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文档简介

基于fpga的数字时钟设计应用一、功能描述本工程包括矩阵键盘和数码管显示模块，共同实现一个带有闹钟功能、可以设置时间的数字时钟。具体功能如下：1.数码管可以显示时十位、时个位、分十位、分个位、秒十位、秒个位。2.上电后，数码管显示000000，并开始每秒计时。3.按下按键0进入时间设置状态。再按下按键0退出时间设置状态，继续计时。4.在时间设置状态，通过按键1来选择设置的时间位，在0~5之间循环选择。5.在时间设置状态，通过按键2来对当前选择的时间位进行加1。6.在计时状态下，按下按键14，进入闹钟时间点设置状态。再按下按健15，退出闹钟设置状态。7.在闹钟设置状态，按下按键13选择设置的时间位，此时可以按下所需要的按键序号设置对应闹钟时间。8.当前时间与所设置的时间点匹配上了，蜂鸣器响应5秒。二、平台效果图三、实现过程首先根据所需要的功能，列出工程顶层的输入输出信号列表。我们把工程分成四个模块，分别是数码管显示模块，矩阵键盘扫描模块，时钟计数模块，闹钟设定模块。1.数码管显示模块本模块实现了将时钟数据或者闹钟数据显示到七段译码器上的功能。七段译码器引脚图：根据七段译码器的型号共阴极或者共阳极，给予信号0或1点亮对应的led灯，一个八段数码管称为一位，多个数码管并列在一起可构成多位数码管，它们的段选（a，b，c，d，e，f，g，dp）连在一起，而各自的公共端称为位选线。显示时，都从段选线送入字符编码，而选中哪个位选线，那个数码管便会被点亮。数码管的8段，对应一个字节的8位，a对应最低位，dp对应最高位。所以如果想让数码管显示数字0，那么共阴数码管的字符编码为00111111，即；共阳数码管的字符编码为11000000。在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为1～2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的I/O端口，而且功耗更低。本模块采用6个七段译码器显示闹钟小时分钟秒位，使用一个计数器不停计数0-5，每个数字代表一个七段译码器，在对应的七段译码器给予对应的字符编码，以此达到扫描数码管显示数据的功能。信号列表如下：2.矩阵键盘扫描模块本次案例万年历使用的是4x4矩阵键盘，本模块就是实现了矩阵键盘的扫描并使用以及按键消抖功能。通过行扫描法得到按下的键的位置信息。信号列表如下：3.时钟计数模块本模块实现了时钟计数功能，按键1按下则进入时钟数字调节界面，此时利用按键2来位选，按键3来调节数字，按一次按键3则加1，再次按下按键1则恢复计数。信号列表如下：4.闹钟设定模块本模块实现了设定闹钟时间功能，按下按键14则进入闹钟时间设定界面，此时利用按键13来位选，然后按下对应的按键则设定对应的

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