EDA课程设计 多功能数字钟设计报告 数字系统设计与verilog HDL(第四版) 王金明

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eda课程设计报告多功能数字钟设计大学论文

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湖北大学物电学院EDA课程设计报告(论文)题目:多功能数字钟设计专业班级: 14微电子科学与工程姓名:黄山时间:2016年12月20日指导教师:万美琳卢仕完成日期:2015年12月20日多功能数字钟设计任务书1.设计目的与要求了解多功能数字钟的工作原理,加深利用EDA技术实现数字系统的理解2.设计内容1,能正常走时,时分秒各占2个数码管,时分秒之间用小时个位和分钟个位所在数码管的小数点隔开;2,能用按键调时调分;3,能整点报时,到达整点时,蜂鸣器响一秒;4,拓展功能:秒表,闹钟,闹钟可调3.编写设计报告写出设计的全过程,附上有关资料和图纸,有心得体会。

4.答辩在规定时间内,完成叙述并回答问题。

目录(四号仿宋_GB2312加粗居中)(空一行)1 引言 (1)2 总体设计方案 (1)2.1 设计思路 (1)2.2总体设计框图 (2)3设计原理分析 (3)3.1分频器 (4)3.2计时器和时间调节 (4)3.3秒表模块 (5)3.4状态机模块 (6)3.5数码管显示模块 (7)3.6顶层模块 (8)3.7管脚绑定和顶层原理图 (9)4 总结与体会 (11)多功能电子表摘要:本EDA课程主要利用QuartusII软件Verilog语言的基本运用设计一个多功能数字钟,进行试验设计和软件仿真调试,分别实现时分秒计时,闹钟闹铃,时分手动较时,时分秒清零,时间保持和整点报时等多种基本功能关键词:Verilog语言,多功能数字钟,数码管显示;1 引言QuartusII是Altera公司的综合性PLD/FPGA开发软件,支持原理图、VHDL、VerilogHDL 以及AHDL(Altera Hardware Description Language)等多种设计输入形式,内嵌自有的综合器以及仿真器,可以完成从设计输入到硬件配置的完整PLD设计流程,解决了传统硬件电路连线麻烦,出错率高且不易修改,很难控制成本的缺点。

利用软件电路设计连线方便,修改容易;电路结构清楚,功能一目了然2 总体设计方案2.1 设计思路根据系统设计的要求,系统设计采用自顶层向下的设计方法,由时钟分频部分,计时部分,按键调时部分,数码管显示部分,蜂鸣器四部分组成。

完整word版,《EDA综合设计与实践》课程设计-用Verilog-HDL设计电子钟

完整word版,《EDA综合设计与实践》课程设计-用Verilog-HDL设计电子钟

《EDA综合设计与实践》课程设计-用Verilog-HDL设计电子钟————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:广东工业大学实验报告信息工程学院通信工程专业04 班成绩评定_______ 学号3205002894 姓名张凤珠教师签名_______ 预习情况操作情况考勤情况数据处理情况实验题目用Verilog HDL设计电子钟第17 周至第17 周一、课程设计目的和要求目的:1. 学会使用quantu sⅡ软件(编译、仿真等),并利用它进行设计一些简单的数字电路;2. 利用实验室提供的GW48 SOPC系统主板,结合quantu sⅡ软件实现电子钟的功能显示。

要求:电子钟应实现如下功能:1.时钟显示功能:,该电子钟正常显示小时、分钟、秒,各用2位数码管(共6位数码管)显示范围为0—23时59分59秒,分辨率为1秒,包括启动与停止。

2.校时功能:包括小时校准和分钟校准。

3.跑表:包括跑表清零、启动计时、停止及继续计时功能。

二、实验器件实验室提供的GW48 SOPC系统主板实验箱三、设计方案和源程序代码首先分析电子钟要实现的三个功能,然后确定它的基本结构,因为设计时电子钟的三个基本功能都要用到数码管显示,考虑到三者为了避免竞争数码管资源的问题,因此设计时电子钟有3个主要输入按键K1、K2、K3,分别为时间显示、校时功能、跑表的启动,而且是当任一个按键按下,其余两个键都无效,即此时只有按下的键才有效,执行该键所控制功能的启动。

