基于FPGA的Verilog HDL数字钟设计 -
基于FPGA的数字钟设计(VerilogHDL语言实现)
基于FPGA的数字钟设计摘要:本设计为一个多功能的数字钟，具有时、分、秒计数显示功能，以12小时循环计数。
本设计采用EDA技术，以硬件描述语言VerilogHDL为系统逻辑描述手段设计文件，在QUARTUS II工具软件环境下，采用自顶向下的设计方法，由各个基本模块共同构建了一个基于FPGA的数字钟。
系统主芯片采用EP1K100QC208-3，由时钟模块、控制模块、计时模块、数据译码模块、显示以及报时模块组成。
经编译和仿真所设计的程序，在可编程逻辑器件上下载验证，本系统能够完成时、分、秒的分别显示，由按键输入进行数字钟的清零功能。
关键词：数字钟；硬件描述语言；VerilogHDL；FPGA；引言：现代社会的标志之一就是信息产品的广泛使用，而且是产品的性能越来越强，复杂程度越来越高，更新步伐越来越快。
支撑信息电子产品高速发展的基础就是微电子制造工艺水平的提高和电子产品设计开发技术的发展。
前者以微细加工技术为代表，而后者的代表就是电子设计自动化（electronic design automatic,EDA）技术。
本设计采用的VerilogHDL是一种全方位的硬件描述语言，具有极强的描述能力，能支持系统行为级、寄存器传输级和逻辑门级三个不同层次的设计；支持结构、数据流、行为三种描述形式的混合描述、覆盖面广、抽象能力强，因此在实际应用中越来越广泛。
ASIC是专用的系统集成电路，是一种带有逻辑处理的加速处理器。
而FPGA是特殊的ASIC芯片，与其他的ASIC芯片相比，它具有设计开发周期短、设计制造成本低、开发工具先进、标准产品无需测试、质量稳定以及可实时在线检测等优点。
在控制系统中，键盘是常用的人机交换接口，当所设置的功能键或数字键按下的时候，系统应该完成该键所设置的功能。
因此，键信息输入是与软件结构密切相关的过程。
根据键盘的结构不同，采用不同的编码方法。
但无论有无编码以及采用什么样的编码，最后都要转换成为相应的键值，以实现按键功能程序的转移。
数字闹钟的FPGA实现(Verilog)
闹钟的FPGA实现一．设计目的及总述：本次实验选择用FPGA实现一个闹钟。
它的功能有：1.时钟2.可以用按键快慢调整时钟时间3.可以设定闹钟并在时间到达设定闹钟时间时响起卡农音乐一分钟4.整点报时，响一声来报时系统一共有五个按键，分别命名为switch_mode,switch_enter，switch_pick,switch_down，switch_up。
时钟，调时，设定闹钟通过LCD1602进行显示，整点报时声和闹钟声通过蜂鸣器发出。
其中：本次实验的闹钟用Verilog语言进行设计，由于实验在Xilinx开发板上LCD1602显示模块几经调试显示都有问题，而实验的截止日期又极其接近了故最后选择在我购买的Altera 开发板上进行实现。
由于Altera公司FPGA使用Quartus II软件进行编译下载，所以把原来在ISE软件上以schematic方式实现的顶层原理图对应自动生成的verilog代码更改后添加进Quartus工程中使用。
所需要的修改仅为将顶层原理图中的OR2例化语句改为or（输出，输入1，输入2），并把系统时钟设为50MHZ，其他各模块代码不需进行更改。
二．仿真过程在几经更改之下，更由于在两种系统下的调试，使得仿真变得难以进行，此次试验针对各模块（不包括分频模块：fre_divider）的仿真结果难以找到了而且ISE9.1i十分难用，经常报各种错，因此在这里只选择其中比较重要的控制模块（controller）和时钟模块（timer）,调时（快慢）模块（time_adjust）的仿真结果以说明本实验的仿真过程。
Controller:Timer:Time_adjust:三．系统总图即各模块Verilog代码和说明（参考对代码的详细注释）：1.各模块之间连线图和对应的Verilog代码：Clock.v:module clock(clk_50m, //在本次实验所用的Altera开发版上，系统时钟为50MHZ rst, //复位键switch_down, //向下调整，设定switch_enter, //确认完成调整，设定switch_mode, //选择系统出于何种模式：时钟，调时，设定闹钟switch_pick, //选择调整，设定的对象：时，分，秒// switch_up, //向上调整，设定beep, //蜂鸣器lcd_d, //lcd1602 d7-d0管脚lcd_e, //lcd1602 en管脚lcd_rs, //lcd1602 rs管脚lcd_rw); //lcd1602 rw管脚input clk_50m;input rst;input switch_down;input switch_enter;input switch_mode;input switch_pick;//input switch_up;output beep;output [7:0] lcd_d;output lcd_e;output lcd_rs;output lcd_rw;//以下声明的线型量用于连接系统各模块 wire [7:0] XLXN_4;wire [7:0] XLXN_5;wire [7:0] XLXN_6;wire [7:0] XLXN_7;wire [7:0] XLXN_8;wire [7:0] XLXN_9;wire [7:0] XLXN_10;wire [7:0] XLXN_11;wire [2:0] XLXN_14;wire XLXN_15;wire XLXN_16;wire XLXN_17;wire XLXN_19;wire [5:0] XLXN_20;wire [5:0] XLXN_21;wire [5:0] XLXN_22;wire XLXN_24;wire [5:0] XLXN_33;wire [5:0] XLXN_34;wire XLXN_36;wire [5:0] XLXN_37;wire [5:0] XLXN_39;wire [5:0] XLXN_40;wire XLXN_50;wire XLXN_51;reg clk_25m;wire switch_up;assign switch_up=1;//由于系统本身是设计在实验室的板子上（25MHZ）上，所以现在把50MHZ系统时钟//二分频得到25MHZ时钟，这样就不用更改各子模块always@(posedge clk_50m)beginif(!rst)clk_25m<=0;elseclk_25m<=~clk_25m;end//控制模块，控制系统出于三种状态之一：时钟，调时，设定闹钟。
基于FPGA的数字跑表功能的数字钟设计
摘要近年来，科学技术发展飞速，人们的生活质量也不断提高。
传统的时钟已经无法满足现代人的生活要求。
多功能数字钟无论在形态还是在性能上都改变了原有的风格。
本次设计基于原始的数字钟，在此基础上增加了诸项功能。
不仅具备时，分，秒计数功能，另外增加了校时功能，整点报时功能，闹钟功能以及数字跑表功能。
设计中采用了EDA技术，使用硬件描述语言Verilog HDL对各大功能模块的逻辑功能进行代码编写。
于QuartusII软件环境下，采用层次化设计与模块化设计的方法，由各个功能模块连接建立顶层图，构成基于FPGA的多功能数字钟。
设计实验板的主芯片为EP3C25Q240C8，多功能数字钟由分频器模块，时钟计数模块，校时控制模块，闹钟模块，整点报时与音乐演奏模块，数据选择模块，译码显示模块，按键去抖动模块和数字跑表模块构成。
经过程序编译和模块仿真，在实验板上下载验证，该系统可以完成时，分，秒的正常显示，通过按键切换功能模式，进入闹钟时间设定，校时，数字跑表模式。
可以手动调整时间，设定闹钟及数字跑表计时。
关键词：FPGA；Verilog HDL；数字钟；THE DIGITAL CLOCK WITH STOPWATCH FUCTIONABSTRACTIn recent years, the rapid development of science technology, quality of life is also rising. Traditional clock has been unable to meet the requirements of modern life. Both in the form of multi-function digital clock or in the performance has changed the original style.The design is based on the original digital clock, on the basis of it increased various functions. Not only have the time, minutes, seconds count function, also add the function of adjusting time, the whole point timekeeping function, alarm function and digital stopwatch functions. EDA technology used in the design, using Verilog HDL hardware description language for logic functions in major functional modules of code to write. Under Quartus II software environment, using hierarchical design methods and modular design, the top chart established by the various functional modules connecting each other, constitute FPGA-based multifunctional digital clock.The main system chip of design experiment board is EP3C25Q240C8, multifunctional digital clock is composed of the divider module, the clock counting module, the adjust time control module, the alarm module, the whole point timekeeping and music