基于xilinx仿真数字电子时钟的VHDL设计

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基于VHDL的数字钟的设计

基于VHDL的数字钟的设计一、设计目的1、掌握计数器,分频器的工作原理和设计方法；2、掌握数码管的动态扫描译码显示的工作原理和设计方法；3、掌握数字钟的设计方法；4、掌握在EDA开发软件QuartusII环境下基于FPGA/CPLD的数字系统设计方法，掌握该环境下系统的功能仿真、时序仿真、管脚锁定和芯片下载的方法。

二、设计要求1、基本要求（1）设计一个24小时制的数字钟；（2）利用板上数码管显示时、分、秒，要求显示格式为：小时—分钟—秒；（3）利用板上的按键作时钟调整，调整要求为:按下时调整键，“时”迅速增加，并按24小时制（0~~23）规律循环；按下分调整键，“分”迅速增加，并按60分钟制（0~59）规律循环；（4）数字钟可清零、可保持。

2、提高要求（1）能利用EDA系统上的蜂鸣器作整点报时。

从59分55秒时开始报时，每隔一秒报时一次；00分00秒时，进行整点报时。

整点报时声的频率应与其他的报时声频率有明显区别；（2）具有按12小时模式显示与24小时模式显示切换的功能；（3）具有闹钟功能。

三、系统框图四、底层模块设计１、时基产生电路由晶振产生的频率非常稳定的脉冲，经整形、分频电路后，产生一个频率为1Hz的、非常稳定的计数时钟脉冲。

（电子线路部分，不用VHDL语言描述。

）２、校时电路（二选一数据选择器）LIBRARY ieee;USE ieee.std_logic_1164.all;ENTITY MUX2_1 ISPORT(K，CLK，CI : IN STD_LOGIC;Y : OUT STD_LOGIC);END MUX2_1;ARCHITECTURE b OF MUX2_1 ISBEGINY<=CLK WHEN K='0' ELSE CI;END b;3、计数器（1）24进制计数器1）24进制的VHDL语言程序LIBRARY ieee;USE ieee.std_logic_1164.all;USE ieee.std_logic_unsigned.all;ENTITY COUNT24 ISPORT(CLR : IN STD_LOGIC;EN : IN STD_LOGIC;CLK : IN STD_LOGIC;QL : BUFFER STD_LOGIC_VECTOR(3 downto 0);QH : BUFFER STD_LOGIC_VECTOR(3 downto 0);CO : OUT STD_LOGIC);END COUNT24;ARCHITECTURE a OF COUNT24 ISBEGINPROCESS(CLR,EN,CLK)BEGINIF CLR='0' THENQH<="0000";QL<="0000";ELSIF CLK'EVENT AND CLK='1' THENIF(EN='1')THENIF QH=2 AND QL=3 THENQL<="0000";QH<="0000";ELSEIF QL=9 THENQL<="0000";QH<=QH+1;ELSEQL<=QL+1;END IF;END IF;END IF;END IF;END PROCESS;CO<='0'WHEN QH=2 AND QL=3 ELSE'1';END a;2）仿真波形图1、count24的时序仿真波形3）从设计文件创建模块，默任模块的名称为count24。

用VHDL语言实现数字电子钟的设计(EDA课程设计报告-含源程序)

课程设计报告设计题目：用VHDL语言实现数字钟的设计班级：电子 0901学号： XXXXXXXX姓名：XXXXXXXXX指导教师：XXXXXXXXX设计时间：现代电子设计技术的核心已转向基于计算机的电子设计自动化技术，即EDA （Electronic Design Automation）技术。

EDA技术就是依赖计算机，在EDA工具软件平台上，对以硬件描述语言HDL（Hardware Description Language）为系统逻辑描述手段完成的设计文件，自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、布局布线以及逻辑优化和仿真测试，直至实现既定的电子线路系统功能。