其次,各个功能模块的设计。

A 、对于时间显示模块中,涉及到的是时分秒各个计数器的设计,“秒计数器”采用60进制计数器,每累计60秒,发出一个“分脉冲”信号,该信号将被送到“分计数器”。

“分计数器”采用60进制计数器,每累计60分,发出一个“分脉冲”信号,该信号被送到“时计数器”。

“时计数器”采用24进制计数器,可实现24小时的累计计数。

VerilogHDL语言数字时钟

VerilogHDL语言数字时钟

VerilogHDL语言数字时钟EDA与数字系统设计报告实验名称:带有设臵时间功能和闹钟功能的数字钟一、设计内容和要求实验要求使用Verilog HDL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、设计原理1.工作原理多功能数字钟系统共包括三个模块,即分频器模块、计数器模块和显示译码模块。

多功能数字钟的功能可以从整体上分为三类,分别是正常计时、时钟校对和闹钟设臵,所以考虑在系统中设臵一个模式控制信号mode。

模式控制信号对应一个按键,每按一次按键相当于工作模式进行一次变换,多次按下则数字钟将在正常计时、时间校对和闹钟设臵三个工作模式下依次循环。

在设计中,时钟校对和闹钟设臵工作模式都需要对时间进行设臵,通常是对小时和分钟进行设臵,所以需要在系统中设臵一个时间设臵信号set,对应一个按键,每按一次相当于在小时设臵和分钟设臵之间进行转换。

时间设臵时,分钟和小时计时单位之间互相独立,不存在进位关系。

同时设臵一个时间调整信号accum,每按一次与accum对应的按键,相当于对需要调整的分钟或小时的数字进行加1操作。

数字钟的计时输出信号时必不可少的,用hour,min和sec信号分别表示需要显示的小时、分钟和秒钟的计时结果,上述计时结果将通过译码显示模块进行译码后,连接到外部的七段数码显示器。

在带有闹钟设臵功能的数字钟中,闹钟输出信号也是必不可少的,到达到闹钟设臵的时间后,要向外部扬声器发送一个闹铃信号,设臵alert。

另外,我们还提供了闹钟铃声信号voice,当voice为0的时候,闹钟处于静音状态下,即使时间达到闹钟设定的时间也不会发声,当voice为1的时候,可以正常闹铃,voice信号对应一个拨码开关。

本设计中的小时、分钟和秒钟的计时结果采用BCD码表示方法。

采用这种表示方法便于对数结果的高位和低位分别进行译码。

(2023)EDA课程数字钟设计报告(一)

(2023)EDA课程数字钟设计报告(一)

(2023)EDA课程数字钟设计报告(一)EDA课程数字钟设计报告设计目的本次设计的目的是通过使用EDA software,设计一个能够正常运行的数字钟,使其能够满足一定的时间显示功能。

设计思路本设计主要使用Verilog HDL编程语言,利用EDA software提供的仿真功能,模拟数字钟的运行过程。

具体实现过程如下:1.首先,设置时钟频率,并利用counter计数器进行计数,产生时间基准信号。

2.利用BCD编码对时间进行编码,分别将时、分、秒的数据传至显示器。

3.设计逻辑电路计算秒钟、分针、时钟转动角度。

4.在EDA software上进行仿真,观察数字钟是否正常工作。

设计图样以下为数字钟方案的部分设计图样。

image textimage text实现结果通过复杂的编程训练和模拟,数字钟设计的功能已经被确认。

数字钟电路能够准确地显示当前时间。

同时,数字钟的设计也具有较高的可靠性、稳定性和精度。

并且,数字钟的主板设计紧凑、易于集成。

这些优点使得本次设计非常适合应用于智能仪器、家庭用品和其他数字显示电子设备中。

总结数字钟设计是一项有挑战性的工程,需要设计人员具有充分的编程功底和深入的EDA工具熟练度。

本设计的成功,体现了设计团队的技术实力和团队协作能力,为未来的科技产品发展提供了有力的技术支撑。

改进方案虽然本设计实现了数字钟正常工作的功能,但是我们仍然可以从以下几个方面进行改进:1.在原有电路基础上增加闹钟功能,方便用户定时提醒。

2.增加显示背光,使数字钟更方便在夜间环境下使用。

3.将数字钟设计进行微小的改动使其更小巧便携,方便携带和使用。

参考文献1.微机原理与接口技术(第四版) 教材2.EDA Software (Xilinx ISE) 许可证书致谢在本次数字钟的设计过程中,我们向来自各地的优秀工程师团队表示感谢,感谢他们在繁忙的工作中,准确地指导我们的设计工作。