module, the data selection module, the decoding module, the key to jitter module and digital stopwatch module. After the program compiled and module simulation, download on the breadboard validation, The system can complete hours, minutes, seconds display properly, through the key switch function mode, enter the alarm time setting, adjustment time, digital stopwatch mode. You can adjust the time manually, set the alarm and digital stopwatch timer.Keywords：FPGA；Verilog HDL；Digital clock；目录摘要 (i)ABSTRACT ............................................................... i i 第一章绪论 . (1)1.1 基于FPGA数字钟的背景和意义 (1)1.2 课题的研究方法和相关技术的发展 (1)1.3 本文的研究目的和主要研究内容 (2)第二章 FPGA简介 (3)2.1 FPGA的原理与基本结构 (3)2.2 FPGA设计流程 (3)第三章 Quartus II 简介 (4)第四章数字钟总体设计方案 (5)4.1数字钟的基本构成 (5)4.2数字钟的工作原理 (5)第五章数字钟的具体设计流程 (6)5.1 本设计的顶层图 (6)5.2 分频模块 (6)5.3 按键去抖动模块 (7)5.4 时钟模块 (8)5.4.1 模式切换功能 (9)5.4.2 时钟计数功能 (9)5.4.3 校时控制功能 (10)5.4.4 闹钟设定功能 (10)5.4.5 数字跑表功能 (11)5.5 数据选择模块 (11)5.6 译码显示模块 (13)5.7 闹钟音乐模块 (14)5.8 整点报时与音乐演奏模块 (15)结束语 (17)致谢 (18)参考文献 (19)附录A FPGA器件EP3C25_V5电路板 (21)附录B 本设计使用的EP3C25_V5管脚配置文件 (22)程序源代码 (23)第一章绪论1.1 基于FPGA数字钟的背景和意义现今的电子产品要求功能要多样，体积越小越好，且功耗应达到最低[1]。
基于Verilog HDL语言的数字钟(DE2)设计
《EDA技术与Verilog HDL》课程实验报告实验项目名称：基于Verilog HDL语言的数字钟（DE2）设计一、实验项目名称基于Verilog HDL语言的数字钟（DE2）开发板设计。
二、实验目的和要求（1）实验目的1.掌握Verilog HDL语言的基本运用；2.熟悉QuartusⅡ的简单操作；3.掌握一个基本EDA工程设计流程；4.掌握数字钟（DE2开发板）的设计基本原理。
（2）实验要求1.具有普通时钟的计时、调时功能。
2.能够下载到DE2开发板进行运行三、实验内容和原理数字钟共使用一类主要模块来实现其功能。
其总体结构如下图所示。
（1）时分秒计数器。
时计时器是一个24进制计数器，分秒则均为60进制计数器。
当秒计时器接受一个计时脉冲时，秒计数器从一计到六十，秒显像管依次显示00、01、02、03……，每当秒计时到00，就会有一个输出脉冲至分计时器，分计时器在原有基础上加一，显示器同样依次显示，每当分计时器计到00，相应的有一个脉冲使得时计数器在原有基础上加一，显示器一次显示00、01、……当计时器计数到23时59分59秒时，时分秒计数器自动归零。
（2）数码显像管译码模块。
该模块的功能就是将四位的8421码翻译成8位输出，用于显示各个数字，分为两组，高电平点亮，不同的数字对应不同的8位码。
因此程序设计需要考虑时分秒的每个数所对应的8位码。
例如：if(sec1[3:0]==4'b0000)//sec1 0-9beginHEX0[6:0]<=7'b1000000;endif(sec1[3:0]==4'b0001)beginHEX0[6:0]<=7'b1111001;endif(sec1[3:0]==4'b0010)beginHEX0[6:0]<=7'b0100100;（3）分频器模块开发板可用时钟为50MHZ，不可以用来做时钟输入，用作时钟信号前必须分频，该分频是用计数取反来分该总体模块实现功能：key2表示状态，key1表示转换改变分或时，key0表示在相应的状态下调整分或时。
基于FPGA的数字钟设计
基于FPGA的数字钟设计摘要:现实生活中经常会出现需要用时间测定参数数值的情况，服务日常生活和生产。
基于FPGA设计数字电路产品已经成为当前的重要设计方法。
本文设计选用了Quartus软件环境，运用描述逻辑Verilog HDL，由上至下的模式，基于FPGA完成了数字时钟的设计方案。
本次设计成果采用按键对闹钟的起止点进行控制，能够显示时，分，秒等并且能够实现整点报时。
其中的FPGA技术就是本次试验的亮点之一，其设计易于学习，各个模块分工清晰，在模拟软件上很容易运行，还能够适配于许多种环境，因此总体的系统性能指标还是相当有保证的。
关键词:数字钟；FPGA；Verilog HDL；Quartus1.1 课题研究背景在现代社会，数据集成电路已广泛运用于日常日常生活的各行各业。
数据集成电路也在不停拆换。
从起初的整流管、电子管、大中小型集成电路发展趋势为具备特大型集成电路和独特作用的各类专用型集成电路。
可是，因为微电子技术科技进步的迅猛发展，集成电路设计方案和生产制造工作中再也不会由半导体生产商独立担负。
系统软件室内设计师更喜欢立即设计方案专用型集成电路(ASIC)处理芯片，并马上资金投入具体运用，因而发生了当场可编程逻辑机器设备(FPLD)，在其中应用最普遍的是当场可编门阵列(FPGA)。
数字钟是一种选用数字电路设计技术性完成时、分、秒计时的装置，在完成数据与此同时表明时、分、秒的准确时间和精确校正时，体积小、重量轻、抗干扰能力强、对自然环境需要高、高精密、易于开发设计等与在办公系统系统软件等众多行业运用非常普遍的传统式表壳式机械手表对比，数字表更精确、形象化，因为沒有机械设备装置，使用期限长。
1.2 国内外研究现状近些年来已经有许多技术人员针对电子器件以及时钟等技术进行了研究，但真正意义上的数字钟表起源于50年代或60年代。
伴随着在我国数字钟表电源电路销售市场的迅速发展趋势，尤其是十二五阶段经济发展方法这一领土主权主旋律早已明确，与之有关的关键生产制造技术运用和产品研发将变成领域公司关心的焦点。
基于VerilogHDL语言多功能数字钟设计毕业设计论文
多功能数字钟NJUST多功能数字钟设计基于VerilogHDL语言学院：电子工程与光电技术学院学号：************姓名：指导教师：2014年11月21日星期五摘要：基于FPGA平台，运用Verilog语言编写设计一多功能数字钟，包括基本的时钟，校时校分，整点报时功能。
扩展闹钟，秒表，万年历，键盘输入功能。
Abstract：FPGA-based platform, using Verilog language to design amulti-functional digital clock, including basic function of clock, school hours, school minutes,the whole point timekeeping. And extended function of alarm clock, stopwatch, calendar, keyboard input.关键词：多功能数字钟，可编程逻辑器件，EDA设计，VerilogKeywords：multi-functional digital clock, FPGA, EDA disign, Verilog目录1 设计要求 (2)2 设计方案选择及思路分析 (2)3 各子模块设计原理和分析 (3)3.1 分频模块 (3)3.2 时分秒模块 (5)3.3 时分调整模块 (6)3.4 报时模块 (7)3.5 扫描显示模块 (8)3.6 秒表模块 (9)3.7 闹钟模块 (10)3.8 万年历模块 (12)3.9 键盘扫描模块 (13)4 调试仿真 (15)5 编程下载 (16)6 结论 (17)7 参考文献 (17)8 实验感想 (17)9 源代码 (18)11 设计要求基于FPGA可编程逻辑器件，用quatusII软件设计一个多功能数字钟，其基本要求如下：1.有基础的计时显示功能，即时、分、秒显示在6个七段管上2.K0,K1,K2,K3分别为系统使能（暂停），时钟清零，校时，校分开关。
电子钟（FPGA设计verilog代码）
电子钟（FPGA设计verilog代码）//*****************************************//电子钟：24小时制时分秒////作者：yotain////clk 50M时钟 CP 1Hz输出可接LED指示灯//nCR 清零（必须接低电平异步清零）//Adj_Min （分校正低电平计时必须接）//Adj_Hour （时校正低电平计时必须接）//dataout （数码管输出）//en （数码管使能端）//(Hour Minute Second 可以不接也可以单独接数码管一位的) //修改bcd_decoder 即可修改显示////*****************************************//************ timeclock top block*************module top_clock ( Hour, Minute, Second, CP, nCR, EN, Adj_Min, Adj_Hour,clk,dataout,en) ;input clk, nCR, EN, Adj_Min, Adj_Hour;output CP;output [7:0] Hour, Minute, Second,dataout;output [3:0] en;wire [7:0] Hour, Minute, Second, dataout;supply1 Vdd;wire MinL_EN, MinH_EN, Hour_EN;//**************Hour, Minute, Second counter************counter10 U1 ( Second[3:0], nCR, EN, CP);counter6 U2 ( Second[7:4], nCR, ( Second[3:0]==4'h9), CP);assign MinL_EN = Adj_Min? Vdd : (Second==8'h59);assign MinH_EN = ( Adj_Min &&( Minute [3:0] ==4'h59))|| ( Minute[3:0]==4'h9)&& (Second == 8'h59);counter10 U3 ( Minute[3:0], nCR, MinL_EN,CP);counter6 U4 ( Minute[7:4], nCR, MinH_EN,CP);assign Hour_EN = Adj_Hour ? Vdd: ((Minute == 8'h59)&&(Second == 8'h59));counter24 U5 ( Hour[7:4], Hour[3:0], nCR, Hour_EN,CP);bcd_decoder U6 (clk,nCR,Hour[7:4],Hour[3:0],Minute[7:4],Minute[3:0],dataout,en);PULSE U7(clk,CP);endmodule//**************counter10 ( BCD 0~9 )*************module counter10 ( Q, nCR, EN, CP);input CP, nCR, EN;output [3 : 0] Q;reg [3 : 0] Q;always @ (posedge CP or negedge nCR)beginif( !nCR ) Q<=4'b0000;else if ( !EN ) Q<=Q;else if ( Q ==4'b1001) Q <= 4'b0000;else Q <= Q+1'b1;endendmodule//**************counter6 ( BCD 0~5 )************ module counter6 ( Q, nCR, EN, CP);input CP, nCR, EN;output [3:0] Q;reg [3:0] Q;always @ (posedge CP or negedge nCR ) beginif(!nCR) Q<= 4'b0000;else if (!EN) Q<=Q;else if (Q == 4'b0101) Q<=4'b0000;else Q <= Q + 1'b1;endendmodule//***************counter24 ( 0~23 )************** module counter24 ( CntH, CntL, nCR, EN, CP); input CP, nCR, EN;output[3:0] CntH,CntL;reg [3:0] CntH,CntL;reg CO;always @ (posedge CP or negedge nCR)if(!nCR) {CntH,CntL} <=8'h00;else if(!EN) {CntH,CntL} <= {CntH,CntL};else if ( (CntH>2)||(CntL>9) || ( (CntH==2)&&(CntL>=3) ) ) {CntH,CntL} <=8'h00;else if((CntH==2)&&(CntL<3))beginCntH<=CntH;CntL<=CntL+1'b1;endelse if (CntL==9)beginCntH=CntH+1'b1;CntL=4'b0000;endelse beginCntH<=CntH;CntL<=CntL+1'b1;endendendmodule//*************cnt_1Hz*****************module PULSE ( clk, clk_1Hz);input clk;output clk_1Hz;reg [24:0] cnt_1Hz;reg R_clk=0;assign clk_1Hz=R_clk;always @ (posedge clk)if (cnt_1Hz==50000000) cnt_1Hz<=0;else cnt_1Hz<=cnt_1Hz+1;endalways @ (posedge clk)beginif(cnt_1Hz<=25000000) R_clk<=1;else R_clk<=0;endendmodule//*************bcd_decoder*************module bcd_decoder (clk,nCR,A,B,C,D,dataout,en);input clk; //system clockinput nCR; //system reset,low is activeinput [3:0] A,B,C,D;output[7:0] dataout;output[3:0] en; //enable high is activereg[7:0] dataout;reg[4:0] en;reg[15:0] cnt_scan;reg[3:0] dataout_buf;always@(posedge clk or negedge nCR)beginif(!nCR) begincnt_scan<=0;endelse begincnt_scan<=cnt_scan+1; endendalways@(cnt_scan) begincase(cnt_scan[15:14]) 2'b00:en=4'b0001;2'b01:en=4'b0010;2'b10:en=4'b0100;2'b11:en=4'b1000; default:en=4'b1111; endcaseendalways@(en)begincase(en)4'b0001:dataout_buf=A;4'b0010:dataout_buf=B;4'b0100:dataout_buf=C;dataout_buf=D; default:dataout_buf=4'b0000; endcaseendalways@(dataout_buf) begincase(dataout_buf)4'b0000:dataout=8'b1111_1100; 4'b0001:dataout=8'b0110_0000; 4'b0010:dataout=8'b1101_1010; 4'b0011:dataout=8'b1111_0010; 4'b0100:dataout=8'b0110_0110; 4'b0101:dataout=8'b1011_0110; 4'b0110:dataout=8'b1011_1110; 4'b0111:dataout=8'b1110_0000; 4'b1000:dataout=8'b1111_1110; 4'b1001:dataout=8'b1110_0110;dataout=8'b1110_1110; 4'b1011:dataout=8'b0011_1110; 4'b1100:dataout=8'b1001_1100; 4'b1101:dataout=8'b0111_1010; 4'b1110:dataout=8'b1001_1110; 4'b1111:dataout=8'b1000_1110; default :dataout=8'b0000_0010; endcaseendendmodule//End of RTL code。
veriloghdl课设(数字钟)
课程设计（报告）任务书（理工科类）Ⅰ、课程设计（报告）题目：实时时钟电路的设计Ⅱ、课程设计（论文）工作内容一、课程设计目标《硬件描述语言》是一门技术性、应用性很强的学科，实验课教学是它的一个极为重要的环节。
不论理论学习还是实际应用，都离不开实验课教学。
如果不在切实认真地抓好学生的实践技能的锻炼上下功夫，单凭课堂理论课学习，势必出现理论与实践脱节、学习与应用脱节的局面。
《HDL项目设计》的目的就是让同学们在理论学习的基础上，通过完成一个涉及时序逻辑、组合逻辑、声光输出的，具有实用性、趣味性的小系统设计，使学生不但能够将课堂上学到的理论知识与实际应用结合起来，而且能够对分析、解决实际的数字电路问题进一步加深认识，为今后能够独立进行某些数字应用系统的开发设计工作打下一定的基础。
二、课程设计任务与要求（1）设计一个数码管实时显示时、分、秒的数字时钟（24小时显示模式）；（2）为了演示方便，应具有分钟、小时快进功能；（3）时、分、秒设置功能（选作）。
三、课程设计考核平时20%；验收40%；报告40%摘要数字钟是人们日常生活中经常使用的计时工具，本次的课程设计是基于Verilog HDL的多功能数字钟，完成时、分、秒的显示功能。
设计利用Verilog HDL 语言自顶向下的设计理念，突出其作为硬件描述语言的良好的可读性、可移植性以及易于理解等优点。
通过Quartus II 5.0和ModelSim SE 6.1f软件完成仿真、综合。
程序下载到FPGA芯片后，可用于实际的数字钟显示中。
此次设计的逻辑结构主要由分频器、计数器和译码显示器三个模块构成。
分频模块将50Mhz系统基准时钟分频产生两路时钟信号，一路是1HZ的数字钟计时工作频率，一路是数码管动态显示的扫描频率；计时模块对1HZ的时钟信号进行计时，分为时、分、秒三个部分；译码显示模块采用动态扫描的方式完成数码管的显示。
最后通过主模块调用三个子模块函数完成整个设计。
基于FPGA的数字钟课程设计