EDA技术使得设计者的工作仅限于利用软件的方式，即利用硬件描述语言和EDA软件来完成对系统硬件功能的实现。

硬件描述语言是EDA技术的重要组成部分，常见的HDL语言有VHDL、Verilog、HDL、ABLE、AHDL、System Verilog和System C。

其中VHDL、Verilog在现在的EDA设计中使用最多，也拥有几乎所有主流EDA工具的支持。

VHDL语言具有很强的电路描述和建模能力，能从多个层次对数字系统进行建模和描述，从而大大简化硬件设计任务，提高了设计效率和可靠性。

在这次设计中，主要使用VHDL语言输入。

此次设计很好地完成了数字钟的定时、切换显示年月日和时分秒的功能，完成了小型FPGA的设计开发，锻炼了动手实践能力，达到了课程设计的目的。

关键词：EDA技术硬件描述语言VHDL 设计数字电子钟摘要 (2)1、课程设计目的 (4)2、课程设计内容及要求 (4)2.1 设计内容 (4)2.2 设计要求 (4)3、VHDL程序设计 (5)3.1 方案论证 (5)3.2 设计思路与方法 (6)3.2.1 设计思路 (6)3.2.2 设计方法 (7)4、仿真与分析 (7)5、器件编程下载及设计结果 (9)6、课程设计总结 (10)7、参考文献 (10)8、程序清单 (11)8.1 顶层模块 (11)8.2 秒脉冲模块 (13)8.3 数码管显示模块 (14)8.4 时分秒模块 (15)8.4.1 分秒模块 (16)8.4.2 小时模块 (18)8.5 年月日模块 (19)8.5.1 日期模块 (21)8.5.2 月份模块 (24)8.5.3 年份模块 (25)1、课程设计目的EDA技术课程设计在课程结束以后进行，在实践中验证理论知识，不仅是为了巩固课堂上所学知识，更是为了加深我们对EDA技术和VHDL语言的理解；为了让我们自己动手完成从设计输入、逻辑综合、功能仿真、设计实现到实现编程、时序仿真，一直到器件的下载测试的整个过程，真切感受利用EDA技术对FPGA进行设计开发的过程，锻炼和提高我们对器件的编程调试能力。

基于vhdl时钟的设计与制作(附完整代码)

三、实验程序及部分仿真波形图library ieee;use ieee。

std_logic_1164。

all；use ieee.std_logic_unsigned.all;entity colock isport(clk1，clk2，key1，key2: in std_logic;abc:out std_logic_vector（2 downto 0）;led7s:out std_logic_vector(6 downto 0) );end entity;architecture one of colock issignal ctrl:std_logic_vector(3 downto 0）；signal clk02，cs02,cm02,cs1,cs2，cm1,cm2,ch1，cp,k2，ck1，ck2:std_logic；signal s1，s2,m1，m2,h1,h2，s01，s02,m01,m02，h01，h02，s001,s002，m001，m002，h001，h002，p1，p2,disp：std_logic_vector（3 downto 0）；signal ctrl0：std_logic_vector(8 downto 0）;signal tmp1，tmp2:std_logic_vector（9 downto 0);signal k1:std_logic_vector（1 downto 0）；begin--当处于按键调时状态时,根据K1的值来确定所调整的位，被调整的位送按键2产生的脉冲（CK2),其余进位脉冲赋0屏蔽掉process(k1，clk2，clk02,cs2,cm2,ck2）begincase k1 iswhen "00" => clk02〈=clk2;cs02〈=cs2;cm02<=cm2；when "01" =〉clk02〈=ck2；cs02<='0';cm02<='0';when "10” => clk02〈=’0';cs02〈=ck2;cm02<='0’；when "11” => clk02〈='0';cs02<=’0';cm02〈=ck2;when others =〉clk02<=clk2；cs02<=cs2；cm02<=cm2;end case ;end process；--500进制计数器,每500ms对CP进行取反一次，用于闪烁控制process(clk1）beginif rising_edge(clk1) thenif ctrl0<499 then ctrl0<=ctrl0+1；else ctrl0<="000000000"；cp〈=not cp；end if；end process;——数码管动态扫描,接138的输入端process（clk1)beginif rising_edge(clk1）thenif ctrl<9 then ctrl<=ctrl+1;else ctrl〈="0000"；end if ；end if ；end process；abc<=ctrl（2 downto 0);——秒个位的计数process(clk02）beginif rising_edge（clk02) thenif s01<”1001" then s01〈=s01+1;cs1<=’0';else s01〈="0000”;cs1<=’1'；end if；end if；end process；--秒十位的计数process（cs1)beginif rising_edge(cs1）thenif s02〈"0101” then s02<=s02+1；cs2<='0';else s02〈=”0000";cs2〈='1’；end if；end if;end process;-—分个位的计数process(cs02）beginif rising_edge（cs02）thenif m01〈"1001" then m01<=m01+1;cm1<='0’；else m01<=”0000";cm1<='1’；end if;end if；-—分十位的计数process（cm1）beginif rising_edge（cm1) thenif m02〈”0101" then m02<=m02+1；cm2<='0';else m02<=”0000”;cm2<='1’；end if;end if；end process；-—小时个位的计数process（cm02)beginif rising_edge（cm02）thenif h02<”0010” thenif h01〈"1001” then h01<=h01+1;ch1〈='0’；else h01<="0000”;ch1<=’1’；end if ;elsei f h01<”0011"then h01〈=h01+1；ch1〈='0';else h01〈=”0000"；ch1〈=’1’;end if;end if；end if；end process；--小时十位的计数process（ch1)beginif rising_edge（ch1）thenif h02<”0010" then h02<=h2+1；else h02〈="0000”；end if;end if;end process;——按键一去抖动process(clk1）beginif rising_edge（clk1）thentmp1（0)<=key1;tmp1(9 downto 1）〈=tmp1(8 downto 0);1.第五章心得体会通过此次课程设计使我更加深刻的认识EDA电子电路设计的各个模块。

VHDL语言数字时钟论文-基于FPGA的具有闹钟和校时功能的数字钟设计

VHDL语言数字时钟论文-基于FPGA的具有闹钟和校时功能的数字钟设计实验名称:基于FPGA的具有闹钟和校时功能的数字钟设计一、设计内容和要求实验要求使用 VHDL进行多功能时钟的设计具体要求如下:1.能将基本的小时、分钟、及秒钟显示在数码管上。