同时也感谢电子设计自动化(EDA) company提供的软件支持,使得我们能够顺利完成该设计。

eda,verilog数字钟设计报告

eda,verilog数字钟设计报告

数字钟一、任务解析用Verilog硬件描述语言设计数字钟,实现:1、具有时、分、秒计数显示功能,以二十四小时循环计时。

2、具有调节小时,分钟的功能,调整时对应的数字闪烁。

3、具有整点报时及闹铃时间可调的功能。

4、数字钟具有四种模式:正常显示、时间调整、闹铃时间调整、秒表。

二、方案论证没有闹铃功能三、重难点解析选择模式:module beii(clr,selin_key,beii_out);input clr,selin_key;output [1:0]beii_out;wire [1:0]beii_out;reg [1:0]selout_key;always@(negedge clr or posedge selin_key) beginif(!clr) selout_key=0;else begin if(selout_key==2) selout_key=0;else selout_key=selout_key+1;endendassign beii_out=selout_key;endmodule头文件中:module clk_top(clr,clk,upkey,downkey,sel,a,b,c,d,e,f,g,p,clr_key,selin_key);clr:清零clk:50M时钟upkey:向上调downkey:向下调clr_key:恢复初始状态selin_key:模式选择四、硬件资源分配60进制module mycnt60(clr,clk,upkey,downkey,selout,q,c);input clk,clr,upkey,downkey;//upkey为加按键input [1:0] selout;output[7:0] q;//60进制输出output c;//进位溢出位reg c;reg[7:0] q;wire new_clk1,ckb,ckc,ckd,cko;assign new_clk1=clk|((!selout[0]&selout[1])&(upkey|downkey));LCELL AA(new_clk1,ckb);//信号延迟LCELL BB(ckb,ckc);LCELL CC(ckc,ckd);LCELL DD(ckd,cko);initial c=0;always @(posedge cko or negedge clr )beginif(!clr) q=8'h00;else begin if(selout==2) begin if(upkey)beginif(q==8'h59) q=8'h00;else if(q==8'h?9) q=q+4'h7;else q=q+1;endelse if(downkey)beginif(q==8'h00) q=8'h59;else if(q==8'h?0) q=q-4'h7;else q=q-1;endendelse beginif(q==8'h59) begin q=8'h00;c=1;endelse if(q==8'h?9) begin q=q+4'h7;c=0;endelse begin q=q+1;c=0;endendendendendmodule五、实验总结通过对数字钟的设计到成功是耗时最长的,但也是学到知识点最多,收获最多的。

EDA Verilog HDL简易数字钟设计报告

EDA Verilog HDL简易数字钟设计报告

4'd1;
+ 1'b1;
if(hour[7:4] == 4'h6) begin
hour[7:4] = 4'h0; hour[11:8] = hour[11:8]
if(hour[11:8] == 4'ha) begin
hour[11:8] = 4'h0; hour[15:12] = hour[15:12] + 1'b1; if(hour[15:12] == 4'h6) begin
开始
时钟/校准


是否校时?
位选
时钟信号
秒+1
秒计数+1
秒>59?

分计数+1 秒置零
分+1
分>59?

时计数+1 分置零
时+1
时>23?

时置零
图4-2-3 校时模块
4
(3)动态显示模块:由于实验箱的 8 个数码管共用七段输入线,位选也是由 4 位二进制接 线控制,所以动态显示在代码部分会稍有难度。图 4-2-4 是动态显示模块的接线实物图
4 位位选控制
4-2-4 动态显示模块
3、总体设计流程
简易数字钟电路的核心部分就是 EPF10K10LC84-4 芯片,外围接入了分频部分电路、按 键电路和七段动态显示短路。程序部分,先通过模式控制变量判断是正常模式还是校时模式, 如果是校时模式,则手动对时间数据进行置数,同时显示到数码管;如果是正常模式则直将 分频模块的时钟信号接入计数器开始计时,校时与正常时间运行的时间数据都遵循时、分、 秒的进制原则。实验箱的按键模块公共端每 1 秒发出一个低电平信号,其他时候都是高电平, 也就是说按下按键后,只有扫描到了低电平信号,按键才会起作用,否则按键动作将因为无 法扫描到低电平而失灵。所以按键每次按下大约 1 秒的时间才会生效。任何情况下,时间数 据都通过动态显示模块同步显示到数码管。动态显示模块的 8 位(实际上只用了 6 位)数码 管以每 10ms 切换点亮一位数码管,依次循环,达到动态显示的效果。图 4-3-1 是总设计流 程图。