集成电路设计课程设计报告专业班级学号姓名基于FPGA的数字钟课程设计1.任务和设计要求设计具有时、分、秒计数显示，以24小时循环计时的时钟电路，带有清零和校准功能；2.设计原理采用硬件描述语言Verilog 进行编程，实现20MHZ晶振到1HZ的分频；采用verilog 语言实现数字表功能实现的各个模块；通过各个模块的代码生成相应的模块原理图；再将各个模块生成的原理图进行叠加组成一个数字表系统；3.系统设计设计的数字表有6个输入，16个输出；6个输入中，有一个是时钟信号，开发板上的28号引脚输入的50MHZ的时钟信号；一个清零端，当数字表正常显示时，按下清零端可以实现数字钟整体电路图：4.各个模块设计基于EP1C6Q240C8的数字钟设计，有6个模块组成：Fdiv 分频模块Control 模式选择模块Tune 校正模块Zoushi 时间正常运行模块Saomiao 数码管动态扫描模块；Decoder BCD译码模块；Fdiv 模块：功能：实现20MHZ的时钟信号分成10KHZ的信号和1HZ的信号；输入：clk 为20MHZ的时钟信号；输出：f10000HZ 为10KH的时钟信号；F1HZ 为1HZ的时钟信号；Fdiv 模块代码：module fdiv(clk,f10000Hz,f1Hz);output f10000Hz,f1Hz;input clk;reg f10000Hz,f1Hz;integer CNT1=0,CNT2=0;always@(posedge clk)beginif(CNT1<1999)beginCNT1=CNT1+1;f10000Hz<=1'b0;endelsebeginCNT1=0;f10000Hz<=1'b1;endendalways@(posedge f10000Hz)beginif(CNT2<9999)beginCNT2=CNT2+1;f1Hz<=1'b0;endelsebeginCNT2=0;f1Hz<=1'b1;endendendmodulefdiv 模块波形仿真：由于实际的分频波形仿真中，由于要将20MHZ的分成1HZ的，需要将信号缩小20 000 000倍，因此，此处采用将20HZ的先分成10HZ，然后再将10HZ的分成1HZ的时钟信号；在仿真中这样整，在实际演示中再改下代码，实现真正的20MHZ到1HZ的分频；它们只是一个倍数关系而已；Control 模块：功能：实现电子表的正常显示及时间校正模式的转换；输入：key 模式修改键，每来一个高电平，mode加一次。
课程设计---基于Verilog HDL数字时钟设计与实现
课程设计---基于Verilog HDL数字时钟设
计与实现
简介
本课程设计旨在通过使用Verilog硬件描述语言（HDL）设计和实现数字时钟。
学生将研究如何使用Verilog语言来描述数字电路，并将其应用于设计和实现一个简单的数字时钟电路。
设计目标
- 研究使用Verilog HDL来描述和设计数字电路
- 实现一个简单的数字时钟电路
- 熟悉数字时钟的工作原理和设计流程
实施步骤
1. 了解数字时钟的原理和工作方式
2. 研究Verilog HDL语言的基本语法和使用方法
3. 设计并实现时钟的各个功能模块，如时钟显示模块、时钟计数模块等
4. 使用仿真工具验证设计的正确性
5. 进行实际的硬件验证，将设计烧录到FPGA开发板上并进行测试
实验要求
1. 设计的数字时钟应具备基本的时分秒显示功能
2. 时钟应具备可调节的时间设置功能
3. 需要使用FPGA开发板进行实际硬件验证
4. 实验报告应包含设计原理、设计流程、仿真结果和实际硬件验证结果
参考资料
1. Verilog HDL教程
2. FPGA开发板用户手册
3. 相关学术论文和文献
以上为课程设计---基于Verilog HDL数字时钟设计与实现的文档简介。
本课程设计将帮助学生学习Verilog HDL语言并应用于设计和实现数字时钟电路。
基于veriloghdl设计的数字时钟
大学考试答题纸(以论文、报告等形式考核专用)二○ 18 ～二○ 19 学年度第 一 学期 课程编号 1602080001课程名称 学 号姓名 思豪 专业年级 电子科学与技术16级1班题目：基于Verilog HDL 设计的数字时钟摘 要：本文利用Verilog HDL 语言自顶向下的设计法设计多功能数字钟，突出了其作为硬件描述语言的良好的可读性、可移植性和易理解等优点，并通过Altera Quartus Ⅱ 6.0和cyclnoe II EP2C35F672C6完成综合、仿真。
此程序通过下载到FPGA 芯片后，可应用于实际的数字钟显示中关键词：Verilog HDL ；硬件描述语言；FPGA目录一、实验任务 (3)实验目的 (3)实验要求 (3)二、设计思路 (3)三、实验结果 (10)四、总结与收获 (14)一、实验任务实验目的1.深入了解基于quartus ii工具的复杂时序逻辑电路的设计。
2.理解并熟练利用EDA工具进行综合设计。
3.熟练掌握芯片烧录的流程及步骤。
4.掌握Verilog HDL 语言的语法规及时序电路描述法。
实验要求设计一个带秒表功能的24 小时数字钟，它包括以下几个组成部分：①显示屏，由6 个七段数码管组成，用于显示当前时间(时：分，秒)或设置的秒表时间；②复位键复位所有显示和计数③设置键，用于确定新的时间设置，三个消抖按键分别用于时分秒的设置④秒表键，用于切换成秒表功能基本要求(1) 计时功能：这是本计时器设计的基本功能，每隔一秒计时一次，并在显示屏上显示当前时间。
(2) 秒表功能：设置时间，进行倒计时功能(3) 设置新的计时器时间：按下设置键后，用户能通过时分秒三个消抖按键对时间进行设置。
二、设计思路1、总原理框图：原理如上图所示，时钟由分频器模块，数码管显示模块，计时器模块三个模块构成，每个模块实现如下的不同功能，最后通过在顶层模块的调用，来实现时钟功能。
2.顶层模块：顶层模块调用三个字模块，并且定义输入输出口，代码输入所示：modulemyclock2(daojishi,stop,clk,reset,shi,fen,miao,miaoout1,miaoout2,fenout1,fenout2,shiout1,s hiout2);input clk,reset,stop,shi,fen,miao,daojishi;output[6:0] miaoout1,miaoout2,fenout1,fenout2,shiout1,shiout2;wire[3:0] miao1,miao2,fen1,fen2,shi1,shi2;wire clk_1hz;divider_1HZ divider1hz(clk_1hz,reset,clk);count count1(daojishi,shi,fen,miao,stop,miao1,miao2,fen1,fen2,shi1,shi2,reset,clk_1hz); decode4_7 d0(miaoout1,miao1);decode4_7 d1(miaoout2,miao2);decode4_7 d2(fenout1,fen1);decode4_7 d3(fenout2,fen2);decode4_7 d4(shiout1,shi1);decode4_7 d5(shiout2,shi2);endmodule输入输出端口类型功能表：三个子模块的原理和代码：（1）分频模块：分频模块的作用主要是要获得各种频率的时钟信号。
verilog HDL课设(数字钟)
课程设计（报告）任务书（理工科类）Ⅰ、课程设计（报告）题目：实时时钟电路的设计Ⅱ、课程设计（论文）工作容一、课程设计目标《硬件描述语言》是一门技术性、应用性很强的学科，实验课教学是它的一个极为重要的环节。
不论理论学习还是实际应用，都离不开实验课教学。
如果不在切实认真地抓好学生的实践技能的锻炼上下功夫，单凭课堂理论课学习，势必出现理论与实践脱节、学习与应用脱节的局面。
《HDL项目设计》的目的就是让同学们在理论学习的基础上，通过完成一个涉及时序逻辑、组合逻辑、声光输出的，具有实用性、趣味性的小系统设计，使学生不但能够将课堂上学到的理论知识与实际应用结合起来，而且能够对分析、解决实际的数字电路问题进一步加深认识，为今后能够独立进行某些数字应用系统的开发设计工作打下一定的基础。
二、课程设计任务与要求（1）设计一个数码管实时显示时、分、秒的数字时钟（24小时显示模式）；（2）为了演示方便，应具有分钟、小时快进功能；（3）时、分、秒设置功能（选作）。
三、课程设计考核平时20%；验收40%；报告40%摘要数字钟是人们日常生活中经常使用的计时工具，本次的课程设计是基于Verilog HDL的多功能数字钟，完成时、分、秒的显示功能。
设计利用Verilog HDL 语言自顶向下的设计理念，突出其作为硬件描述语言的良好的可读性、可移植性以及易于理解等优点。
通过Quartus II 5.0和ModelSim SE 6.1f软件完成仿真、综合。
程序下载到FPGA芯片后，可用于实际的数字钟显示中。
此次设计的逻辑结构主要由分频器、计数器和译码显示器三个模块构成。
分频模块将50Mhz系统基准时钟分频产生两路时钟信号，一路是1HZ的数字钟计时工作频率，一路是数码管动态显示的扫描频率；计时模块对1HZ的时钟信号进行计时，分为时、分、秒三个部分；译码显示模块采用动态扫描的方式完成数码管的显示。
最后通过主模块调用三个子模块函数完成整个设计。
verilog数字钟设计（FPGA）[15页].doc
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verilog数字钟设计（FPGA）[15页].doc一、课程设计目标1. 熟悉并掌握verilog 硬件描述语言2. 熟悉quartus 软件开发环境3. 学会设计大中规模的数字电路，并领会其中的设计思想二、课程设计实现的功能（1）设计一个数码管实时显示时、分、秒的数字时钟（24小时显示模式）；（2）可以调节小时，分钟。
（3）能够进行24小时和12小时的显示切换。
（4）可以设置任意时刻闹钟，并且有开关闹钟功能。
（5）有整点报时功能，几点钟LED 灯闪亮几下。
（6）有复位按键，复位后时间从零开始计时，但闹钟设置时间不变。
三、设计原理：1、总原理框图：是是计数模块译码显示模块分频模块设置闹钟小时分钟校正小时校正模式选择模块设置闹钟分钟复位是否到闹钟时间切换12进制显示输出闹钟信号到达整点输出整点报时信号附全部代码：总模块：moduleclock(clk,reset,MODE,Alarm_ctr,BT2,H12_24,DSH,DSL,DMH,D ML,DHH,DHL,dian,bao_signa l,nao_signal);input clk;//50MHzinput reset,MODE,Alarm_ctr,BT2,H12_24;//复位键，模式选择按钮，闹钟开关档，调节按钮，12—24小时切换档output [7:0]DMH,DML,DHH,DHL; //4个数码管显示输入信号output dian,bao_signal,nao_signal; //时分间隔点，报时信号,闹钟信号output [3:0]DSH,DSL; //秒钟输出信号wire [3:0] SH,SL,MH,ML,HH,HL;wire [3:0] LED_mode;wire [3:0] HH12,HL12,HH24,HL24,MH24,ML24,SH24,SL24;wire [3:0] set_HH,set_HL,set_MH,set_ML;wire _1HZ,_10ms,_250ms,_500ms;wire Keydone1;wire Keydone2;wire co1,co11,co111,co2,co22,co222,set_co2;wire [3:0]mode_flag;assign dian=1'b0;devide_f