数字电路时钟设计verilog语言编写--

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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。

verilog posedge写法

一、Verilog语言简介Verilog是一种硬件描述语言（HDL），用于对数字电路进行建模、仿真和验证。

它是一种行为级语言，可以描述电路的行为和时序特性，是数字电路设计中常用的一种语言。

二、Verilog中的posedge关键字在Verilog中，posedge是一个关键字，表示信号在上升沿时的状态。

在描述时序逻辑时，我们常常会用到posedge关键字来表示时钟信号的上升沿触发。

在时序逻辑中，信号的改变往往是在时钟信号的上升沿上发生的，因此posedge关键字在描述时序逻辑时非常重要。

三、Verilog中的posedge写法在Verilog中，我们可以使用posedge关键字来描述时钟信号的上升沿触发。

其基本语法如下：```always @(posedge clk)begin// 在时钟信号的上升沿触发时执行的操作// 例如更新寄存器、执行状态转移等end```在上面的代码中，posedge关键字后面的clk表示时钟信号，当时钟信号的上升沿到来时，begin和end之间的操作会被执行。

这种写法常用于描述时序逻辑，例如在时钟上升沿触发时更新寄存器中的数据，执行状态转移逻辑等。

四、在实际应用中的例子以下是一个简单的Verilog代码片段，演示了posedge的使用方式：```module posedge_example (input wire clk,input wire reset,output reg q);always @(posedge clk or posedge reset)beginif (reset)q <= 1'b0;elseq <= ~q;endendmodule```在上面的代码中，当时钟信号clk的上升沿到来时，会执行always块中的逻辑。

reset信号的上升沿也会触发逻辑的执行。

在该例子中，我们使用posedge来描述时钟信号的上升沿触发，以及reset信号的上升沿触发。

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。

基于verilog语言编程的数字秒表设计

数字秒表设计系别：电子通信工程系专业：电子信息工程班级：学号：姓名：数字秒表（基于verilong语言编程）课程设计一、设计要求用verilong语言编写程序，结合实际电路，设计一个4位LED数码显示“秒表”，显示时间为99.9~00.0秒，每秒自动减一，精度为0.1。

另设计一个“开始”按键和一个“复位”按键。

再增加一个“暂停”按键。

按键说明：按“开始”按键，开始计数，数码管显示从99.9开始每秒自动减一；按“复位”按键，系统复位，数码管显示99.9；按“暂停”按键，系统暂停计数，数码管显示当时的计数。

二、设计目的1、通过本次课程设计加深对verilong语言课程的全面认识、复习和掌握，对EPM7064芯片的应用达到进一步的了解。

2、掌握定时器、外部中断的设置和编程原理。

3、通过此次课程设计能够将软硬件结合起来，对程序进行编辑，调试。

使其能够通过电脑下载到芯片，正常工作。

4、实际操作Quartus II软件，复习巩固以前所学知识。

三、总体设计本秒表系统具有复位、暂停、秒表计时等功能。

clk为系统工作时钟，采用Altera DE2上的50M时钟信号，经过分频器产生秒表计时周期为0.01s的时钟，再经过计数器，分别对秒表的百分位、十分位、秒、秒十位、分、分十位进行计数。

onoff为启动/暂停控制信号，当它为0时，启动计时，当它为1时，计时暂停。

clr为复位信号，当该信号有效时，计数器和译码清零，此时数码管显示输出为00：00：00。

在总体电路图中，根据设计要求，需要两个输入控制信号onoff和clr。

由于开发板上除了拨动开关就是瞬时的按键开关,且按键开关平时都呈高电平,按一下为低电平。

故在实际测试时采用了拨动开关SW0来控制秒表的启动/暂停，通过KEY0来控制秒表的清零。

四、设计思路描述该实验要求进行计时并在数码管上显示时间，通过相关软件Quartus II编译，利用JTAG 下载电路到核心芯片，驱动硬件工作。

简单的数字时钟(verilog设计)