EDA实验多功能数字钟课程设计报告

EDA实验多功能数字钟课程设计报告

. . -.课程设计报告设计题目:EDA实现多功能数字钟. . -.课程设计 任务书题目 EDA 实验多功能数字钟 任务与要求一、实验任务:用FPGA 器件和EDA 技术实现多功能数字钟的设计 条件:1、MAX+Plus 软件2、FPGA 实验开发装置根本功能:1、以数字形式显示时、分、秒的时间; 2、小时计数器为24进制; 3、分、秒计数器为60进制。

二、小时计数器为24进制原理图如下:…………………………装………………………………订对该图进展编译及波形仿真如下:分析及结论:小时计数器是24进制用当下面的74161到9时等下个脉冲来是向上面一个74161进位使的上面的74161记数。

但是等到上面的计到2时下面的将不能超过4所以等上面的计到2,下面的计到4时就将两个74161共同预置。

从而实现00—24分的记数功能。

仿真波形显示里23小时到00分的循环的过程仿真到位。

对上述仿真波形图进展打包工作,将24进制图建立成模块:三、分计数器为60进制原理图如下:对该图进展编译及波形仿真如下:分析及结论:分计数器是60进制的。

当下面的74161到9时等下个脉冲来是向上面一个74161进位使的上面的74161计数,到5时将两个74161共同预置。

从而实现00—59秒的记数功能。

Cp60S为向分的进位信号上跳沿有效。

仿真波形显示里59秒到00秒的循环的过程,仿真到位。

对上述仿真波形图进展打包工作,将60进制图建立成模块:四、秒计数器为60进制原理图如下:对该图进展编译及波形仿真如下分析及结论:秒计数器是60进制的。

当下面的74161到9时等下个脉冲来是向上面一个74161进位使的上面的74161计数,到5时将两个74161共同预置。

从而实现00—59秒的记数功能。

Cp60S为向分的进位信号上跳沿有效。

仿真波形显示里59秒到00秒的循环的过程,仿真到位。

对上述仿真波形图进展打包工作,将60进制图建立成模块:五、多功能数字钟的主体局部原理图如下:仿真波形图如下:六、下载1、添加译码模块后的原理图对上述图形进展编译及波形图如下2、选用器件3、分配引脚号4、对器件进展下载下载模块的原理图如下七、心得体会:充分体会到了合作的重要性,在协同中觉察自己的缺乏,认真听取同伴的意见。

