懶人式鬧鐘剖析

1、舉重式懶人鬧鐘華中科技大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)1302班劉佳新 江洪柱 毛奇指導(dǎo)老師：馮鑌2015年12月262015年華中科技大學(xué)xilinx-依元素科技FPGA電子設(shè)計(jì)大賽 早上還在被窩里頹廢嗎？鬧鐘完全沒(méi)有作用有沒(méi)有！你需要一個(gè)懶人鬧鐘！一、需求分析二、概要設(shè)計(jì)三、詳細(xì)設(shè)計(jì)四、項(xiàng)目總結(jié)舉重式懶人鬧鐘基本功能：手動(dòng)校時(shí)、校分；設(shè)置定 時(shí)鬧鐘響鈴及舉重停止擴(kuò)展功能：實(shí)現(xiàn)按鍵擴(kuò)展設(shè)置、整點(diǎn) 報(bào)時(shí)、鬧鐘休眠需求分析概要設(shè)計(jì)BASYS2開(kāi)發(fā)板代碼控制定時(shí)鬧鐘外擴(kuò)電路實(shí)現(xiàn)響鈴舉重產(chǎn)生電信號(hào)停止鬧鐘詳細(xì)設(shè)計(jì)1.定時(shí)及鬧鐘產(chǎn)生電路模塊 通過(guò)分頻模塊，50MHz時(shí)鐘被分為兩種頻率的時(shí)鐘，1kHz（用于數(shù)碼管顯示

2、）和1Hz（用于計(jì)時(shí)和校時(shí)）；時(shí)鐘模塊產(chǎn)生秒、分、時(shí)的計(jì)數(shù)輸出，秒計(jì)數(shù)器計(jì)滿60后向分計(jì)數(shù)器進(jìn)位，分計(jì)數(shù)器滿60后向小時(shí)計(jì)數(shù)器進(jìn)位，小時(shí)計(jì)數(shù)器按24進(jìn)制規(guī)律計(jì)數(shù)；計(jì)數(shù)器的輸送譯碼顯示電路，即可顯示出數(shù)碼（即時(shí)間）；數(shù)碼顯示模塊采用動(dòng)態(tài)掃描的原理，即一時(shí)刻只有唯一數(shù)碼管片選信號(hào)有效。詳細(xì)設(shè)計(jì)Digilent Basys2 開(kāi)發(fā)板上設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)板上設(shè)計(jì)異步清零端定分秒表切換鬧鐘開(kāi)關(guān)校分使能端校時(shí)顯示/鬧鐘切換定時(shí)Digilent Basys2 開(kāi)發(fā)板上開(kāi)發(fā)板上設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)（頂層模塊）（頂層模塊）詳細(xì)設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)Digilent Basys2 開(kāi)發(fā)板上開(kāi)發(fā)板上設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)（內(nèi)部模塊）（內(nèi)部模塊）本項(xiàng)目工程共本項(xiàng)

3、目工程共分為分為8個(gè)個(gè)模塊，它們相互聯(lián)模塊，它們相互聯(lián)系以共同完成頻率計(jì)與信號(hào)發(fā)生器的功系以共同完成頻率計(jì)與信號(hào)發(fā)生器的功能。頂層模塊為能。頂層模塊為top，其余子模塊，其余子模塊有有時(shí)鐘時(shí)鐘模塊（模塊（top_clock），分頻模塊），分頻模塊(divide_frequence)，鬧鐘模塊，鬧鐘模塊(bell),比比較模塊（較模塊（_2_1），數(shù)碼管顯示模塊），數(shù)碼管顯示模塊(dec,translate)等。等。詳細(xì)設(shè)計(jì)2.外部電路停止鬧鐘模塊 外接應(yīng)變片傳感器電路，通過(guò)舉重產(chǎn)生的壓力變化導(dǎo)致應(yīng)變片阻值變化產(chǎn)生模擬信號(hào)，再將模擬信號(hào)通過(guò)AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；通過(guò)代碼掃描數(shù)字信號(hào)，統(tǒng)計(jì)在一

