计时器电路设计方案

1 计时器电路设计方案 1 总体电路结构设计 电路功能与性能 计时器电路的功能主要集中在五方面。一是对按键消抖的控制（电平检查、消抖命令延时、消抖完成前延时、完成消抖后平稳电平输出等）为主的输入信号的采集与处理；二是对输入全局时钟分频，获取所需时钟；三是进行时间的正常计时和可以调整时间，如正常的记录时、分、秒，可以准确调时、分、秒等；四是正常利用八位数码管进行译码显示；五是处理维护和配置信息，如层停留时间、运行速度等信息。电路的具体功能细节罗列如下： 1) 计时电路输入 10用 10器和 200计时器进行计数分频，获取 10数码管扫描时钟。 2) 消抖模块分为电平检查和 10过按键输入电平信号，检查模块对电平进行检测，发送所需脉冲，若 10对该脉冲进行触发 10后输出正常脉冲信号。 3) 经过按键消抖发出的平稳电平信号，校时模块就会对获取相应管脚约束所发送的按键信号，并进行时、分、秒的调整。 4) 计时模块采用 24进制计数器， 10进制计数器， 6进制计数器分别对时分秒高低位计数，检测到时钟分频器所分的 1钟信号便自动开 始扫描计时，自动产生进位计数。 5) 利用多路选择器，即多路复用器，进行对时分秒高位地位进行选通，并发送到译码显示器，进行数字输出。 6) 利用八位数码管显示输出，采取七段数码管译码方式对 09进行译码输出。 7) 电路根据流水线设计方法，按键消抖和计时器运行状态 8) 配置信息通过 ，目的计时信号处理 。 主要按键消抖法 本电路设计的主要难点在于按键的消抖及调整时分秒上，也就是如何获取稳定的电平信号进行时间调整。经过功能分析，决定采用电平检查及消抖延时的方式进行调度与 2 输出控制。其中电平检测模块会根据电平发生变化 产生的不同命令，然后进入延时模块当中。接着，延时模块会根据输送进入的命令在执行相关的延时操作并且进一步决定输出。其功能利用布尔运算 ,具体运算如下表 示。 表 1.1 算表表 时间 22! 1 0 1 1 0 0 电路接口 控制电路根据信号功能将接口分为 5 部分，分别是按键调时 （使用者按下）、时钟分频扫描功能、计时选通信号、译码显示等其它信号。具体接口如下表 表 口信号表 名称 描述 备注 输入时钟， 10 系统复位信号 低有效 :0 按键输入电平信号 低有效 码管选通信号 码管驱动信号 电路功能框图 1）根据功能要求 所画系统框图 3 图 统结构框图 2)依照功能，将电路分为 7 个功能模块：输入信号按键消抖模块 于对输入信号进行有效检测、消抖处理、脉冲整理等功能；选通模块，用于主控选择功能， 。 电路的功能框图如下所示。 图 路功能框图 图中输入按键处理模块 t 调整时间，需要进行相关的电平消抖。 验证方案 设计的验证主要有两方面的内容 :一是代码输入过程中的仿真验证 ;二是在硬件 电 路板上的验证。仿真的验证比较简单，即模拟键盘的输入动作，查看对应按键被按下时， 产生的输入数据及波形是否与预想的一致。 板级验证需要使用开发板，用小按键键盘作为数据的输入部分，用 2位 8段数 码管作为显示输出部分。 4 2 模块设计 设计共有 4 个功能模块，分别是按键消抖及校时模块、时钟分频及扫描模块、计时选通模块、译码显示及顶层模块，这里对模块的详细功能和时序关系进行细致说明，以便达到预期的设计目的。 键消抖及校时模块设计 1、按键消抖模块 输入按键 键电平信号输入，完 成对电平消抖功能， 该模块主要由电平检查模块和 10体如下： 1、一旦检测到按键按下（发生高电平到低电平的变化），经由 送正脉冲。 2、若 10时模块检测到 正脉冲，就会触发 10滤抖动，然后高拉输出。 3、当按键被释放，电平检查模块会经由 送正脉冲。 4、若 10时模块检测到 正脉冲，就会触发 10滤抖动，然后拉低输出。 其功能框图如下： 图 框图 5 图 按键模块输入 要完成消抖获取平稳的时钟信号，便进行调时功能。 按键输入信号处理模块 表 入信号处理模块接口信号表 名称 描述 备注 输入时钟， 10 系统复位信号 异步复位 键调时输入信号 键调时输出 信号 按键输入信号处理模块 图 按键输入信号处理模块 模块电路图 时转移转移状态图 6 图 。