Verilog作为一种硬件描述语言，可用于设计和实现数字系统，包括数字时钟。通过Verilog设计数字时钟，可以加深对数字系统和Verilog语言的理解，并提高设计能力。
设计目标与要求
设计一个简单的数字时钟，能够显示时、分、秒。
时钟应具有可靠性、稳定性和可扩展性。
要求使用Verilog语言实现，并能够在 FPGA或ASIC上实现。
设计思路及流程
• 设计思路：采用模块化设计方法，将数字时钟划分为不同的模块，如计数器模块、显示模块等。每个模块负责实现特定的功能，并通过接口与其他模块进行通信。
设计思路及流程
设计流程 1. 确定设计需求和目标。 2. 制定设计方案和计划。
设计思路及流程
3. 编写Verilog代码，实现各个模块的功能。 5. 根据测试结果进行调试和优化。
未来改进方向探讨
提高计时精度
通过改进算法或采用更高性能的硬件平台，提高数
字时钟的计时精度。
降低资源占用
优化代码结构，减少不必要的资源占用，提高时钟系统的运行效率。
增加实用功能
拓展应用领域
考虑增加闹钟、定时器等实用功能，使数字时钟更加符合用户需求。
探索将数字时钟应用于更多领域，如智能家居、
数据类型与运算符
Verilog中的数据类型包括
整型、实型、时间型、数组、结构体等。
Verilog中的运算符包括
算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、位运算符等。
顺序语句与并行语句
Verilog中的顺序语句包括
赋值语句、条件语句、循环语句等，用于描述电路的时序行为。
Verilog中的并行语句包括
模块实例化、连续赋值语句、门级电路描述等，用于描述电路的并行行为。

verliog数字时钟计数器电路设计

Verilog数字时钟计数器电路设计一、引言Verilog是一种硬件描述语言，用于描述、设计和模拟数字电路。

数字时钟计数器电路是数字电子系统中常见的模块，用于产生时钟信号和计数功能。

本文将介绍如何使用Verilog语言设计数字时钟计数器电路。

二、电路功能数字时钟计数器电路的功能是产生一个稳定的时钟信号，并实现计数功能，用于驱动数字系统中的时序逻辑。

该电路通常包括时钟发生器和计数器两部分，时钟发生器用于产生稳定的时钟信号，而计数器用于对时钟信号进行计数。

三、Verilog语言简介Verilog是一种硬件描述语言，它可以用于描述数字电路的结构、行为和时序特性。

Verilog语言具有丰富的语法结构，包括模块、端口、信号、赋值语句、过程块等，可以描述数字电路中的各种逻辑和时序操作。

四、数字时钟计数器电路设计1. 模块定义我们需要使用Verilog语言定义数字时钟计数器的模块。

模块是Verilog语言中的最基本单元，用于描述数字电路的结构和行为。

以下是数字时钟计数器模块的定义：```verilogmodule clk_counter(input wire clk,input wire rst,output reg [3:0] count);```在上面的代码中，我们定义了一个名为`clk_counter`的模块，该模块包括一个时钟输入`clk`、一个复位输入`rst`和一个4位计数输出`count`。

2. 时钟发生器接下来，我们需要设计时钟发生器模块，用于产生稳定的时钟信号。

以下是时钟发生器模块的定义：```verilogmodule clk_generator(output reg clk);always #10 clk = ~clk;endmodule```在上面的代码中，我们定义了一个名为`clk_generator`的模块，该模块包括一个时钟输出`clk`。

通过`always`块和`#10`延时控制，我们实现了一个简单的时钟发生器，每10个时间单位翻转一次。

用verilog-HDL多功能数字钟

用verilog-HDL多功能数字钟Verilog HDL实验报告基于Verilog HDL语言的多功能数字钟设计一、试验目的设计一个有如下功能的数字钟：（１）计时功能：包括时、分、秒。

（２）定时与闹钟功能：能在所设定的时间发出铃音。

（３）校时功能：对小时、分钟和秒钟进行手动校时。

（４）整点报时功能：每到整点能够发出“嘀嘀嘀嘀嘟”四短一长的报时。

二、试验原理ALERT HOUR[7..0]MIN[7..0]SEC[7..0]LD_ALERT LD_HOUR LD_MINCLK CLK_1K MODE TURN CHANGEclockCLK CLK_1K MODE TURN CHANGEALERTHOUR[7..0]MIN[7..0]SEC[7..0]LD_ALERT LD_HOUR LD_MIN多功能数字钟端口示意图数字钟设有五个输入端，分别为时钟输入（CLK ）、模式（MODE ）、产生声音的时钟信号（CLK_1K ）、切换（TURN ）和调时（CHANGE ）键。