2(能利用拨码开关进行时间的校正。

3.具有整点报时和闹钟的功能。

二、 FPGA简介以硬件描述语言,Verilog或VHDL,所完成的电路设计～可以经过简单的综合与布局～快速的烧录至 FPGA 上进行测试～是现代 IC设计验证的技术主流。

这些可编辑元件可以被用来实现一些基本的逻辑门电路,比如AND、OR、XOR、NOT,或者更复杂一些的组合功能比如解码器或数学方程式。

在大多数的FPGA里面～这些可编辑的元件里也包含记忆元件例如触发器,Flip,flop,或者其他更加完整的记忆块。

FPGA采用了逻辑单元阵列LCA,Logic Cell Array,这样一个概念～内部包括可配臵逻辑模块CLB,Configurable Logic Block,、输入输出模块IOB,Input Output Block,和内部连线,Interconnect,三个部分。

现场可编程门阵列,FPGA,是可编程器件～与传统逻辑电路和门阵列,如PAL～GAL及CPLD器件,相比～FPGA具有不同的结构。

FPGA利用小型查找表,16×1RAM,来实现组合逻辑～每个查找表连接到一个D触发器的输入端～触发器再来驱动其他逻辑电路或驱动I/O～由此构成了既可实现组合逻辑功能又可实现时序逻辑功能的基本逻辑单元模块～这些模块间利用金属连线互相连接或连接到I/O模块。

FPGA的逻辑是通过向内部静态存储单元加载编程数据来实现的～存储在存储器单元中的值决定了逻辑单元的逻辑功能以及各模块之间或模块与I/O间的联接方式～并最终决定了FPGA所能实现的功能～FPGA允许无限次的编程。

FPGA基本特点采用FPGA设计ASIC电路(专用集成电路,～用户不需要投片生产～就能得到合用的芯片。

vhdl数字电子钟的设计与实现

基于VHDL数字电子钟的设计与实现摘要：本课程设计完成了数字电子钟的设计，数字电子钟是一种用数字显示秒、分、时的计时装置，由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，它使数字钟具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点。

数字钟已成为人们日常生活中必不可少的必需品，广泛用于个人家庭以及办公室等公共场所，给人们的生活带来极大的方便。

在这里我们将已学过的比较零散的数字电路的知识有机的、系统的联系起来用于实际，来培养我们的综合分析和设计电路的能力。

关键词：电子钟；门电路及单次按键；琴键开关目录第一章引言----------------------------------------------------------------11.1 课题的背景、目的------------------------------------------11.2 课程设计的内容------------------------------------------1 第二章EDA与VHDL简介--------------------------------------------------22.1 EDA的介绍---------------------------------------------22.2 VHDL的介绍--------------------------------------------32.2.1 VHDL的用途与优点-----------------------------------------------------------------32.2.2 VHDL的主要特点----------------------------------------------------------------------2.2.3 用VHDL语言开发的流程------------------------------------------------------------ 第三章数字电子钟的设计方案------------------------------------------63.1秒脉冲发生器--------------------------------------------73.2可调时钟模块--------------------------------------------83.3校正电路------------------------------------------------83.4闹铃功能------------------------------------------------103.5日历系统------------------------------------------------11 第四章结束语---------------------------------------------------------------134.1致谢----------------------------------------------------144.2参考文献------------------------------------------------151引言随着科学技术的不断发展，人们对时间计量的精度要求越来越高。

VHDL电子时钟的设计

VHDL电子时钟的设计VHDL（Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language）是一种硬件描述语言，用于设计和模拟数字电路和系统。