u1(_1HZ,_10ms,_250ms,_500ms,reset,clk); //分频，得到4种不同频率的时钟信号key_press u2(_10ms,MODE,Keydone1); //模式档按钮去抖动key_press u20(_10ms,BT2,Keydone2); //调节按钮去除抖动mode u3(Keydone1,mode_flag); //通过模式按钮产生不同模式second u4(_1HZ,reset,mode_flag,Keydone2,SH24,SL24,co1); //秒计时minute u5(co11,reset,MH24,ML24,co2); //分计时hour u6(co22,reset,HH24,HL24); //小时计时SEG7_LUT u7(DML,ML); //4个数码管显示SEG7_LUT u8(DMH,MH);SEG7_LUT u9(DHL,HL);SEG7_LUT u10(DHH,HH);display_LED u11(DSL,SL); //LED灯显示秒或模式灯display_LED u12(DSH,SH);mode_chooseu13(mode_flag,Keydone2,_250ms,co1,co2,set_co2,co11,co22,co 111,co222); //选择模式进行不同操作hour12_24 u14(HH24,HL24,HH12,HL12); //12--24小时切换boshi u15(HH,HL,MH,ML,SH,SL,_1HZ,bao_signal); //整点报时set_naozhongu16(co111,co222,set_HH,set_HL,set_MH,set_ML,set_co2); //设置闹钟时间Naozhongu17(Alarm_ctr,_500ms,set_HH,set_HL,set_MH,set_ML,HH24, HL24,MH24,ML24,nao_signal);//任意闹钟响应LUT_modeu18(mode_flag,H12_24,HH12,HL12,HH24,HL24,MH24,ML24, set_HH,set_HL,set_MH,set_ML, MH,ML,HH,HL);//通过模式选择数码管显示LED_mode u19(mode_flag,SH24,SL24,SH,SL); 模式选择LED灯显示Endmodule分频模块：分频模块的作用主要是要获得各种频率的时钟信号。
基于FPGA多功能数字钟的设计
实验名称：基于FPGA的数字时钟设计一、实验目的：通过实验熟练运用Verilog HDL语言和 FPGA开发软件，使用BASYS2开发板设计一个可调式并且较复杂的数字时钟。
二、实验硬件要求：计算机、BASYS2开发板、蜂鸣器三、实验内容：1、电路功能：在ISE Design Suite 14.7软件开发环境下，使用Verilog描述语言、结合FPGA开发板编译和仿真数字时钟；要求时钟能进行基本的计时功能，按照:“时：分”来显示时间，秒的功能由流水灯表示；能引入秒脉冲进行校时、校分，并可用rst信号给清零；具有整点报时功能，当计时到整点的时候蜂鸣器开始鸣响，响声为乐曲“铃儿响叮当”。
2、电路图：3、Veilog 程序：1）分频模块div_clk：module divclk(sys_clk,rst,sec_clk);input sys_clk,rst;//系统时钟，复位output reg sec_clk;//秒时钟输出reg[27:0] cnt;//分频计数器，在人眼可识别范围之内always @(negedge sys_clk)beginif(rst)//对计数器进行复位begincnt <= 28'h0000000;sec_clk <= 1'b0;endelseif(cnt >= 28'h17d783f)begincnt <= 28'h0000000;sec_clk <= ~sec_clk;endelse cnt <= cnt+1'b1;endendmodule2）时钟计时模块clockmoduleclock(clk,rst,key,hor_h,hor_l,min_h,min_l,sec_h,sec_l,speak,sys_clk); input clk,rst,sys_clk;input [3:0]key;output [3:0]hor_h,hor_l,min_h,min_l,sec_h,sec_l;output speak;reg [3:0]hor_h,hor_l,min_h,min_l,sec_h,sec_l;reg speak;always@(posedge clk or posedge rst)beginif(rst)beginsec_h <=4'h0;sec_l <=4'h0;min_h <=4'h0;min_l <=4'h0;hor_h <=4'h0;hor_l <=4'h0;endelsecase(key)4'b1000:beginif(hor_h >= 4'h2)hor_h <= 4'h0;elsehor_h <= hor_h + 1'b1;end4'b0100:beginif(hor_l >= 4'h9||(hor_h >= 4'h2 && hor_l >= 4'h3)) hor_l <= 4'h0;elsehor_l <= hor_l + 1'b1;end4'b0010:beginif(min_h >= 4'h5)min_h <= 4'h0;elsemin_h <= min_h + 1'b1;end4'b0001:beginif(min_l >= 4'h9)min_l <= 4'h0;elsemin_l <= min_l + 1'b1;enddefault :beginif(sec_l >= 4'h9)beginsec_l <= 4'h0;if(sec_h >= 4'h5)beginsec_h <= 4'h0;if(min_l >= 4'h9)beginmin_l <= 4'h0;if(min_h >= 4'h5)beginmin_h <= 4'h0;if(hor_l >= 4'h9||(hor_h >= 4'h2 && hor_l >= 4'h3))beginhor_l <= 4'h0;if(hor_h >= 4'h2)hor_h <= 4'h0;elsehor_h <= hor_h + 1'b1;endelsehor_l <= hor_l + 1'b1;endelsemin_h <= min_h + 1'b1;endelsemin_l <= min_l + 1'b1;endelsesec_h <= sec_h + 1'b1;endelsesec_l <= sec_l + 1'b1;endendcaseendalways @(posedge clk)beginif(rst)speak <= 1'b0;else if(min_h == 4'h0 && min_l <=4'h0 && sec_h <= 4'h0)speak <= 1'b1;elsespeak <= 1'b0;endendmodule3）发声模块speaker：module speaker(clk,rst,en,f);input clk,rst,en;output reg f;reg [6:0] tonestep;reg [3:0] tonecode;reg [19:0] divcnt;reg [19:0] cntnum;reg sub_clk;reg[24:0] sub_cnt;always@(posedge clk)beginif(rst) beginsub_cnt <= 0;cntnum <= 0;divcnt <= 0;f <= 0;sub_clk <=0;endelse beginif(sub_cnt >=1500000)beginsub_clk <= ~sub_clk;sub_cnt <=0;endelse sub_cnt <= sub_cnt + 1'b1;if(en == 1'b1)begincase(tonecode)1:cntnum <= 95444;2:cntnum <= 85052;3:cntnum <= 75750;4:cntnum <= 71625;5:cntnum <= 63775;6:cntnum <= 56825;7:cntnum <= 50600;default : cntnum <= 0;endcaseif(cntnum == 0)f <= 1'b0;elseif(divcnt >= cntnum)begindivcnt <= 0;f <= ~f;endelse divcnt <= divcnt + 1'b1;endendendalways@(posedge sub_clk)beginif(rst)begintonestep <= 0;tonecode <= 0;endelseif(tonestep <=80)tonestep <= tonestep + 1'b1;else tonestep <= 0;case(tonestep)7'b0000000:tonecode <= 3;7'b0000001:tonecode <= 3;7'b0000010:tonecode <= 8;7'b0000011:tonecode <= 3;7'b0000100:tonecode <= 3;7'b0000101:tonecode <= 8;7'b0000110:tonecode <= 8;7'b0000111:tonecode <= 3;7'b0001000:tonecode <= 3;7'b0001001:tonecode <= 3;7'b0001010:tonecode <= 3;7'b0001011:tonecode <= 8;7'b0001100:tonecode <= 8;7'b0001101:tonecode <= 3;7'b0001110:tonecode <= 3;7'b0001111:tonecode <= 8;7'b0010000:tonecode <= 3;7'b0010001:tonecode <= 3;7'b0010010:tonecode <= 8;7'b0010011:tonecode <= 8;7'b0010101:tonecode <= 3; 7'b0010110:tonecode <= 3; 7'b0010111:tonecode <= 3; 7'b0011000:tonecode <= 8; 7'b0011001:tonecode <= 8; 7'b0011010:tonecode <= 3; 7'b0011011:tonecode <= 3; 7'b0011100:tonecode <= 8; 7'b0011101:tonecode <= 5; 7'b0011110:tonecode <= 5; 7'b0011111:tonecode <= 8; 7'b0100000:tonecode <= 8; 7'b0100001:tonecode <= 1; 7'b0100010:tonecode <= 1; 7'b0100011:tonecode <= 8; 7'b0100100:tonecode <= 2; 7'b0100101:tonecode <= 2; 7'b0100110:tonecode <= 8; 7'b0100111:tonecode <= 8; 7'b0101000:tonecode <= 3; 7'b0101001:tonecode <= 3; 7'b0101010:tonecode <= 3; 7'b0101011:tonecode <= 3; 7'b0101100:tonecode <= 8; 7'b0101101:tonecode <= 8; 7'b0101110:tonecode <= 4; 7'b0101111:tonecode <= 4; 7'b0110000:tonecode <= 8; 7'b0110001:tonecode <= 4; 7'b0110010:tonecode <= 4;7'b0110100:tonecode <= 8; 7'b0110101:tonecode <= 4; 7'b0110110:tonecode <= 4; 7'b0110111:tonecode <= 4; 7'b0111000:tonecode <= 8; 7'b0111001:tonecode <= 4; 7'b0111010:tonecode <= 8; 7'b0111011:tonecode <= 8; 7'b0111100:tonecode <= 4; 7'b0111101:tonecode <= 4; 7'b0111110:tonecode <= 8; 7'b0111111:tonecode <= 3; 7'b1000000:tonecode <= 3; 7'b1000001:tonecode <= 8; 7'b1000010:tonecode <= 8; 7'b1000011:tonecode <= 3; 7'b1000100:tonecode <= 3; 7'b1000101:tonecode <= 3; 7'b1000110:tonecode <= 8; 7'b1000111:tonecode <= 3; 7'b1001000:tonecode <= 8; 7'b1001001:tonecode <= 3; 7'b1001010:tonecode <= 8; 7'b1001011:tonecode <= 5; 7'b1001100:tonecode <= 5; 7'b1001101:tonecode <= 8; 7'b1001110:tonecode <= 5; 7'b1001111:tonecode <= 5; 7'b1010000:tonecode <= 8; 7'b1000001:tonecode <= 8;7'b1000010:tonecode <= 4;7'b1000011:tonecode <= 4;7'b1000100:tonecode <= 8;7'b1000101:tonecode <= 2;7'b1000110:tonecode <= 2;7'b1000111:tonecode <= 8;7'b1001000:tonecode <= 8;7'b1001001:tonecode <= 1;7'b1001010:tonecode <= 1;7'b1001011:tonecode <= 1;7'b1001100:tonecode <= 1;7'b1001101:tonecode <= 8;7'b1001110:tonecode <= 8;7'b1001111:tonecode <= 5;7'b1010000:tonecode <= 5;7'b1010001:tonecode <= 8;7'b1010010:tonecode <= 3;7'b1010011:tonecode <= 3;7'b1010100:tonecode <= 8;7'b1010101:tonecode <= 8;7'b1010110:tonecode <= 2;7'b1010111:tonecode <= 2;7'b1011000:tonecode <= 8;7'b1011001:tonecode <= 1;7'b1011010:tonecode <= 1;7'b1011011:tonecode <= 8;7'b1011100:tonecode <= 8;endcaseendendmodule4）数码管显示模块seg：module seg(q,ctr,h_h,h_l,m_h,m_l,clk,rst);output[6:0]q;output[3:0] ctr;input[3:0] h_h,h_l,m_h,m_l;input clk,rst;reg[6:0] q;reg[25:0] count;reg[3:0] temp;reg[3:0] scan;always @ (posedge clk)beginif (rst)begincount = 0;endelsebegincount = count +1;endendalways @ (posedge clk ) //Seg Scanbeginif(rst)beginscan<=4'b0000;endelsecase(count[11:10]) // 执行设计时将扫描频率改回 2'b00: scan<=4'b0111;2'b01: scan<=4'b1011;2'b10: scan<=4'b1101;2'b11: scan<=4'b1110;endcaseendassign ctr = scan;always @ (posedge clk) //Seg Scanbeginif(rst)begintemp<=4'b0000;endelsecase(count[11:10]) // 执行设计时将扫描频率改回 2'b00: temp<=h_h;2'b01: temp<=h_l;2'b10: temp<=m_h;2'b11: temp<=m_l;endcaseendalways @(posedge clk) //数码管译码beginif(rst)beginq<=7'b0000000;endelsecase(temp)4'd0:q<=7'b0000001; //04'd1:q<=7'b1001111; //14'd2:q<=7'b0010010; //24'd3:q<=7'b0000110; //34'd4:q<=7'b1001100; //44'd5:q<=7'b0100100; //54'd6:q<=7'b0100000; //64'd7:q<=7'b0001111; //74'd8:q<=7'b0000000; //84'd9:q<=7'b0000100; //9default:q<=7'b0000001;endcaseendendmodule5）秒计时流水灯模块sec_ledmodule sec_led(input sys_clk,input rst,output [7:0] led);reg[24:0] cnt;reg[7:0] led_reg;always@(posedge sys_clk)beginif(rst)cnt <= 0;else cnt <= cnt+1;endalways@(posedge sys_clk)beginif(rst)led_reg <= 8'b0000_0001;else if (cnt == 25'd4*******)beginled_reg <= led_reg << 1;if(led_reg==8'b1000_0000)led_reg<=8'b0000_0001;endassign led=led_reg;Endmodule6键盘修改模块:module keyboard(input sys_clk,// input rst_n,input ps2_clk,input ps2_data,output reg[3:0] key_val);wire [15:0]xkey;reg ps2cf,ps2df;reg clk25=0;reg [7:0]ps2c_filter,ps2d_filter;reg [10:0]shift1,shift2;assign xkey={shift2[8:1],shift1[8:1]};assign rst_n=1;always@(posedge sys_clk)clk25=~clk25;always@(posedge clk25 or negedge rst_n) beginif(!rst_n)beginps2c_filter<=0;ps2d_filter<=0;ps2cf<=1;ps2df<=1;endelsebeginps2c_filter[7]<=ps2_clk;ps2c_filter[6:0]<=ps2c_filter[7:1];ps2d_filter[7]<=ps2_data;ps2d_filter[6:0]<=ps2c_filter[7:1];if(ps2c_filter==8'b1111_1111)ps2cf<=1;elseif(ps2c_filter==8'b0000_0000)ps2cf<=0;if(ps2d_filter==8'b1111_1111)ps2df<=1;elseif(ps2d_filter==8'b0000_0000)ps2df<=0;endendalways@(negedge ps2cf or negedge rst_n)beginif(!rst_n)beginshift1<=0;shift2<=1;endelsebeginshift1<={ps2df,shift1[10:1]};shift2<={shift1[0],shift2[10:1]};endendparameterone = 16'b0001_0110_0001_0110,//{16,16},two = 16'b0001_1110_0001_1110,//{1e,1e},three = 16'b0010_0110_0010_0110,//{26,26},four = 16'b0010_0101_0010_0101,//{25,25},onen = 16'b1111_0000_0001_0110,//{F0,16},twon = 16'b1111_0000_0001_1110,//{F0,1E},threen = 16'b1111_0000_0010_0110,//{F0,26},fourn = 