输出共七个，其中HOUR[7..0]、MIN[7..0]和SEC[7..0]采用BCD 计数方式，分别驱动2个数码管。

硬件电路原理图如下：三、试验内容1. 代码/*信号定义：clk: 标准时钟信号，其频率为4Hz；clk_1k:产生闹铃声、报时音的时钟信号，其频率为1024Hz；mode:功能控制信号；为0：计时功能；为1：闹钟功能；为2：手动校时功能；turn:接按键，在手动校时功能时，选择是调整小时还是分钟；若长时间按住改建，还可使秒信号清零，用于精确调时；change: 接按键，手动调整时，每按一次，计数器加1；如果长按，则连续快速加1，用于快速调时和定时；hour,min,sec:此三信号分别输出并显示时、分、秒信号，皆采用BCD码计数，分别驱动6个数码管显示时间；alert:输出到扬声器的信号，用于产生闹铃音和报时音；闹铃音为持续20秒的急促的“嘀嘀嘀”音，若按住“change”键，则可屏蔽该音；整点报时音为“嘀嘀嘀嘀嘟”四短一长音；LD_alert:接发光二极管，指示是否设置了闹钟功能；LD_hour:接发光二极管，指示当前调整的是小时信号；LD_min:接发光二极管，指示当前调整的是分钟信号*/moduleclock(clk,clk_1k,mode,change,turn,alert,hour,min,sec,LD_alert,LD_hour,LD_mi n);input clk,clk_1k,mode,change,turn;output alert,LD_alert,LD_hour,LD_min;output[7:0] hour,min,sec;reg[7:0] hour,min,sec,hour1,min1,sec1,ahour,amin;reg[1:0] m,fm,num1,num2,num3,num4;reg[1:0] loop1,loop2,loop3,loop4,sound;reg LD_hour,LD_min;reg clk_1Hz,clk_2Hz,minclk,hclk;reg alert1,alert2,ear;reg count1,count2,counta,countb;wire ct1,ct2,cta,ctb,m_clk,h_clk;always @(posedge clk)beginclk_2Hz<=~clk_2Hz;if(sound==3) begin sound<=0; ear<=1; end //ear信号用于产生或屏蔽声音else begin sound<=sound+1; ear<=0; endendalways @(posedge clk_2Hz) //由4Hz的输入时钟产生1Hz的时基信号clk_1Hz<=~clk_1Hz;always @(posedge mode) //mode信号控制系统在三种功能间转换begin if(m==2) m<=0; else m<=m+1; endalways @(posedge turn)fm<=~fm;always //产生count1,count2,counta,countb四个信号begincase(m)2:begin if(fm)begin count1<=change; {LD_min,LD_hour}<=2; endelsebegin counta<=change; {LD_min,LD_hour}<=1; end{count2,countb}<=0;end1:begin if(fm)begin count2<=change; {LD_min,LD_hour}<=2; endelsebegin countb<=change; {LD_min,LD_hour}<=1; end{count1,counta}<=2'b00;enddefault:{count1,count2,counta,countb,LD_min,LD_hour}<=0;endcaseendalways @(negedge clk) //如果长时间按下“change”键，则生成“num1”信号用于连续快速加1if(count2) beginif(loop2==3) num2<=1;elsebegin loop2<=loop2+1; num2<=0;endendelse begin loop2<=0; num2<=0; endalways @(negedge clk) //产生num2信号if(count1) beginif(loop3==3) num3<=1;elsebegin loop3<=loop3+1; num3<=0; endendelse begin loop3<=0; num3<=0; endalways @(negedge clk)if(counta) beginif(loop4==3) num4<=1;elsebegin loop4<=loop4+1; num4<=0; endendelse begin loop4<=0; num4<=0; endassign ct1=(num3&clk)|(!num3&m_clk); //ct1用于计时、校时中的分钟计数assign ct2=(num1&clk)|(!num1&count2); //ct2用于在定时状态下调整分钟信号assign cta=(num4&clk)|(!num4&h_clk); //cta用于计时、校时中的小时计数assign ctb=(num2&clk)|(!num2&countb); //ctb用于在定时状态下调整小时信号always @(posedge clk_1Hz) //秒计时和秒调整进程if(!(sec1^8'h59)|turn&(!m))beginsec1<=0;if(!(turn&(!m))) minclk<=1;end//按住“turn”按键一段时间，秒信号可清零，该功能用于手动精确调时else beginif(sec1[3:0]==4'b1001)begin sec1[3:0]<=4'b0000; sec1[7:4]<=sec1[7:4]+1; endelse sec1[3:0]<=sec1[3:0]+1; minclk<=0;endassign m_clk=minclk||count1;always @(posedge ct1) //分计时和分调整进程beginif(min1==8'h59) begin min1<=0; hclk<=1; endelse beginif(min1[3:0]==9)begin min1[3:0]<=0; min1[7:4]<=min1[7:4]+1; endelse min1[3:0]<=min1[3:0]+1; hclk<=0;endendassign h_clk=hclk||counta;always @(posedge cta) //小时计时和小时调整进程if(hour1==8'h23) hour1<=0;else if(hour1[3:0]==9)begin hour1[7:0]<=hour1[7:4]+1; hour1[3:0]<=0; endelse hour1[3:0]<=hour1[3:0]+1;always @(posedge ct2) //闹钟定时功能中的分钟调节进程if(amin==8'h59) amin<=0;else if(amin[3:0]==9)begin amin[3:0]<=0; amin[7:4]<=amin[7:4]+1; endelse amin[3:0]<=amin[3:0]+1;always @(posedge ctb) //闹钟定时功能中的小时调节进程if(ahour==8'h23) ahour<=0;else if(ahour[3:0]==9)begin ahour[3:0]<=0; ahour[7:4]<=ahour[7:4]+1; endelse ahour[3:0]<=ahour[3:0]+1;always //闹铃功能if((min1==amin)&&(hour1==ahour)&&(amin|ahour)&&(!change))//若按住“change”键不放，可屏蔽闹铃音if(sec1<8'h20) alert1<=1; //控制闹铃的时间长短else alert1<=0;else alert1<=0;always //时、分、秒的现实控制case(m)3'b00: begin hour<=hour1; min<=min1; sec<=sec1; end//计时状态下的时、分、秒显示3'b01: begin hour<=ahour; min<=amin; sec<=8'hzz; end//定时状态下的时、分、秒显示3'b10: begin hour<=hour1; min<=min1; sec<=8'hzz; end//校时状态下的时、分、秒显示endcaseassign LD_alert=(ahour|amin)?1:0; //指示是否进行了闹铃定时assign alert=((alert1)?clk_1k&clk:0)|alert2; //产生闹铃音或整点报时音always //产生整点报时信号alert2beginif((min1==8'h59)&&(sec1>8'h54)||(!(min1|sec1)))if(sec1>8'h54) alert2<=ear&clk_1k; //产生短音else alert2<=!ear&clk_1k; //产生长音else alert2<=0;endendmodule2. 仿真图四、小结及体会为了做多功能数字钟，我借了多本关于Verilog HDL的程序设计书。