在这篇文章中，我们将探讨VHDL电子时钟的设计。

设计一个VHDL电子时钟需要考虑以下几个方面：时钟的显示方式、时钟的时钟源以及时钟的控制逻辑。

首先，我们需要确定时钟的显示方式。

常见的电子时钟显示方式有7段LED显示和LCD显示。

在这里，我们选择使用7段LED显示。

7段LED 显示由7个LED灯组成，可以显示0到9的数字。

此外，还需要考虑到显示小时和分钟的两个时钟。

接下来，我们需要确定时钟的时钟源。

时钟源决定了时钟的精度和稳定性。

在VHDL设计中，常用的时钟源有晶体振荡器和时钟发生器。

晶体振荡器由晶体和振荡电路组成，可以提供非常精确和稳定的时钟信号。

时钟发生器则基于计数器和除频器的原理产生时钟信号。

根据实际需求选择合适的时钟源。

最后，我们需要设计时钟的控制逻辑。

控制逻辑决定了时钟的功能和操作方式。

在这里，我们将设计一个简单的时钟，包括设置时间、调节时间、显示时间和闹钟功能。

我们可以使用按钮和开关控制时钟的功能。

下面是一个VHDL电子时钟的示例设计代码：```vhdl--时钟显示模块entity ClockDisplay isportclk : in std_logic;reset : in std_logic;hours : in integer range 0 to 23;minutes : in integer range 0 to 59;alarm : in std_logic;seg7 : out std_logic_vector(6 downto 0) end entity ClockDisplay;architecture Behavioral of ClockDisplay is signal count : integer := 0;signal sec : integer := 0;signal disp_hours : integer := 0;signal disp_minutes : integer := 0;beginprocess (clk, reset)beginif reset = '1' thencount <= 0;sec <= 0;disp_hours <= 0;disp_minutes <= 0;elsif rising_edge(clk) thencount <= 0;sec <= sec + 1;elsecount <= count + 1;end if;end if;end process;process (sec, reset, hours, minutes, alarm)beginif reset = '1' thendisp_hours <= 0;disp_minutes <= 0;elsif rising_edge(sec) thenif alarm = '1' and hours = disp_hours and minutes = disp_minutes then--闹钟触发逻辑elsif sec = 59 thenif minutes = 59 thenif hours = 23 thendisp_hours <= 0;disp_minutes <= 0;elsedisp_hours <= hours + 1; disp_minutes <= 0;end if;elsedisp_hours <= hours;disp_minutes <= minutes + 1; end if;elsedisp_hours <= hours;disp_minutes <= minutes;end if;end if;end process;process (disp_hours, disp_minutes)begincase disp_hours is...end case;case disp_minutes is...end case;end process;end architecture Behavioral;```这个代码中，我们使用了两个进程来处理时钟的计时和显示逻辑。

VHDL数字钟

课程设计报告设计题目：用VHDL语言实现数字钟的设计班级：学号：姓名:指导老师：设计时间：摘要本设计是基于VHDL语言的数字钟，硬件平台是Xilinx的Virtex2系列FPGA 开发板。

该数字钟具备预置年月日时分秒的功能，通过按键还可以改变数字钟显示的内容和进入不同的设置状态，并通过加减按键调整系统时间。

在整个VHDl数字电路系统中，采用层次化设计方法，自顶向下进行设计。

设计中根据系统的功能要求合理划分出层次，进行分级设计和仿真验证，将较为复杂的数字系统逻辑简化为基本的模型从而降低实现的难度。

工程中底层实体实现了年月日、时分秒的双向计数器功能，另外还单独设计了系统的时钟模块，用来生成周期为125Hz的按键扫描时钟和周期为1Hz单位脉冲时钟。

为了消除按键的抖动，为此设计了按键消抖模块，采用了状态机来对按键进行消抖。

为了实现根据年份和月份对当前月的天数的判断逻辑，采用了函数对该逻辑进行分析，给出正确的判断结果。

为了提高利用率，在工程中建立了一个包集文件，对底层实体进行了统一封装，方便顶层的调用。

底层的所有实体系统的顶层主要完成了底层的元件例化，主控状态机对系统的状态转换进行控制，按键响应和时钟重新分配电路则完成了整个系统的控制逻辑。

关键词：层次化设计，元件例化，函数，状态机目录摘要 (2)一、课程设计目的 (4)二、课程设计内容及其要求 (4)三、VHDL程序设计 (5)1．设计方案论证 (5)2．设计思路与方法 (6)3．VHDL源代码及其仿真结果 (7)1、六进制可逆计数器 (7)2、十进制可逆计数器， (9)3、十二进制可逆计数器， (11)4、二十四进制可逆计数器 (13)5、天数计数器 (16)6、判断闰年和月份 (18)7、时钟分频模块 (22)8、按键消抖模块 (24)9、程序包 (27)10、顶层实体（主控状态机） (29)四、编程下载 (38)五、课程设计总结 (38)六、参考文献 (38)一、课程设计目的诞生于1983年的VHDL语言，在1987年被美国国防部和IEEE指定为标准硬件描述语言。