用verilog-HDL多功能数字钟

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。

EDA课程设计 多功能数字钟设计程序清单 数字系统设计与verilog HDL(第四版) 王金明

EDA课程设计 多功能数字钟设计程序清单 数字系统设计与verilog HDL(第四版) 王金明

EDA课程设计多功能数字钟设计程序清单数字系统设计与verilog HDL(第四版)王金明/*引脚锁定基于DE2一70,芯片为EP2C70F896,信号定义如下: Clk50m: 50MHz 时钟输,mode:模式选择0:计时模式1:设置闹钟模式mcheck:手动调整时间turn:手动调整时间,在时、分之间选择change:对选中的数据调整led hourl,led_hour0,led_minul,led_minu0,led_secl,led sec0;alert: 闹钟输出ld_alert: 是否设置了闹钟ld_hour,id_min,ld_sec:在调整时,指示选中了时,分还是秒*/moduleclock(clk50m,mode,turn,change,mreset,led_hour1,led_hour0,led_minu1,led_minu0, led_sec1,led_sec0, alert,ld_alert,ld_check,ld_hour,ld_min,ld_sec);input clk50m;input mode; // key0键input turn; //keyl键input change; // key2 键input mreset; //switch0复位,低电平有效output alert; //gpioO->IOAOoutput ld_alert; //ledgO-led19output ld_check; //ledgl-led22output ld_hour; //ledr3-led13output ld_min; //ledr9-led9output ld_sec; //ledr7-led7output[6:0] led_hour1;output[6:0] led_hour0;output[6:0] led_minu1;output[6:0] led_minu0;output[6:0]led_sec1;output[6:0]led_sec0;reg [1:0] modestate;//00: 计时模式10:闹钟模式; 01:手动调整模式;11:非法模式wire nowmode;//记录当前模式,0:计时模式;1: 设置闹钟模式wire ischecking; //是否在手动调整时间assign {nowmode, ischecking}=modestate;always@(negedge mode)//两个按钮都是低电平有效begincase (modestate)2'b00 : modestate<=2'b10; //设置闹钟模式优先2'b10: modestate<=2'b01; //手动调整模式2'b01: modestate<=2'b00;default :modestate<=2'b00;endcaseendwire reset, clk_1hz;switch #(8) rmjitter(clk50m,mresetr,reset);clk50mtol genlhz (clk50m, clk_1hz) ; //生成1Hz的时钟wire [2 : 0] selcode; //对turn信号在不同模式bitsel seldecoder (nowmode, ischecking, turn, selcode, reset);wire [3:0] clocktime0,clocktimel,clocktime2,clocktime3,clocktime4,clockthre5;//计时输出的时钟数值wire clockalarmon; //整点报时的闹钟输出wire [2 : 0] counterselcode;assign counterselcode=(modestate==2'b01)?selcode:3'b000;counter_time clock_time (clk_1hz,counterselcode,~change,clocktime5,clocktime4,clocktime3,clocktime2,clock time1,clocktime0,clockalarmon,reset);wire[3:0] alarmtime0,alarmtime1,alarmtime2,alarmtime3;wire alarmon;alarm_time alarm_time ( clk_1hz , nowmode , selcode [ 2 : 1] , change ,{clocktime5, clocktime4, clocktime3, clocktime2, clocktime1},{alarmtime3, alarmtime2, alarmtime1, alarmtime0} , alarmon, reset) ;wire voiceout ;alarm alarmvoice (clk50m,{clockalarmon, alarmon} ,voiceout, raset) ;//显示输出部分assign {ld_hour,ld_min,ld_sec}=(ischecking||nowmode)?selcode:3'b000; assign alert=voiceout;reg[3:0] showout2,showout3,showout4,showout5;led led5 (showout5,led_hour1) ; //led译码显示led led4 (showout4,led_hour0) ;led led3 (showout3,led_minu1) ;led led2 (showout2,led_minu0) ;led led1 (clocktime1,led_sec1) ;led led0 (clocktime0,led_sec0) ;alwaysbegin if ( nowmode)begin showout5=alarmtime3 ; showout4=alarmtime2 ;showout3=alarmtime1; showout2=alarmtime0 ; end else beginshowout5=clocktime5; showout4=clocktime4 ;showout3=clocktime3 ; showout2=clocktime2 ; end endassign ld_alert=nowmode; assign ld_check=ischecking;endmodule/*alarm.V:闹铃模块Clk50m: 50MHz输入时钟alarmon:闹铃是否打开,2'b00:不打开:2'b01:闹钟;2'b10:整点报时ala rmoUt:闹铃声音输出*/module alarm(clk50m,alarmon,alarmout,reset);input[1:0] alarmon;input clk50m,reset;output reg alarmout;reg[15:0] counter_1k;wire clk_1k;assign clk_1k=counter_1k[4];always@(posedge clk50m)begin if (counter_1k==20) counter_1k<=0;else counter_1k<=counter_1k+1'b1; endwire ddd_du_out,ddd_out;sound_ddd_du ddd_du (clk_1k,alarmon[1] ,ddd_du_out) ;sound_ddd ddd(clk_1k,alarmon[0],ddd_out);alwaysbegin if (!reset)begin if (alarmon [0]==1'b1) //ddd,闹钟的响铃优先级更高alarmout=ddd_out ;else if (alarmon==2'b10) alarmout=ddd_du_out;else alarmout=0 ;end else alarmout=0 ;endendmodule/*alarm_time.V:闹钟时间设定模块enable:使能信号Sel:在时、分之间切换选择10:时;01:分inc:对选中的信号自增basetime:基准时钟*/module alarm_time (clk_1hz , enable, sel, inc, basetime, alarmouttime, alarm_on, reset) ;input clk_1hz,enable, inc,reset;input[1:0] sel;input[4*5-1:0] basetime;output reg alarm_on;output [4*4-1: 0] alarmouttime;reg [ 3 : 0] hour1, hour0 , minu1, minu0 ; //存储的设定时间always@ (posedge inc or posedge reset)begin if (reset) //reset=1时复位begin { hour1, hour0,minu1, minu0 } <=16'h0 ; endelse beginif (enable) beginif (sel==2'b10) //设置时begin if({hour1,hour0}==8'h23) {hour1,hour0}<=8'h00;else if (hour0==9)begin hour0<=0;hour1<=hour1+1'b1; endelse hour0<=hour0+1'b1;endelse if(sel===2'b01)//设置分begin if({minu1,minu0}==8'h59) {minu1,minu0}<=8'h00;else if (minu0==4'h9)begin minu0<=4'h0;minu1<=minu1+4'h1;endelse minu0<=minu0+4'h1; endelse {hour1,hour0,minu1,minu0}<=16'h0;end endendalways //闹钟开始条件beginif(({hour1,hour0,minu1,minu0}==basetime[ (4*5-1) :4]) && (basetime[3:0]<2)) alarm_on=1'b1;else alarm_on=1'b0; endassign alarmouttime={ hour1,hour0,minu1,minu0};endmodule/*counter time,v:计时模块,并留有调整接;check:调整信号,3位,分别调整时、分、秒,调整方法:将计数输出给加法器,把调整信息转换成异步置数信息,将加法器的输出作为置数值;hour1,hour0,minul, minu0, sec1,sec0:输出的计时时钟;alarmout:整点报时输出*/modulecounter_time(clk_1hz,check,inc,hour1,hour0,minu1,minu0,sec1,sec0,alarmout,reset); input clk_1hz,inc,reset;input[2:0] check;output[3:0] hour1,hour0,minu1,minu0,sec1,sec0;output reg alarmout;reg clk_1hz_md;wire [6: 0] carryclk;reg[5:0] incplus;//自增脉冲wire [5 : 0] carry; //进位时钟wire [3 : 0] adderout0,adderout1,adderout2,adderout3,adderout4,adderout5;wire [3 : 0] timerout0,timerout1,timerout2,timerout3,timerout4,timerout5; hexcounter counter_sec0(carryclk[0],reset,4'd9,4'b0,timerout0,carry[0]); hexcounter counter_sec1(carryclk[1],reset,4'd5,4'b0,timerout1,carry[1]); hexcounter counter_minu0(carryclk[2],reset,4'd9,4'b0,timerout2,carry[2]); hexcounter counter_minu1(carryclk[3],reset,4'd5,4'b0,timerout3,carry[3]);wire [3:0] hour0max;assign hour0max=(timerout5==4'h2)?(4'h3) : (4'h9);hexcounter counter_hour0(carryclk[4],reset,hour0max,4'b0,timerout4,carry[4]); hexcounter counter_hour1(carryclk[5],reset,4'd2,4'b0,timerout5,carry[5]);//每个计时器的时钟,由前级进位和自堦脉冲相加得到assign carryclk[0]=(check==4'h0) ? clk_1hz_md:incplus[0];assign carryclk[1]=carry[0]|incplus[1];assign carryclk[2]=(check==4'h0) ? carry[1]:incplus[2];assign carryclk[3]=carry[2]|incplus[3];assign carryclk[4]=(check==4'h0) ? carry[3]:incplus[4];assign carryclk[5]=carry[4]|incplus[5];always //对异步置位信号进行解码begin case (check)3 'b001: begin clk_1hz_md=0;incplus={5 'b00000, inc} ;end3 'b010 : begin clk_1hz_md=0;incplus={3'b000,inc,2'b00};end3 'b100 : begin //在正常的调节状态中clk_1hz_md=0;incplus={1'b0, inc, 4'b000};enddefault:begin incplus=6'b000000;clk_1hz_md=clk_1hz ;endendcaseendalways begin if (((reset|check)==0)&&(timerout3==0) && (timerout2==0) && (timerout1<2)) alarmout=1;//时间小于20秒的时间内else alarmout=0;endassign hour1=timerout5;assign hour0=timerout4;assign minu1=timerout3;assign minu0=timerout2;assign sec1=timerout1;assign sec0=timerout0;endmodule/*Clk50mtol.v: 50mhz 时钟分频到lhz */module clk50mtol(clk50m,clk1hz);input clk50m;output clk1hz;reg [25:0]counter_1hz;//从50mhz 分频到lhz 的计数器assign clk1hz=counter_1hz[14];//assign clk1hz=counter_1hz[25];always@ (posedge clk50m)beginif(counter_1hz==20000) counter_1hz<=0;else counter_1hz<=counter_1hz+1'b1;endendmodule/*led.v:7段数码管(led)译码显示模块datain:4位,10进制数输入ledout:7位,数码管的7段*/module led(datain,ledout);parameter INWIDTH=4;parameter OUTWIDTH=7;input[INWIDTH-1: 0] datain;output [OUTWIDTH-1:0] ledout;reg[OUTWIDTH-1:0] dataout;assign ledout=dataout;always begincase (datain)0 : dataout<=7'b1000000;1 : dataout<=7'b1111001;2 : dataout<=7'b0100100;3 : dataout<=7'b0110000;4 : dataout<=7'b0011001;5 : dataout<=7'b0010010;6 : dataout<=7'b0000010;7 : dataout<=7'b1111000;8 : dataout<=7'b0000000;9 : dataout<=7'b0010000;default : dataout<=7'b1000000;endcaseendendmodule/*switch-v:对按键开关的消抖电路,采用一个频率较低的时钟,对输入进行采样,消除抖动*/module switch(clk,keyin,keyout);parameter COUNTWIDTH=8;input clk, keyin;output reg keyout;reg [COUNTWIDTH-1: 0] counter;wire clk_use; //频率较低的时钟assign clk_use=counter [COUNTWIDTH-1];always@ (posedge clk)counter<=counter+1'b1;always@ (posedge