verilog基本电路设计(包括：时钟域同步、无缝切换、异步fifo、去抖滤波))

Verilog基本电路设计（包括：时钟域同步、无缝切换、异步FIFO、去抖滤波））Verilog基本电路设计共包括四部分：单bit跨时钟域同步时钟无缝切换异步FIFO去抖滤波Verilog基本电路设计之一: 单bit跨时钟域同步（帖子链接：/thread-605419-1-1.html）看到坛子里不少朋友，对于基本数字电路存在这样那样的疑惑，本人决定开贴，介绍数字电路最常见的模块单元，希望给初学者带来帮助，也欢迎大佬们前来拍砖。

如果想要做数字设计，下面这些电路是一定会碰到的，也是所有大型IP，SOC设计必不可少的基础，主要包括异步信号的同步处理，同步FIFO，异步FIFO，时钟无缝切换，信号滤波debounce等等，后面会根据大家反馈情况再介绍新电路。

首先介绍异步信号的跨时钟域同步问题。

一般分为单bit的控制信号同步，以及多bit的数据信号同步。

多bit的信号同步会使用异步FIFO完成，而单bit的信号同步，又是时钟无缝切换电路以及异步FIFO电路的设计基础，这里先介绍单bit信号同步处理。

clka域下的信号signal_a，向异步的clkb域传递时，会产生亚稳态问题。

所有的亚稳态，归根结底就是setup/hold时间不满足导致。

在同一个时钟域下的信号，综合以及布线工具可以在data路径或者clock路径上插入buffer使得每一个DFF的setup/hold时间都满足；但是当signal_a在clkb域下使用时，由于clka与clkb异步，它们的相位关系不确定，那么在clkb的时钟沿到来时，无法确定signal_a此时是否处于稳定无变化状态，也即setup/hold时间无法确定，从而产生亚稳态。