基于VHDL的数字时钟课程设计

数字时钟设计1.设计要求(1)能显示周、时、分、秒，精确到0.1秒(2)可自行设置时间(3)可设置闹铃，并且对闹铃时间长短可控制2.设计分析（1）根据题目要求可分解为正常计时、时间设置和闹铃设置三大模块（2）正常计时模块可分解为周、时、分、秒等子模块（3）时间设置模块分别进行秒置数、分置数、时置数和周置数（4）闹铃设置模块分解为闹钟判定和闹铃时长设定3.设计结构图4.设计流程图否是否--Second1(秒计数6进制和10进制)Library ieee;Use ieee.std_logic_1164.all;Use ieee.std_logic_unsigned.all;Entity second1 isPort( clks,set:in std_logic;s1,s0:in std_logic_vector(3 downto 0);Secs,Secg: buffer std_logic_vector(3 downto 0);cout1:out std_logic);End second1;Architecture a of second1 isBeginProcess(clks,set)variable ss,sg: std_logic_vector(3 downto 0);--(ss:秒十位；sg秒个位) variable co: std_logic;BeginIf set='1' then ss:=s1; sg:=s0;Elsif clks'event and clks='1' thenif ss="0101" and sg="1001" then ss:="0000"; sg:="0000";co:='1'; elsif sg<"1001" then sg:=sg+1;co:='0';elsif sg="1001" then sg:="0000";ss:=ss+1;co:='0';end if;end if;cout1<=co;-- （进位信号）Secs<=ss;Secg<=sg;end process;End a;仿真波形图：--Min1（分计数器6进制和10进制alm实现整点报时）Library ieee;Use ieee.std_logic_1164.all;Use ieee.std_logic_unsigned.all;Entity min1 isPort(clkm,set:in std_logic;m1:in std_logic_vector(3 downto 0);m0:in std_logic_vector(3 downto 0);mins,ming:out std_logic_vector(3 downto 0);enmin,alarm: out std_logic);End;Architecture a of min1 isBeginProcess(clkm,set)variable ms,mg :std_logic_vector(3 downto 0);variable so,alm :std_logic;Beginif set='0' then ms:=m1;mg:=m0;Elsif clkm'event and clkm='1' thenif ms="0101" and mg="1001" then ms:="0000";mg:="0000"; so :='1'; alm:='1'; elsif mg<"1001" then mg:=mg+1; so :='0';alm:='0';elsif mg="1001" then mg:="0000";ms:=ms+1; so :='0';alm:='0';end if;end if;alarm<=alm;enmin<= so;mins<=ms;ming<=mg;End process;End a;仿真波形图：--Hour1（时计数器4进制与2进制）Library ieee;Use ieee.std_logic_1164.all;Use ieee.std_logic_unsigned.all;Entity hour1 isPort(clkh,set:in std_logic;h1,h0:in std_logic_vector(3 downto 0);hours,hourg:buffer std_logic_vector(3 downto 0);enhour: out std_logic);End;Architecture a of hour1 isBeginProcess(clkh,set)variable hs,hg :std_logic_vector(3 downto 0);variable ho:std_logic;BeginIf set='1' then hs:=h1; hg:=h0;Elsif clkh'event and clkh='1' thenif hs="0010"and hg="0011" then hs:="0000";hg:="0000"; ho :='1'; elsif hg<"1001" then hg:=hg+1; ho :='0';elsif hg="1001" then hg:="0000";hs:=hs+1; ho :='0';end if;end if;hours<=hs;hourg<=hg;enhour<=ho;End process;End a;仿真波形图：Library ieee; (星期计数器，7进制)Use ieee.std_logic_1164.all;Use ieee.std_logic_arith.all;Use ieee.std_logic_unsigned.all;Entity week isPort(clkd,set,reset:in std_logic;d1:in std_logic_vector(3 downto 0); -- ――置数端（星期）day:buffer std_logic_vector(3 downto 0)); -- ――星期输出端end;Architecture a of week isBeginProcess(clkd,reset,set,d1)BeginIf reset='0' then day<="0000"; -- ――对星期计时器清0 Elsif set='0' then day<=d1; -- ――对星期计时器置d1的数Elsif clkd'event and clkd='1' thenIf day=6 then day<="0000"; -- ――重复计数Else day<=day+1;End if;End if;End process;End;仿真波形图：--Second2(秒置数模块，6进制和10进制)Library ieee;Use ieee.std_logic_1164.all;Use ieee.std_logic_unsigned.all;Entity second2 isPort( clks1:in std_logic;Secs,Secg: out std_logic_vector(3 downto 0));End;Architecture a of second2 isBeginProcess(clks1)variable ss,sg: std_logic_vector(3 downto 0);--(ss:秒十位；sg秒个位) Beginif clks1'event and clks1='1' thenif ss="0101" and sg="1001" then ss:="0000"; sg:="0000";elsif sg<"1001" then sg:=sg+1;elsif sg="1001" then sg:="0000";ss:=ss+1;end if;end if;Secs<=ss;Secg<=sg;end process;End a;仿真波形图：--Min2（分置数模块，6进制和10进制）Library ieee;Use ieee.std_logic_1164.all;Use ieee.std_logic_unsigned.all;Entity min2 isPort(clkm1:in std_logic;mins,ming:buffer std_logic_vector(3 downto 0));End;Architecture a of min2 isBeginProcess(clkm1)variable ms,mg :std_logic_vector(3 downto 0);Beginif clkm1'event and clkm1='1' thenif ms="0101" and mg="1001" then ms:="0000";mg:="0000"; elsif mg<"1001" then mg:=mg+1;elsif mg="1001" then mg:="0000";ms:=ms+1;end if;end if;mins<=ms;ming<=mg;End process;End a;仿真波形图：--Hour2（时置数模块，4进制与2进制）Library ieee;Use ieee.std_logic_1164.all;Use ieee.std_logic_unsigned.all;Entity hour2 isPort(clkh1:in std_logic;hours,hourg:buffer std_logic_vector(3 downto 0)); End;Architecture a of hour2 isBeginProcess(clkh1)variable hs,hg :std_logic_vector(3 downto 0);Beginif clkh1'event and clkh1='1' thenif hs="0010"and hg="0011" then hs:="0000";hg:="0000"; elsif hg<"1001" then hg:=hg+1;elsif hg="1001" then hg:="0000";hs:=hs+1;end if;end if;hours<=hs;hourg<=hg;End process;End a;仿真波形图：Library ieee; （星期置数模块，7进制）Use ieee.std_logic_1164.all;Use ieee.std_logic_arith.all;Use ieee.std_logic_unsigned.all;Entity week2 isPort(clkd1:in std_logic;day:buffer std_logic_vector(3 downto 0)); -- ――星期输出端end;Architecture a of week2 isBeginProcess(clkd1)Beginif clkd1'event and clkd1='1' thenIf day=6 then day<="0000"; -- ――重复计数Else day<=day+1;End if;End if;End process;End;仿真波形图：library ieee; （闹钟设置模块）use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity nz isport(ml,mh:in std_logic_vector(3 downto 0);hl,hh:in std_logic_vector(3 downto 0);mlo,mho:in std_logic_vector(3 downto 0);hlo,hho:in std_logic_vector(3 downto 0);set:in std_logic;output:out std_logic);end nz;architecture behav of nz issignal opt:std_logic;beginprocess(set,ml,mh,hl,hh,mlo,mho,hlo,hho)beginif set='1' thenif(ml=mlo and mh=mho and hl=hlo and hh=hho)then opt<='1';else opt<='0';end if;end if;output<=opt;end process;end behav;library ieee; （闹钟响铃时长设置）use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all; entity timeset isport( nz:in std_logic;sj:in integer range 0 to 1200;clk:in std_logic;ring:out std_logic);end timeset;architecture behav of timeset is signal count:integer range 0 to 1200; beginprocess(clk)variable co1:std_logic;beginif(clk'event and clk='1') thenif(nz='1') and (count/=sj) thencount<=count+1;co1:='1';else co1:='0';end if;end if;ring<=co1;end process;end behav;闹钟功能模块测试波形图：时间重置模块测试波形图。

