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。

【关键词】硬件描述语言FPGA 数字钟动态显示

ABSTRACT

The digital clock is often used in People's Daily life of the course, the timing tool design is based on the multi-function digital clock Verilog HDL, complete, minutes and seconds display function. Design Verilog HDL language using the top-down design concept, the hardware description language as the good readability and portability and easy to understand, etc. Through the Quartus II 5.0 and ModelSim SE 6.1 f software simulation, and comprehensive. Download to FPGA chips can be used after the actual, digital clock shows.

The design of the logic structure consists mainly of prescaler, counter and decoding display three modules. 50Mhz system frequency module will produce benchmark clock clock signal, two 1HZ way is the digital clock frequency, dynamic display of digital tube is scanning. Timer modules for 1HZ clock signal timing, when into three parts, minutes and seconds, Decode display module USES dynamic scanning of the digital display. Through the main module calling three modules function complete the whole design.

【Key words】Hardware description language FPGA A digital clock Dynamic display

目录

第一章系统设计 (5)

第一节课题目标及总体方案 (5)

第二节系统模块实现方案对比及实现 (6)

一、分频模块实现方案 (6)

二、计时模块实现方案 (8)

三、译码显示模块的实现 (15)

第三节系统及各模块方框图说明 (18)

第二章结果与讨论 (21)

第一节调试现象及解决分析 (21)

一、编写程序过程中出现的语法问题 (21)

二、方案实现过程中出现的问题 (21)

第二节相关数据分析 (23)

第三节系统整体实现 (23)

心得体会 (24)

参考文献 (25)

附录 (26)

第一章系统设计

第一节课题目标及总体方案

目前，电子系统向集成化、大规模和高速度等方向发展，以硬件描述语言和逻辑综合为基础的自顶向下的电路设计方法得到迅猛发展。本次设计课题目标完成是基于Verilog HDL语言的多功能数字钟的设计，通过数码管实时显示时、分、秒，具有小时和分钟快进功能。设计遵循Verilog HDL语言的设计理念，代码具有良好的可读性和易理解性。

系统主要分三个模块实现，分别是分频模块、计数模块、译码显示模块。分频模块用来提供计时电路工作时钟（1HZ）和数码管动态显示的扫描频率（200HZ —500HZ），计数模块是对1s信号源进行秒、分、时的计时，译码显示模块是通过控制信号控制八个数码管的位选、段选来实现对译码后的计时信号进行动态显示。主函数通过调用三个子模块来实现整体的系统功能。