clk_use)keyout<=keyin;endmodule/*bitsel-v:将输出解码成对时、分、秒的选择(并且分闹钟设置模式还是计时模式)Alarmmode:是否是在设置闹钟模式checkmode:是否是在调整时间模式*/module bitsel(alarmmode, checkmode, sel, selcode, reset) ;input alarmmode, checkmode, sel, reset;output reg [2:0] selcode;reg [2:0] check_code ;reg [1:0] alarm_code ;always@ (negedge sel or posedge reset)begin if (reset) check_code<=3'b000; //reset=1 复位else begincase (check_code)3 'b000: check_code<=3 'b001;3 'b001: check_code<=3 'b010;3 'b010: check_code<=3 'b100;3 'b100: check_code<=3 'b001;default: check_code<=3 'b000;endcaseendendalways@ (negedge sel or posedge reset)begin if (reset) alarm_code<=2 'b00; //低电平复位else begincase (alarm_code)2'b00 : alarm_code<=2'b01;2 'b01 : alarm_code<=2 'b10 ;2 'b10 : alarm_code<=2 'b01;default : alarm_code<=2 'b00;endcaseendendalwaysbegin if (alarmmode^checkmode) //两个当中只有1个为1 begin if (checkmode) selcode=check_code;else selcode={alarm_code,1'b0}; endelse selcode=3 'b000 ;endendmodule/*adder.v:加法器*/module adder(in1, in2, out);parameter in1width=8;parameter in2width=8;parameter outwidth=8;input [in1width-1: 0] in1;input [in2width-1: 0] in2;output[outwidth-1: 0] out;assign out=in1+in2;endmodule/*excounter-v:16进制计数的一个计数器*/module hexcounter (clk, set, max, setdata, dataout, carryout) ; input clk,set;input[3:0] max,setdata;output carryout;output[3:0] dataout;reg[3:0] counter;reg carrybit;assign carryout=carrybit;assign dataout=counter;always@ (posedge clk or posedge set)begin if (set) //set是高电平有效begin counter<=setdata;carrybit<=0 ;endelse begin if( (counter==max)||(counter>max) )begin counter<=0 ;carrybit<=1;endelse begin counter<=counter+1'b1;carrybit<=0 ;endendendendmodule/*sound_ddd.V:发出嘀嘀嘀闹铃声模块*/module sound_ddd(clk_1k, on, out);parameter soundspace=30;parameter shotstopspace=20; //20ms,两个嘀声的时间距离parameter longstopspace=50;//50ms,连续三个嘀后的时间距离input clk_1k,on;output reg out;reg sound;always@ (posedge clk_1k)begin sound<=~sound; endreg[10:0] mscount;always@ (posedge clk_1k)begin if (mscount== (soundspace*3+shotstopspace*2+longstopspace-1) )mscount<=0;else mscount<=mscount+1'b1;endalways@ (negedge clk_1k)begin if (on)begin if ( (mscount>=0) && (mscount<soundspace) ) out<=sound;else if ( (mscount>=soundspace) && (mscount< (soundspace+shotstopspace) ) )out<=0;else if ( (mscount>= (soundspace+shotstopspace) ) && (mscount< (soundspace+shotstopspace) +soundspace) )out<=sound;else if ( (mscount>= (soundspace+shotstopspace) +soundspace) && (mscount< (soundspace+shotstopspace) *2) )out<=0;else if ( (mscount>= (soundspace+shotstopspace) *2)&&(mscount< ((soundspace+shotstopspace) *2+soundspace) ) )out<=sound;else out<=0;endelse out<=0 ;endendmodule/* sound ddd du,v:发出声音嘀嘀嘀一嘟声音模块*/module sound_ddd_du (clk_1k, on, out) ;parameter SOUNDSPACE=30;parameter shotstopspace=20;//20ms,两个嘀声的时间距离parameter longsoundspace=60; //嘟的长度input clk_1k, on;output reg out;reg sound_di, sound_du;always@ (posedge clk_1k) sound_di<=~sound_di;always@ (posedge sound_di) sound_du<=~sound_du;reg [ 11 : 0 ] mscount ;always@ (posedge clk_1k)begin if (on)begin if (mscount< (SOUNDSPACE+shotstopspace) *3+longsoundspace+10)mscount<=mscount+1'b1;endelse mscount<=0 ;endalways@ (negedge clk_1k)begin if (on)begin if ( (mscount>=0) && (mscount<SOUNDSPACE) ) out<=sound_di;else if ( (mscount>=SOUNDSPACE) && (mscount< (SOUNDSPACE+shotstopspace) ) )out<=0 ;else if ( (mscount>= (SOUNDSPACE+shotstopspace) ) && (mscount< (SOUNDSPACE+shotstopspace) +SOUNDSPACE) )out<=sound_di ;else if ( (mscount>= (SOUNDSPACE+shotstopspace) +SOUNDSPACE) && (mscount< (SOUNDSPACE+shotstopspace) *2) )out<=0;else if ( (mscount>= (SOUNDSPACE+shotstopspace) *2) && (mscount< ( (SOUNDSPACE+shotstopspace) *2+SOUNDSPACE) ) )out<=sound_di;else if ( (mscount>= (SOUNDSPACE+shotstopspace) *2+SOUNDSPACE) && (mscount< (SOUNDSPACE+shotstopspace) *3) )out<=0;else if ( (mscount>= (SOUNDSPACE+shotstopspace) *3) && (mscount< ( (SOUNDSPACE+shotstopspace) *3+longsoundspace) ) )out<=sound_du;else out<=0;endendendmodule。