数字时钟的VHDL设计说明

数字系统设计与硬件描述语言期末考试作业题目：数字时钟的VHDL设计学院：信息学院专业：物联网工程学号： 3011204286姓名：赵洋2013-11-06一、选题设计描述1.功能介绍设计一台能显示时、分、秒的数字钟。

由时钟信号经分频产生秒脉冲；计时计数器用24进制计时电路；可手动校时，能分别进行时、分的校正；具有整点报时功能。

2.算法简介设计原理图1 数字钟的系统框图该系统由振荡器、分频器、“时、分、秒”计数器、译码器及显示器、校时电路、整点报时电路等组成。

振荡器和分频器产生整个系统的时基信号，它直接决定计时系统的精度。

“秒计数器”采用六十进制计数器，每累计60秒向“分计数器”进位；“分计数器”采用六十进制计数器，每累计60分向“时计数器”进位；“时计数器”采用二十四进制计数器，按照“24翻1”规律计数。

“时、分、秒”计数器的输出经译码器送显示器显示。

校时电路用来当计时出现误差时对“时、分、秒”进行校对调整。

设计过程1. 设计思路时钟脉冲信号作为数字钟的时间基准，再经分频器输出标准秒脉冲。

秒计数器计满60后向分计数器进位，分计数器计满60后向小时计数器进位，小时计数器是计满24后，系统自动复位重新开始计数。

计数器的输出经译码电路后送到显示器显示。

可以用校时电路进行校时。

2.数字钟的设计方案数字钟的设计包括编码模块、分频模块、秒计时模块、分计时模块、小时计时模块和报时模块。

该数字钟可以实现3个功能：计时功能、报时功能和设置时间功能。

2.1. 编码模块编码模块主要是对时（sethour）、分（setmin）、秒（setsec）的设置输入。

2.2. 分频模块在数字钟的设计中，外部输入时钟信号clk1的频率为8hz，其分频后的频率为clk，使其分频结果为1hz，用来提供给秒计时模块、分计时模块、小时计时模块。

2.3. 秒计时模块将“秒计时脉冲”clk接信号源单元的1HZ脉冲信号，此时秒显示将从00计时到59，然后回到00，重新计时。

基于VHDL的数字钟设计及其仿真

基于VHDL的数字钟设计及其仿真结构化设计元件例化配置原理图一引言所谓数字钟是指利用电子电路构成的计时器，相对机械钟而言，数字钟能达到准确计时，同时能对该种进行调整。

当然，在此基础上还能够实现整点报时，定时报闹等功能。

设计过程采用系统设计的方法，先分析任务得到系统要求，然后进行总体设计，划分子系统，然后进行详细设计，决定各个功能子系统的VHDL程序，最后进行调试仿真。

通过此次设计，对基于VHDL的结构化描述有深刻理解，为今后的集成电路设计打下坚实的基础。

二设计任务和要求对于时钟，最基本的要求应具有时分秒的计数功能。

对于秒必须满足每满60s，分要记一个数，并且秒重新从零计起；对于分必须满足60min，小时要记一个数，并且分重新从零计起，对于时满24后也应重新从零计起。

此外当数字中走慢或走快时，还应能予以调整。

所以要求设计的数字中电路应具有以下功能：1.具有十分秒计数功能，并进行十进制数字显示。

2.能分别进行时分的手动校正。

三工作原理时钟信号的频率有振荡器产生，由于技术最小单位为1s，所以时钟信号经分频器后输出频率为1Hz的秒脉冲clk；而校准信号的频率应高于1Hz，若取0.5，则时钟信号经另一个分频器后输出频率为2Hz的校准信号脉冲clk1。

当无校准信号作用，即校分信号xf、校时信号xs为高电平，整个电路处于正常计数的工作状态时分秒计数器采用同步计数方式其时钟脉冲端均接有分频器输出的时钟信号clk.。

en为使能端，高电平有效。

三个计数器的复位端clr置入数据控制端ld都接高电平，故其置入端d[7…0]失效，且各计数器输出端分别接译码显示电路。

当有校准信号时，不妨假设只有校分信号，即xf=0、xf=1,则在二选一数据选择器的控制下，分计数器的en端将始终接高电平，即分计数器将独立于秒计数器自行独立计数，但其结果仍影响到时计数器，因为此时没有校时信号。

