式懒人闹钟基本功能：手动校时、校分；设置定 时闹钟响铃及举重停止扩展功能：实现按键扩展设置、整点 报时、闹钟休眠需求分析概要设计BASYS2开发板代码控制定时闹钟外扩电路实现响铃举重产生电信号停止闹钟详细设计1.定时及闹钟产生电路模块 通过分频模块，50MHz时钟被分为两种频率的时钟，1kHz（用于数码管显示

2、）和1Hz（用于计时和校时）；时钟模块产生秒、分、时的计数输出，秒计数器计满60后向分计数器进位，分计数器满60后向小时计数器进位，小时计数器按24进制规律计数；计数器的输送译码显示电路，即可显示出数码（即时间）；数码显示模块采用动态扫描的原理，即一时刻只有唯一数码管片选信号有效。详细设计Digilent Basys2 开发板上设计开发板上设计异步清零端定分秒表切换闹钟开关校分使能端校时显示/闹钟切换定时Digilent Basys2 开发板上开发板上设计设计（顶层模块）（顶层模块）详细设计详细设计Digilent Basys2 开发板上开发板上设计设计（内部模块）（内部模块）本项目工程共本项

3、目工程共分为分为8个个模块，它们相互联模块，它们相互联系以共同完成频率计与信号发生器的功系以共同完成频率计与信号发生器的功能。顶层模块为能。顶层模块为top，其余子模块，其余子模块有有时钟时钟模块（模块（top_clock），分频模块），分频模块(divide_frequence)，闹钟模块，闹钟模块(bell),比比较模块（较模块（_2_1），数码管显示模块），数码管显示模块(dec,translate)等。等。详细设计2.外部电路停止闹钟模块 外接应变片传感器电路，通过举重产生的压力变化导致应变片阻值变化产生模拟信号，再将模拟信号通过AD转换器转换为数字信号；通过代码扫描数字信号，统计在一

4、定范围内的次数，达到30次产生停止信号，使闹钟停止工作。关于扩展休眠功能通过单次扫描但缩小扫描范围的方法实现闹钟休眠，代码设置5分钟后自动重新响铃。接AD转换器详细设计面包板上电路连接 应变片（安装在重物上）AD转换器视频展示详细设计设置显示时间 设置闹钟时间 等待闹钟开启 举重产生电信号统计举重次数计数满足闹钟停止增强增强了团队合作的能力。三个小组成员的协作与分工，很好的发挥了各自的了团队合作的能力。三个小组成员的协作与分工，很好的发挥了各自的优点，弥补了各自的不足优点，弥补了各自的不足。比赛。比赛准备阶段的艰辛历程不时在我们脑海中闪现，准备阶段的艰辛历程不时在我们脑海中闪现，我们懂了实践才

5、能出真知，知道了理论与实践结合的重要性，知道了知识的我们懂了实践才能出真知，知道了理论与实践结合的重要性，知道了知识的学习一定要手、脑、心、口并用。学习一定要手、脑、心、口并用。项目总结学校为我们提供了良好便利的学习环境。每个小组可以通过各种渠道借到比学校为我们提供了良好便利的学习环境。每个小组可以通过各种渠道借到比赛所需的赛所需的Digilent Basys2Digilent Basys2开发板和必要的连接器件开发板和必要的连接器件。实践与理论的结合实践与理论的结合。此次课程设计没有。此次课程设计没有现成的方案供选择现成的方案供选择，也也没有没有现成的电现成的电路图供参考路图供参考，也也没有

6、没有类似的算法和程序供使用类似的算法和程序供使用。所以我们。所以我们从比赛要求完成的从比赛要求完成的不同任务着手查阅了大量的资料，确定功能实现需要的模块、绘出电路雏形。不同任务着手查阅了大量的资料，确定功能实现需要的模块、绘出电路雏形。在学习资料的同时，动手尝试编写各个相关的模块以及测试模块验证，并完在学习资料的同时，动手尝试编写各个相关的模块以及测试模块验证，并完成相关的软件和硬件的调试，在摸索中逐步完善电路。这样边看理论边实践成相关的软件和硬件的调试，在摸索中逐步完善电路。这样边看理论边实践的学习方式事半功倍。的学习方式事半功倍。培养了自学能力。我们在复习以前学过的书本知识的同时还要自学没有接触培养了自学能力。我们在复习以前学过的书本