基于EP1C6Q240C8和VHDL的定時器模塊化方案設計

本設計采用可編程芯片和VHDL語言進行軟硬件設計，不但可使硬件大為簡化，而且穩定性也有明顯提高。由于可編程芯片的頻率精度可達到50 MHz，因而計時精度很高。本設計采用逐位設定預置時間，其最長時間設定可長達99小時59分59秒。完全可以滿足用戶的需要，使用也更為方便。

　　1 系統原理

　　本定時器的核心器件為EP1C6Q240C8芯片。該芯片有選位、置位、啟動、復位、倒計時等功能，顯示采用2個3位LED數碼管，并采用共陰接法，可以動態掃描顯示。其系統原理如圖1所示。

　　2 硬件設計

　　本系統共有兩大模塊，分別為控制／定時模塊和顯示模塊。其中控制／定時模塊包括按鍵的功能定義和計時的邏輯定義。顯示模塊則包括片選模塊、位掃描模塊和數碼管譯碼模塊。

　　設計時可將秒信號輸入控制／定時模塊，此時系統將輸出六個四位BCD碼，以分別表示時、分、秒位。在預置數時，計數器可以秒的速度遞增，從而實現逐位預置數；而在定時倒計數時，計數器可以秒的速度遞減，從而實現倒計時。系統中的位選擇器用于對六位進行循環掃描輸出，并將掃描輸出送到譯碼器。譯碼器模塊可對輸入的四位進行譯碼，同時在設置數值時用6個LED燈分別指示其所設置的位。

　　該系統硬件由兩部分組成，一部分是EPlC6Q240C8芯片，另一部分是按鍵，譯碼器，LED數碼管，發光二極管及可編程芯片的支持電路。圖2所示是其AAA控制定時模塊的引腳排列。其主要功能引腳的定義如下：

Setw(置位鍵)：用于選定定時器所需定時的對應位。發光二極管對應七段數碼管設置，當選定對應的位時，相應的發光二極管亮；

Set(置數鍵)：用于設置選定位的具體數值；

Start鍵：用于設定好時間后啟動秒表計時。可通過軟件使start按鍵經過鎖存器后進人AAA 模塊。Start觸發后可產生持續的高電平；

ALM(揚聲器)：可在計時結束時發聲報警；

Clr(清零鍵)：用于計時器的清零復位；

　　七段數碼管用于顯示定時數字，set模塊用控制數碼管的掃描頻率。

　　3 主要模塊軟件程序

　　圖3所示是該定時器的軟件系統構成。本軟件包括控制／定時模塊和顯示模塊兩大部分。

　　3.1 控制／定時模塊

　　AAA控制／定時模塊是該定時器的核心部分，該模塊的程序流程圖如圖4所示。