同理，当只有校时信号或同时具有校时、校分信号，情况同上述分析一样。

基于VHDL的电子时钟设计

二、试验项目名称：基于vhdl语言的数码管时钟设计三、实验目的：利用FPGA开发板上的数码管，晶振等资源设计出能够显示时、分、秒的时钟。

四、实验内容及原理：（一）、综述本实验目标是利用FPGA逻辑资源，编程设计实现一个数字电子时钟。

实验环境为fpga开发板。

电路设计采用VHDL硬件描述语言编程实现，开发软件为ise7.1i。

（二）、模块框架设计计数时钟由模为60的秒计数器模块、模为60的分计数模块、模为24的小时计数器模块、此外还有最后的数码管显示模块。

1.综合计时模块包括计时及进位两个进程，实现时钟逻辑功能。

2.显示模块将时钟的每次变化所对应的时间及时输出到数码管上。

实质为数码管译码器。

（三）、VHDL编程与仿真：1、各个进程模块以下三个process分别为分频，进位以及计时进程。

分频进程用于统计CLK输入信号输出完整的1秒。

进位进程控制60进制，60进制和24进制的进位关系。

计时进程用于实现电子时钟的基本计时功能，即每秒均变化。

---------------------分频部分-----------------process(clk,reset)beginif(reset='0')thencnt<=0;elsif(clk'event and clk='1')thencnt<=cnt+1;if(cnt=50000000)then ----开发板晶振50M，统计到此时为1S cnt<=0;end if;end if;end process;------------------------------------------------进位共包括秒个位向秒十位进位，秒十位向分个位进位，分个位向分十位进位，分十位向时个位进位，时个位向时十位进位。

根据进位规则则可以实现从0时0分0秒到23时59分59秒之间任意时刻的显示。

-------------各位的进位标志--------------------------process(clk,reset)beginif reset='0'thenjinwei<="000000";elsif clk'event and clk='1'thenif dataout_buf(0)=9 thenjinwei(0)<='1'; -----9S时向秒十位进位------elsejinwei(0)<='0';end if;if(jinwei(0)='1'and dataout_buf(1)=5)thenjinwei(1)<='1'; ------59S时向分个位进位------- elsejinwei(1)<='0';end if;if(jinwei(1)='1' and dataout_buf(3)=9)thenjinwei(2)<='1'; -----9分且秒十位进位时向分十位进位elsejinwei(2)<='0';end if;if(jinwei(2)='1' and dataout_buf(4)=5)thenjinwei(3)<='1'; -----分十位为5且分个位进位时向时个位进位elsejinwei(3)<='0';end if;if(jinwei(3)='1' and dataout_buf(6)=9)thenjinwei(4)<='1'; ----时个位为9且分十位进位时向时十位进位elsejinwei(4)<='0';end if;if(jinwei(4)='1' and dataout_buf(6)=2 and dataout_buf(7)=1)then jinwei(5)<='1'; ----到12时且时个位进位时标记最高标记位elsejinwei(5)<='0';end if;end if;end process;---------------------------------------------------计数进程，其进程逻辑上受分频输出与进位控制，当分频输出变化（即每秒），秒个位自加，当满足进位条件时，调用进位规则，进行时间的跳转。