这种异步信号在前后端流程里面是无法做时序分析的，也就是静态时序分析里常说的false_path。

消除亚稳态，就是采用多级DFF来采样来自另一个时钟域的信号，级数越多，同步过来的信号越稳定。

对于频率很高的设计，建议至少用三级DFF，而两级DFF同步则是所有异步信号处理的最基本要求。

产生时钟门控的verilog写法

一、产生时钟门控的verilog写法在数字电路设计中，时钟门控是一种重要的设计概念。

它通常用于控制某个电路部分在特定时钟脉冲下的工作。

在Verilog中，我们可以通过设计适当的逻辑来实现产生时钟门控的功能。

下面我们将介绍如何在Verilog中实现产生时钟门控的写法，以及对其深入的讨论和理解。

二、Verilog中产生时钟门控的基本方法在Verilog中，产生时钟门控通常使用always块来实现。

下面是一个简单的示例代码：```verilogmodule clock_gate(input wire clk,input wire reset,output reg gate);always @(posedge clk or posedge reset)beginif (reset)gate <= 1'b0;elsegate <= 1'b1;endendmodule```在这个例子中，我们定义了一个模块clock_gate，它包含了一个时钟输入clk、一个复位信号reset和一个时钟门控输出gate。

在always块中，我们使用了posedge关键字来表示在时钟信号的上升沿触发，当reset信号为1时，gate输出为0，否则输出为1。

这样就实现了时钟门控的功能。

三、对Verilog时钟门控的深入理解和讨论产生时钟门控的Verilog写法看似简单，但其中蕴含了许多深层次的设计思考。

我们需要考虑时钟门控的灵活性和稳定性。

在实际设计中，时钟门控往往需要满足一些特定的时序要求，例如保持时间、设置时间等。

我们需要对时钟门控的功能和时序要求有深入的理解，以确保设计的稳定性和可靠性。

另外，Verilog中产生时钟门控的写法还需要考虑到时序约束和时钟域的问题。

在复杂的数字电路设计中，不同的模块通常处于不同的时钟域，因此对时钟门控的设计需要满足时序约束，以保证信号的正确传输和处理。

为了避免时钟域之间的异步问题，我们还需要考虑时钟和复位信号的同步问题，以确保时钟门控的稳定性和可靠性。

数字电路时钟设计verilog语言编写

电子线路设计与测试实验报告一、实验名称多功能数字钟设计二、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。

三、设计内容及要求1．基本功能具有“秒”、“分”、“时”计时功能，小时按24小时制计时。

具有校时功能，能对“分”和“小时”进行调整。

2.扩展功能仿广播电台正点报时。

在59分51秒、53秒、55秒、57秒发出低音512Hz 信号，在59分59秒时发出一次高音1024Hz信号，音响持续1秒钟，在1024Hz音响结束时刻为整点。

定时控制，其时间为23时58分。

3.选做内容任意时刻闹钟（闹钟时间可设置）。

自动报整点时数。

四．系统框图与说明数字钟框图1.数字钟电路系统由主体电路和扩展电路两大部分所组成。

2.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，小时计数器按照“24进制”规律计数。

3.计数器的输出经译码器送显示器。

五．设计步骤1.列写多功能数字钟设计--层次结构图多功能数字钟顶层模块（clock_main.v）小时计数器（counter24.v）分钟计数器（counter60.v）秒钟计数器（counter60.v）6进制计数器（counter6.v）10进制计数器（counter10.v）6进制计数器（counter6.v）10进制计数器（counter10.v）分频模块（fre_divider.v）固定时刻闹钟设定校时模块任意时刻闹钟（setclock.v）整点报时模块（baoshi.v）2.拟定数字钟的组成框图，在Max+Plus II软件中，使用Verilog语言输入，采用分层次分模块的方法设计电路；3.设计各单元电路并进行仿真；4.对数字钟的整体逻辑电路图，选择器件，分配引脚，进行逻辑综合；5.下载到Cyclone II FPGA实验平台上，实际测试数字钟的逻辑功能。

(完整word版)Verilog数字钟设计实验报告

基于FPGA实现多功能数字钟——电子系071180094王丛屹摘要本文利用Verilog HDL语言自顶向下的设计方法设计多功能数字钟，并通过ISE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，实现了基本的计时显示和设置，调整时间，闹钟设置的功能.［关键词］FPGA；Verilog HDL；数字钟一、多功能数字钟的设计设计一个多功能数字时钟，具有时分、秒计数显示、闹钟功能。

能够利用按键实现对闹钟时间的设定并在当前显示时间到时后能够进行闹钟提示.能够利用按键实现“较时”、“较分"功能，随时对数码管的显示进行校正和校对.数字中系统主要由系统时钟，三个功能按键（mode,turn ，change ），FPGA ，数码管和蜂鸣器部分组成。

