可调数字钟设计（拓展）

一：设计要求

1. 采用3个按键对数字钟进行切换和校准（第一个按键进行切换：对小时和分钟进行切换，秒不做调节；第二个按键和第三个按键对切换到小时/分钟进行调节，第二个按键对其加控制，第三个按键对其减控制）。

2. 切换按键按下第一次切换到小时，按下第二次切换到分钟，由于秒不进行调节，所以按下第三次切换按键，正常显示。

3. 切换时，如果切换到小时，小时进行闪烁；

4. 切换时，如果切换到分钟，分钟进行闪烁；

5. 启停功能

6. 提醒功能（按键按下提醒，蜂鸣器响0.1s）

7. 设置闹钟/整点报时

二：设计过程

三：设计分析

1. 数字钟校准原则：先进行切换，切换到小时，才可以对其加减，且小时进行闪烁；再次切换，切换到分钟，也可以对其加减，且分钟进行闪烁；再次切换，正常显示。

2. 第一部分设计架构：整体设计

3. 第二部分设计架构：逻辑控制部分



上述逻辑控制部分顶层展开如下图所示：

四：设计实现

1. 逻辑控制器实现（logic_ctrl）
以输入切换/加/减按键产生输出标志（控制小时/分钟加减）/使能（控制小时/分钟闪烁）。



第一次切换按键按下，切换到小时；第二次切换按键按下，切换到分钟；第三次切换按键按下，正常显示；第四次切换按键按下，切换到小时；第五次切换按键按下，切换到分钟…

2. 小时/分钟闪烁功能实现（hour_flash/min_flash）



对于闪烁功能而言，小时/分钟一致，以小时为例。

3. 小时/分钟逻辑控制功能实现（hour_ctrl/min_ctrl）



小时逻辑控制：hour_ctrl
小时逻辑控制：小时进位标志（hour_flag）、小时加标志（hour_add_flag）、小时减标志（hour_sub_flag），小时计数逻辑（hour）。
小时加逻辑控制：当小时进位标志来时，小时可以加；当小时加标志来时，小时也可以加。
(hour_flag == 1’b1 || hour_add_flag==1’b1&&hour<8’d23) : hour=hour+1;
(hour_flag == 1’b1 || hour_add_flag==1’b1&&hour==8’d23) : hour=0;
小时减逻辑控制：当小时减标志来时，小时可以减。
(hour_sub_flag==1’b1&&hour<8’d23) : hour=hour-1;
(hour_sub_flag==1’b1&&hour==8’d0) : hour=8’d23;

4. 拓展（提醒功能：按键按下/整点报时/设置闹钟）
采用蜂鸣器来实现。



1. 无源蜂鸣器
需要产生一定频率方波信号（中高音音调）驱动蜂鸣器发声。



2. 提醒作用（按键按下蜂鸣器发声）
• 什么时间响
• 响多长时间
• 什么音调响
3. 实现
• 计数器
按键按下作为蜂鸣器启动信号，当启动后，设置蜂鸣器的发声时间（0.1s），采用一个计数器做处理，设置蜂鸣器的发声方波频率（1.5KHZ），采用另一个计数器做处理，在0.1s内，才会有方波信号，驱动蜂鸣器发声；在0.1s外，不会有方波信号，蜂鸣器不再发声。

五：练习

1. 理解上课数字钟拓展理论

2. 尝试完成可调数字钟功能（建模和测试以及下板验证）

六：任务分配