vhdl设计实例

vhdl设计实例VHDL设计实例：数字电子钟引言：数字电子钟是一种常见的电子设备，用于显示当前时间。

本文将介绍如何使用VHDL设计一个简单的数字电子钟。

一、设计概述数字电子钟由时钟模块、数码管显示模块和控制模块组成。

时钟模块用于生成计时脉冲，数码管显示模块用于将时钟模块输出的计时脉冲转换为对应的数字显示，控制模块用于调整时钟和设置时间。

二、时钟模块设计时钟模块是整个电子钟的核心，它需要能够精确地生成计时脉冲。

使用VHDL语言，可以使用计数器和时钟分频器实现时钟模块。

计数器用于计数，时钟分频器用于将计数器的输出分频为1秒钟一次的脉冲。

三、数码管显示模块设计数码管显示模块用于将时钟模块输出的计时脉冲转换为数字显示。

在数码管显示模块中，每个数码管对应一个数字显示，通过切换不同的数码管，可以实现显示小时、分钟和秒钟。

使用VHDL语言，可以使用多路复用器和BCD转换器实现数码管显示模块。

四、控制模块设计控制模块用于调整时钟和设置时间。

通过增加按钮和减少按钮，可以实现调整时钟的功能。

通过设置按钮，可以进入设置时间的模式，并通过增加按钮和减少按钮设置小时、分钟和秒钟。

使用VHDL语言，可以使用状态机实现控制模块。

五、测试与验证在设计完成后，需要进行测试和验证。

可以使用仿真工具对设计的各个模块进行仿真，验证其功能是否正常。

同时，还可以将设计烧录到FPGA开发板上进行实际测试，确保数字电子钟能够正常工作。

六、总结本文以VHDL设计实例为题，详细介绍了数字电子钟的设计过程。

通过时钟模块、数码管显示模块和控制模块的设计，实现了一个简单的数字电子钟。

通过测试和验证，确保了设计的正确性和可靠性。

希望本文对读者理解VHDL设计实例并进行创作有所帮助。

通过自己的实践和研究，不断探索和创新，可以设计出更多实用的数字电子设备。

让我们一起努力，推动数字电子技术的发展！。

基于-VHDL语言实现数字电子钟设计

基于VHDL语言实现数字电子钟的设计一．设计要求：1、设计容选用适宜的可编程逻辑器件及外围电子元器件，设计一个数字电子钟，利用EDA软件〔QUARTUS Ⅱ〕进展编译及仿真，设计输入可采用VHDL硬件描述语言输入法〕和原理图输入法，并下载到EDA实验开发系统，连接外围电路，完成实际测试。

2、设计要求〔1〕具有时、分、秒计数显示功能。

〔2〕具有清零的功能，且能够对计时系统的小时、分钟进展调整。

〔3〕小时为十二小时制。

二．实验目的：1.通过这次EDA设计中，提高手动能力。

2.深入了解时事时钟的工作原理，以及时事时钟外围硬件设备的组成。

3.掌握多位计数器相连的设计方法。

4.掌握十进制，六进制，二十四进制计数器的设计方法。

5.继续稳固多位共阴极扫描显示数码管的驱动，及编码。

6.掌握扬声器的驱动。

7.LED灯的把戏显示。

8.掌握CPLD技术的层次化设计方法三.实验方案：数字系统的设计采用自顶向下、由粗到细, 逐步分解的设计方法, 最顶层电路是指系统的整体要求, 最下层是具体的逻辑电路的实现。

自顶向下的设计方法将一个复杂的系统逐渐分解成假设干功能模块, 从而进展设计描述, 并且应用EDA 软件平台自动完成各功能模块的逻辑综合与优化, 门级电路的布局, 再下载到硬件中实现设计。

因此对于数字钟来说首先是时分秒的计数功能，然后能显示，附带功能是清零、调整时分。

通过参考EDA 课程设计指导书，现有以下方案：1.作为顶层文件有输入端口：时钟信号，清零按键，调时按键，调分按键；输出端口有：用于接数码管的八段码输出口，扫描用于显示的六个数码管的输出口。

2.底层文件分为：〔1〕时间计数模块。

分秒计数模块计数为60计数，时计数模块为12计数。

〔2〕显示模块。

显示模块由一个六进制计数器模块和一个七段译码器组成。

进制计数器为六选一选择器的选择判断端提供输入信号, 六选一选择器的选择输出端分别接秒个位、秒十位、分个位、分十位和时个位、时十位的选通位用来完成动态扫描显示，同时依次输出秒个位、秒十位、分个位、分十位和时个位、时十位数向给译码模块。

基于XilinxFPGA的数字钟设计

基于FPGA的多功能数字钟一、设计题目基于Xilinx FPGA的多功能数字钟设计二、设计目的1.掌握可编程逻辑器件的应用开发技术——设计输入、编译、仿真和器件编程；2.熟悉一种EDA软件使用；3.掌握Verilog设计方法；4.掌握分模块分层次的设计方法；5.用Verilog完成一个多功能数字钟设计;6.学会FPGA的仿真。

三、设计内容设计实验项目九多功能电子钟✧功能要求：利用实验板设计实现一个能显示时分秒的多功能电子钟，具体要求为：基本功能：1)准确计时，以数字形式显示时、分、秒，可通过按键选择指示当前显示时间范围模式；2)计时时间范围 00:00:00－23:59:593)可实现校正时间功能；4)可通过实现时钟复位功能：00:00:00扩展功能：1)定时报：时间自定(不要求改变)，闹1分钟(1kHz)---利用实验板LED或外接电路实现。

2)仿广播电台正点报时：XX:59:[51,53,55,57(500Hz);59(1kHz)] ---利用实验板LED或外接电路实现。

3)报整点时数：XX:00:[00.5-XX.5](1kHz)，自动、手动---利用实验板LED或外接电路实现。

4)手动输入校时；5)手动输入定时闹钟；6)万年历；7)其他扩展功能；✧设计步骤与要求：1)计算并说明采用Basys2实验板时钟50MHz实现系统功能的基本原理。

2)在Xilinx ISE13.1 软件中，利用层次化方法，设计实现模一百计数及显示的电路系统，设计模块间的连接调用关系，编写并输入所设计的源程序文件。

3)对源程序进行编译及仿真分析（注意合理设置，以便能够在验证逻辑的基础上尽快得出仿真结果）。

4)输入管脚约束文件，对设计项目进行编译与逻辑综合，生成下载所需.bit类型文件。

5)在Basys2实验板上下载所生成的.bit文件，观察验证所设计的电路功能。

四、总体设计思路主体分为分频模块，正常时间模块（包含两个模60计数器和一个模24计数器子模块），闹钟模块（分为一个模60计数器模块，一个模24计数器模块，四个比较器模块），电台报时模块，数码管显示模块（分为模式选择模块，片选信号及扫描程序模块，和译码模块）。