其中，第 9行行定义 100 1119行是 为电平检查模块非常敏感，在复位 的一瞬间，电平容易处于不稳定状态，所以需要延时 100 18行将寄存器 ，用于表示 1002124行声明了四个寄存器； 始化逻辑为 1； 于检测电平有低到高，初值被设置为逻辑 0 第 2732 行是对各寄存器进行初始化，并进行赋值； 初值是逻辑 1，假设第一个时钟周期会被赋值为逻辑 0，而 就是 初值。 在第一个时钟周期， 逻辑 0， 逻辑 反后和 ”运算，则 输出为逻辑 个时钟周期 持为低电平， 样会被赋值为逻辑 0，而 赋值 一次的值，即逻辑 0，再经过布尔运算，输出结果是 . 无论检测到的电平由高到低还是由低到高，都是一样的原理。 输出是发生在 100后，因为 100前被 存器所限制。换言之，电平检查模块的有效输出发生 在 100 /延时模块 10时功能模块，模块采用顺序操作的写法。第 1127 完成延时操作，当中采用了定时器和计数器，定时器和计数器都是通过标志寄存器 3062行是仿序操作， 始时， 入不同步骤。当检测到由高到低的电平变化时， i 被赋值为 1，进入步骤“ 经过 10高输出（ 999) 000); /or 000); ( ; :0 2:0 ; :0 2:0(or 0; if(2:0 or =0; =d0, (hh,hl,mh,ml,sh, /:0 ,;/0:0 3:0 2:0 3:0 2:0 3:0 ; :0 :0 :0 :0 :0 :0 (or 0; if(9) 0; (or 0; if(9) if(5) 0; (or 0; 9)&(5) if(9) 0; (or 0; (9)&(5)&(9) if(5) 0; (or 0; 9)&(5)&(9)&(5) 30 if(9) 0; 3)&(2) 0; (or 0; 9)&(5)&(9)&(5) 3)&(2) 0; (2)&(9) (hh,hl,mh,ml,sh,sl, :0 ,;/0:0 3:0 2:0 3:0 2:0 3:0 4:0:0 :0 :0 :0 :0 :0 (or /31 0; 0; 0; 0; 0; 0; if() /if(44; if(2 242; if() /if(4 4if(43; ; if() / if(44 32 if(44; ; if() 0; 0; 0; 0; 0; 0; (hh,hl,mh,ml,sh,sl, 2:0;/0:0 3:0 2:0 3:0 2:0 3:0 7:0; :0 :0 :0 :0 :0 :0 :0:0(or 33 0; 31b0, 3 3431b0, 3 3431b0, 3 (hh,hl,mh,ml,sh,sl, 7:0 ; :0 3:0 2:0 3:0 2:0 3:0 7:07:0 :0 :0 :0 :0 :0 :0 2:0:0 | g |b / |_|c (or 8 /p g f e d c b a 4h0:= 8 4h1:= 8 4h2:= 8 4h3:= 8 4h4:= 8 4h5:= 8 4h6:= 8 4h7:= 8 4h8:= 8 4h9:= 8 = 8( :0 , :07:0 3:03:0 3210*/ 1_ ),); /*/ 35 2_ ),); /*/ 3_ ),); /*/ 4_ ),); /*/ / ; /2:0 ; /:0 :0 :0 :0 :0 :0 ; / ; /:0 ; /; /; 36 附录 B 仿真代码 /四按键封装代码 / :0 :03210*/ 1_ ),); /*/ 2_ ),); /*/ 3_ ),); /*/ 4_ ),); /*/ 按键仿真激励 /us ; 3:0 37 3:0; #80 ; ; 100 00) =0; #10000 =1; #10000 =0; #10000 =1; 00) =0; #10000 =1; #10000 =0; #10000 =1; 00) 38 =0; #10000 =1; #10000 =0; #10000 =1; 00) =0; #100