16'b1111_0000_0010_0101;//{F0,25};always@(xkey)case(xkey)one:key_val<=4'b1000;two:key_val<=4'b0100;three:key_val<=4'b0010;four:key_val<=4'b0001;onen:key_val<=4'b0000;twon:key_val<=4'b0000;threen:key_val<=4'b0000;fourn:key_val<=4'b0000;default:key_val<=4'b0000;endcaseendmodulemodule keyboard(input sys_clk,// input rst_n,input ps2_clk,input ps2_data,output reg[3:0] key_val);wire [15:0]xkey;reg ps2cf,ps2df;reg clk25=0;reg [7:0]ps2c_filter,ps2d_filter;reg [10:0]shift1,shift2;assign xkey={shift2[8:1],shift1[8:1]};assign rst_n=1;always@(posedge sys_clk)clk25=~clk25;always@(posedge clk25 or negedge rst_n)beginif(!rst_n)beginps2c_filter<=0;ps2d_filter<=0;ps2cf<=1;ps2df<=1;endelsebeginps2c_filter[7]<=ps2_clk;ps2c_filter[6:0]<=ps2c_filter[7:1];ps2d_filter[7]<=ps2_data;ps2d_filter[6:0]<=ps2c_filter[7:1];if(ps2c_filter==8'b1111_1111)ps2cf<=1;elseif(ps2c_filter==8'b0000_0000)ps2cf<=0;if(ps2d_filter==8'b1111_1111)ps2df<=1;elseif(ps2d_filter==8'b0000_0000)ps2df<=0;endendalways@(negedge ps2cf or negedge rst_n)beginif(!rst_n)beginshift1<=0;shift2<=1;endelsebeginshift1<={ps2df,shift1[10:1]};shift2<={shift1[0],shift2[10:1]};endendparameterone = 16'b0001_0110_0001_0110,//{16,16},two = 16'b0001_1110_0001_1110,//{1e,1e},three = 16'b0010_0110_0010_0110,//{26,26},four = 16'b0010_0101_0010_0101,//{25,25},onen = 16'b1111_0000_0001_0110,//{F0,16},twon = 16'b1111_0000_0001_1110,//{F0,1E},threen = 16'b1111_0000_0010_0110,//{F0,26},fourn = 16'b1111_0000_0010_0101;//{F0,25};always@(xkey)case(xkey)one:key_val<=4'b1000;two:key_val<=4'b0100;three:key_val<=4'b0010;four:key_val<=4'b0001;onen:key_val<=4'b0000;twon:key_val<=4'b0000;threen:key_val<=4'b0000;fourn:key_val<=4'b0000;default:key_val<=4'b0000;endcaseendmodule4、仿真波形图和波形解释：（1）、仿真波形图：（2）、波形解释：将系统的50Mhz的时钟频率进行分频为1hz的频率。
基于FPGA的Verilog-HDL数字钟设计--
基于FPGA的Verilog HDL数字钟设计专业班级姓名学号一、实验目的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。
二、实验要求功能要求：利用实验板设计实现一个能显示时分秒的多功能电子钟，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：5)定时报：时间自定(不要求改变)，闹1分钟(1kHz)---利用板上LED或外接电路实现。
6)仿广播电台正点报时：XX:59:[51,53,55,57(500Hz);59(1kHz)] ---用板上LED或外接7)报整点时数：XX:00:[00.5-XX.5](1kHz)，自动、手动---用板上LED或外接8)手动输入校时；9)手动输入定时闹钟；10)万年历；11)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。
三、实验设计功能说明：实现时钟，时间校时，闹铃定时，秒表计时等功能1.时钟功能：完成分钟/小时的正确计数并显示；秒的显示用LED灯的闪烁做指示；时钟利用4位数码管显示时分；2.闹钟定时：实现定时提醒及定时报时，利用LED灯代替扬声器发出报时声音；3.时钟校时：当认为时钟不准确时，可以分别对分钟和小时位的值进行调整；4.秒表功能：利用4个数码管完成秒表显示：可以实现清零、暂停并记录时间等功能。
基于FPGA的数字钟设计
基于FPGA的数字钟系统姓名：蒋佳霖学号：1023000657学院：物理与电子学院摘要：本文利用FPGA的Verilog语言设计数字钟系统。
并采用Quartuse 进行综合，仿真，实验。
经过测试，本文所设计的系统基本可以实现数字的计时和显示，调整时间的功能。
关键字:FPGA，Verilog语言，数字钟系统1、设计所实现的功能本文所设计的数字钟系统能进行时，分，秒的显示，和对时间的校正。
能够利用按键进行“调时”，“调分”，“清秒”的功能，随时对数码管进行调整和校正。
数字钟系统是由系统时钟，数码管，FPGA，三个功能键组成。
2、设计所采用的思想本文所设计的数字钟系统采用Veriloig自顶而下的设计方法。
在编程中，通过键位的数值的判断来调用例化语句实现控制模块对计时模块和分频模块的控制。
3、各模块的代码及测试情况分频模块的代码：module szz_fenpin(clk,clk_1HZ);input clk;outpit clk_1HZ;reg[31:0] count;always @(posedge clk)beginif ( count < M/2-1)begincount <= count + 1;endelsebegincount <= 0;clk_1HZ <= ~clk_1HZ;endendendmodule注：本文所使用的分频模块只能进行偶数分频。
M为分频的倍数。
计时模块：module szz_js(clk_1HZ,num1,num2,num3,num4,num5,num6);input clk_1HZ;output reg[3:0] num1,num2,num3,num4,num5,num6;always@(posedge clk_1HZ)beginif((num6==4'b10)&&(num5==4'b100)) beginnum5=4'b0;num6=4'b0;endelse if(num5==4'b1001)beginnum6=num6+4'b1;num5=4'b0;endelse if(num4==4'b0110)beginnum5=num5+4'b1;num4=4'b0;endelse if(num3==4'b1001)beginnum3=4'b0;num4=num4+4'b1;endelse if(num2==4'b0110)beginnum2=4'b0;num3=num3+4'b1;endelse if(num1==4'b1001)beginnum1=4'b0;num2=num2+4'b1;endelsebeginnum1=num1+4'b1;endendendmodule注:本文所使用的计时模块的代码采用状态机，非阻塞语句赋值，所以在判以后不会立即清零，所以判断采用是当其为5的时候才进行下一次状态，并在下一次状态进行清零。
Verilog数字钟设计
hclk<=0;
end
end
////////小时计时模块///
assign h_clk=hclk||counta;//////h_clk 产生进位或校正改变
assign cta=(num4&clk)|(!num4&h_clk); //cta 用于计时、校时中的小时计数
always @(posedge cta)
Hale Waihona Puke always @(posedge ctb)
if(ahour==8'h23) ahour<=0;
else
if(ahour[3:0]==9)
begin ahour[3:0]<=0; ahour[7:4]<=ahour[7:4]+1; end
else ahour[3:0]<=ahour[3:0]+1;
endmodule
else
begin counta<=change; {LD_min,LD_hour}<=1; end/////指示当前调整的是小时
always @(posedge clk_2) if ( cnt5 < 10/2-1) /////////////////////////////////////////10 分频，生成 1kHz 标准信号 begin cnt5<= cnt5 + 1; end
else begin cnt5<= 0; clk_1k<= ~clk_1k; end
代码如下：
//fenpin module fenpin(clk,clk_1Hz,clk_100Hz,clk_1k); output clk_1Hz,clk_100Hz,clk_1k; input clk; reg clk_1Hz=0,clk_3=0,clk_1=0,clk_2=0,clk_1k=0; reg [6:0] cnt1=0,cnt2=0,cnt3=0,cnt4=0,cnt5=0; wire clk_100Hz; always @(posedge clk) begin if ( cnt1 < 156/2-1) /////////////////////////////////////////////156 分频,生成 1MHz 信号 begin cnt1 <= cnt1 + 1; end else begin cnt1 <= 0; clk_1 <= ~clk_1; end end