4、定范圍內(nèi)的次數(shù)，達(dá)到30次產(chǎn)生停止信號(hào)，使鬧鐘停止工作。關(guān)于擴(kuò)展休眠功能通過(guò)單次掃描但縮小掃描范圍的方法實(shí)現(xiàn)鬧鐘休眠，代碼設(shè)置5分鐘后自動(dòng)重新響鈴。接AD轉(zhuǎn)換器詳細(xì)設(shè)計(jì)面包板上電路連接 應(yīng)變片（安裝在重物上）AD轉(zhuǎn)換器視頻展示詳細(xì)設(shè)計(jì)設(shè)置顯示時(shí)間 設(shè)置鬧鐘時(shí)間 等待鬧鐘開(kāi)啟 舉重產(chǎn)生電信號(hào)統(tǒng)計(jì)舉重次數(shù)計(jì)數(shù)滿足鬧鐘停止增強(qiáng)增強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)合作的能力。三個(gè)小組成員的協(xié)作與分工，很好的發(fā)揮了各自的了團(tuán)隊(duì)合作的能力。三個(gè)小組成員的協(xié)作與分工，很好的發(fā)揮了各自的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了各自的不足優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了各自的不足。比賽。比賽準(zhǔn)備階段的艱辛歷程不時(shí)在我們腦海中閃現(xiàn)，準(zhǔn)備階段的艱辛歷程不時(shí)在我們腦海中閃現(xiàn)，我們懂了實(shí)踐才

5、能出真知，知道了理論與實(shí)踐結(jié)合的重要性，知道了知識(shí)的我們懂了實(shí)踐才能出真知，知道了理論與實(shí)踐結(jié)合的重要性，知道了知識(shí)的學(xué)習(xí)一定要手、腦、心、口并用。學(xué)習(xí)一定要手、腦、心、口并用。項(xiàng)目總結(jié)學(xué)校為我們提供了良好便利的學(xué)習(xí)環(huán)境。每個(gè)小組可以通過(guò)各種渠道借到比學(xué)校為我們提供了良好便利的學(xué)習(xí)環(huán)境。每個(gè)小組可以通過(guò)各種渠道借到比賽所需的賽所需的Digilent Basys2Digilent Basys2開(kāi)發(fā)板和必要的連接器件開(kāi)發(fā)板和必要的連接器件。實(shí)踐與理論的結(jié)合實(shí)踐與理論的結(jié)合。此次課程設(shè)計(jì)沒(méi)有。此次課程設(shè)計(jì)沒(méi)有現(xiàn)成的方案供選擇現(xiàn)成的方案供選擇，也也沒(méi)有沒(méi)有現(xiàn)成的電現(xiàn)成的電路圖供參考路圖供參考，也也沒(méi)有

6、沒(méi)有類似的算法和程序供使用類似的算法和程序供使用。所以我們。所以我們從比賽要求完成的從比賽要求完成的不同任務(wù)著手查閱了大量的資料，確定功能實(shí)現(xiàn)需要的模塊、繪出電路雛形。不同任務(wù)著手查閱了大量的資料，確定功能實(shí)現(xiàn)需要的模塊、繪出電路雛形。在學(xué)習(xí)資料的同時(shí)，動(dòng)手嘗試編寫(xiě)各個(gè)相關(guān)的模塊以及測(cè)試模塊驗(yàn)證，并完在學(xué)習(xí)資料的同時(shí)，動(dòng)手嘗試編寫(xiě)各個(gè)相關(guān)的模塊以及測(cè)試模塊驗(yàn)證，并完成相關(guān)的軟件和硬件的調(diào)試，在摸索中逐步完善電路。這樣邊看理論邊實(shí)踐成相關(guān)的軟件和硬件的調(diào)試，在摸索中逐步完善電路。這樣邊看理論邊實(shí)踐的學(xué)習(xí)方式事半功倍。的學(xué)習(xí)方式事半功倍。培養(yǎng)了自學(xué)能力。我們?cè)趶?fù)習(xí)以前學(xué)過(guò)的書(shū)本知識(shí)的同時(shí)還要自學(xué)沒(méi)有接觸培養(yǎng)了自學(xué)能力。我們?cè)趶?fù)習(xí)以前學(xué)過(guò)的書(shū)本