图：多功能数字钟总体设计模块以下就各个模块说明其功能1. 分频模块由于FPGA内部提供的时钟信号频率大约为50MHz，在这需要将它转化成1Hz的标准时钟信号供数字钟的计时显示；在此我采用了级联分频法.RTL图如下：代码如下：always ＠(posedge clk_1)if ( cnt2 〈156/2—1）/////////////////////////////////////100分频,生成10000Hz信号begincnt2 〈= cnt2 + 1;endelsebegincnt2 〈= 0；clk_2 <= ~clk_2;endalways @(posedge clk_2)if ( cnt5 〈10/2-1) /////////////////////////////////////////10分频,生成1kHz标准信号begincnt5〈= cnt5 + 1;endelsebegincnt5〈= 0；clk_1k〈= ～clk_1k;endalways ＠(posedge clk_2)if ( cnt3 < 100/2—1）//////////////////////////////////////////100分频，生成100Hz信号begin最终输出的是1Hz，100Hz，1kHz的标准时钟信号clk_1Hz ，clk_100Hz，clk_1k。

时钟选择器的Verilog写法

CPRI有3种数据时钟,61.44M 122.88M 245.76M,需要模块能够根据外部的速率指示信号(一个2位的输入信号,由模块外部给定)选择其中的一种时钟作为模块的工作时钟但由于所选用的FPGA工作频率关系,不能超过400M,无法通过寄存器方式实现时钟源的选择.使用双边触发的方式将最高的频率进行分频,代码如下,已经通过ModelSim的仿真，可以实现。

module clk_div(reset, //复位信号data_rate, //数据速率指示clk2, //245.76M的时钟输入time1, //分频计数器clk //选择后的时钟输出);input reset;input [1:0] data_rate;input clk2;output [1:0] time1;output clk;reg [1:0] time1;reg clk;always@(clk2 or reset)if(reset)begintime1=2'b00;clk=1'b0;endelsebegintime1=time1+1'b1;case(data_rate)2'b00:if(time1==2'b00)clk=~clk;elseclk=clk;2'b01:if(time1[0]==1'b1) clk=~clk;elseclk=clk;2'b10:clk=clk;2'b11:clk=~clk;endcaseendendmodule。

(完整word版)数字钟verilog(word文档良心出品)

目录1 设计任务及要求 (1)2 总体设计分析 (1)3 各模块设计 (2)3.1 数字钟主体部分 (2)3.1.1小时计数器 (2)3.1.2 分、秒计数器 (3)3.2 分频部分 (4)3.3 秒表模块 (5)3.4 闹钟模块 (5)3.5 时间设置模块 (7)3.6 报时模块 (7)3.7 控制显示模块 (8)3.8 顶层模块 (11)4 总结 (11)4.1 本次作业遇到的问题 (11)4.2 建议和总结 (12)附件 (13)1 设计任务及要求本次大作业的要求为设计一个多功能数字钟，其具体要求如下：1.有基础的实时数字钟显示功能，即时、分、秒的正常显示模式，并且在此基础上增加上，下午显示。

2.手动校准。

按动方式键，将电路置于校时状态，则计时电路可用手动方式校准，每按一下校时键，时计数器加1；按动方式键，将电路置于校分状态，以同样方式手动校分。

3.整点报时，仿中央人民广播电台整点报时信号，从59分50秒起每隔２秒发出一次低音“嘟”信号（信号鸣叫持续时间１Ｓ，间隙时间１Ｓ）连续５次，到达整点（00分00秒时），发一次高音“哒”信号（信号持续时间１S）。

4.闹时功能，按动方式键，使电路工作于预置状态，此时显示器与时钟脱开，而与预置计数器相连，利用前面手动校时，校分方式进行预置，预置后回到正常模式。

当计时计至预置的时间时，扬声器发出闹铃信号，时间为半分钟，闹铃信号可以用开关“止闹”，按下此开关后，闹铃声立刻中止，正常情况下应将此开关释放，否则无闹时作用。

5.秒表功能。

按start键开始计秒，按stop键停止计秒并保持显示数不变，直到复位信号加入。

2 总体设计分析设计的总体部分按照要求可以分为基本的数字时钟显示、手动校准、整点报时、闹钟功能和秒表功能5大部分。

其总体设计框图如下：图1 总体设计框图其中整点报时跟闹钟部分要求不同频率的声响，所以需要加入分频器模块将输入的1kHZ的分频产生500HZ及1HZ的方波信号，其中1HZ的信号对应1S 的周期，可以用作时钟秒的显示及秒表部分。

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。