基于FPGA的电子钟设计
ARCHITECTURE BEHAV OF COLOR IS
BEGIN
PROCESS(START)
BEGIN
CASE START IS
WHEN '0'=> SPEAKER<='0';
WHEN '1'=> SPEAKER<=CLK;
WHEN OTHERS=>NULL;
END CASE;
WHEN 3=>LEDS<="0000000000001000";
WHEN 4=>LEDS<="0000000000010000";
WHEN 5=>LEDS<="0000000000100000";
WHEN 6=>LEDS<="0000000001000000";
WHEN 7=>LEDS<="0000000010000000";
COUT: OUT STD_LOGIC);
END COUNT60;
ARCHITECTURE BEHAV OF COUNT60 IS
SIGNAL OLBR:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);
SIGNAL OHBR:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);
BEGIN
Y<=CLK WHEN S='0'
ELSE BOTTON;
END BEHAV;
报时/花样显示原理图
时钟顶层原理图：
ELSIF(OLBR>8)THEN
OLBR<="0000";OHBR<=OHBR+1;
基于FPGA的数字时钟设计设计
基于FPGA的数字时钟设计设计设计（论文）题目：基于FPGA的数字时钟设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要随着科学技术的飞速发展，系统向着高速度、低功耗、低电压和网络化、移动化方向发展，各个领域对电路的要求越来越高，传统单一功能的电路很难满足发展的要求，而可编程逻辑器件（CPLD/FPGA）可以很方便地通过对逻辑结构的修改和配置，完成对系统和设备的升级。
基于Verilog HDL设计的数字时钟
深圳大学考试答题纸(以论文、报告等形式考核专用)二○18 ～二○19 学年度第一学期课程编1602080001 课程名称号学姓名李思豪专业年级电子科学与技术16级1班号题目：基于Verilog HDL设计的数字时钟摘要：本文利用Verilog HDL语言自顶向下的设计方法设计多功能数字钟，突出了其作为硬件描述语言的良好的可读性、可移植性和易理解等优点，并通过Altera QuartusⅡ 6.0和cyclnoe II EP2C35F672C6完成综合、仿真。
此程序通过下载到FPGA芯片后，可应用于实际的数字钟显示中关键词：Verilog HDL；硬件描述语言；FPGA目录一、实验任务 (3)实验目的 (3)实验要求 (3)二、设计思路 (3)三、实验结果 (10)四、总结与收获 (14)一、实验任务实验目的1.深入了解基于quartus ii工具的复杂时序逻辑电路的设计。
2.理解并熟练利用EDA工具进行综合设计。
3.熟练掌握芯片烧录的流程及步骤。
4.掌握Verilog HDL 语言的语法规范及时序电路描述方法。
实验要求设计一个带秒表功能的24 小时数字钟，它包括以下几个组成部分：①显示屏，由6 个七段数码管组成，用于显示当前时间(时：分，秒)或设置的秒表时间；②复位键复位所有显示和计数③设置键，用于确定新的时间设置，三个消抖按键分别用于时分秒的设置④秒表键，用于切换成秒表功能基本要求(1) 计时功能：这是本计时器设计的基本功能，每隔一秒计时一次，并在显示屏上显示当前时间。
(2) 秒表功能：设置时间，进行倒计时功能(3) 设置新的计时器时间：按下设置键后，用户能通过时分秒三个消抖按键对时间进行设置。
二、设计思路1、总原理框图：原理如上图所示，时钟由分频器模块，数码管显示模块，计时器模块三个模块构成，每个模块实现如下的不同功能，最后通过在顶层模块的调用，来实现时钟功能。
2.顶层模块：顶层模块调用三个字模块，并且定义输入输出口，代码输入所示：modulemyclock2(daojishi,stop,clk,reset,shi,fen,miao,miaoout1,miaoout2,fenout1,fenout2,shiout1,shiout2) ;input clk,reset,stop,shi,fen,miao,daojishi;output[6:0] miaoout1,miaoout2,fenout1,fenout2,shiout1,shiout2;wire[3:0] miao1,miao2,fen1,fen2,shi1,shi2;wire clk_1hz;divider_1HZ divider1hz(clk_1hz,reset,clk);count count1(daojishi,shi,fen,miao,stop,miao1,miao2,fen1,fen2,shi1,shi2,reset,clk_1hz); decode4_7 d0(miaoout1,miao1);decode4_7 d1(miaoout2,miao2);decode4_7 d2(fenout1,fen1);decode4_7 d3(fenout2,fen2);decode4_7 d4(shiout1,shi1);decode4_7 d5(shiout2,shi2);endmodule输入输出端口类型功能表：三个子模块的原理和代码：（1）分频模块：分频模块的作用主要是要获得各种频率的时钟信号。
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基于FPGA的Verilog HDL数字钟设计
专业班级姓名学号
一、实验目的
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。
二、实验要求
✧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，基本功能：
1)准确计时，以数字形式显示时、分、秒，可通过按键选择当前显示时间范围模式；
2)计时时间范围00:00:00－23:59:59
3)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：
5)定时报：时间自定(不要求改变)，闹1分钟(1kHz)---利用板上LED或外接电路实现。
6)仿广播电台正点报时：XX:59:[51,53,55,57(500Hz);59(1kHz)] ---用板上LED或外接
7)报整点时数：XX:00:[00.5-XX.5](1kHz)，自动、手动---用板上LED或外接
8)手动输入校时；
9)手动输入定时闹钟；
10)万年历；
11)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。
三、实验设计
功能说明：实现时钟，时间校时，闹铃定时，秒表计时等功能
1.时钟功能：完成分钟/小时的正确计数并显示；秒的显示用LED灯的闪烁做指示；
时钟利用4位数码管显示时分；
2.闹钟定时：实现定时提醒及定时报时，利用LED灯代替扬声器发出报时声音；
3.时钟校时：当认为时钟不准确时，可以分别对分钟和小时位的值进行调整；
4.秒表功能：利用4个数码管完成秒表显示：可以实现清零、暂停并记录时间等功能。
秒表利用4位数码管计数；
方案说明：本次设计由时钟模块和译码模块组成。
时钟模块中50MHz的系统时钟clk分频产生一个1Hz的使能控制信号enable，并以此产生1s的脉冲second_en以实现每秒计时，控制各个模式下的计数显示。
由模式控制信号选择当前数码管显示哪个状态：
mode=00，时钟常规显示状态，
mode=01，闹铃定时状态，
mode=10，时钟校时状态，
mode=11，秒表计时状态；
时钟：利用count，smin0，smin1，shour0，shour1的计数来实现，具体情况见程序；
校时：当turn=1时，调整分位smin1、smin0；当turn=0时，调整小时位shour1、shour0；闹铃：当turn=1时，调整分位amin1、amin0；当turn=0时，调整小时位ahour1、ahour0；秒表：当pause=0时，开始计时；当pause=1时，暂停。
四、实验代码
译码模块
五、仿真
进入ISim仿真波形界面
（1）仿真，运行1ms，将波形结果调整为适合的大小。
（2）这时我们可以分别点开clock模块和display模块查看具体的信号变化是否正确。
我们先看clock模块。
（3）当mode = 00时，实现正常时钟显示功能。
在脉冲second_en到来时，count做计数加1，此时小时位是shour1，shour0，分钟位是smin1，smin0，将这几个相关信号在波形窗口中位置做个调整放到一起来查看。
当count计数到59时，分钟位smin0实现加1变化，由0变为1；此时结果是正确的。
（4）当mode =2’b01时，实现闹铃模块。
当turn=1时，调整分位amin1、amin0；当turn=0时，调整小时位ahour1、ahour0。
将相关信号放在一起查看，由图可知，当turn为低时，调整小时位，ahour0计数加1，计数到9后清零且ahour1加1；当turn为高时，调整分钟位，amin0计数加1，计数到9后清零且ahouu1加1。
结果显然是正确的。
（5）当mode = 2’b10时，实现校时功能。
当turn=1时，调整分位smin1、smin0；当turn=0时，调整小时位shour1、shour0。
将相关信号放在一起查看，由图可知，当turn为低时，调整小时位，shour0计数加1，计数到9后清零且shour1加1；当turn为高时，调整分钟位，smin0计数加1，计数到9后清零且shouu1加1。
结果显然是正确的。
（6）当mode = 2’b11时，实现秒表计时功能。
当pause=0时，开始计时；当pause=1时，暂停。
由图可知，当pause=0时，mmin0计数加1，计数到9后清零且mmin1加1；当pause=1时，此时暂停秒表，mmin0的值保持为2。
结果也是正确的。
（7）查看display模块。
此时是对之前得到的4位数码管的值进行译码并显示。
我们可以随机抓取发生变化的几个结果来看，比如看到625265000ns处的时间点。
如下图所示：当扫描选择信号ctr为“1011”时，此时是显示数码管的第二位即h0，它的值为5，temp为“0101”，所对应的译码值为q=“0100100”，结果是正确的。