EDA设计数字钟实验报告

EDA设计数字钟实验报告

南京理工大学EDA(Ⅱ)实验报告——多功能数字钟姓名:学号:学院:指导教师:时间:2014/11/3~2014/11/7摘要日益复杂的电子线路使得基于原理图的设计越来越复杂,甚至不切实际。

硬件描述语言的诞生,对设计自动化起到了极大的促进和推动作用。

Verilog HDL就是在用途最广泛的C语言的基础上发展起来的一种硬件描述语言,实现了从算法级、门级到开关级的多种抽象设计层次的数字系统建模,具有仿真,验证,故障模拟与时序分析等功能。

本文利用Verilog HDL语言,采用自顶向下的设计方法设计多功能数字钟,并通过QuartusⅡ分块进行了仿真。

此程序通过下载到FPGA芯片后,可实现实际的数字钟显示,具有基本的计时显示和设置,时间校正,整点报时,12h/24h转换,闹钟设置和闹铃控制的功能。

关键词: FPGA, Verilog HDL, QuartusⅡ, EP3C25F324C8,数字钟AbstractThe development of electronic circuit has grown to be too complicated to be designed base on schematic diagram. The birth of HDL accelerated the development of electronic design automation drastically. Verilog HDL is one of the HDL with multiple and strong functions.In this thesis, a complex digital system is designed in the bottom-up way with Verilog HDL and is simulated by QuartusⅡ. The function of a digital clock can be realized by downloading the program to FPGA, which includes timing, time-setting, hourly chiming, 12/24transforming, bell-setting and bell-controlling.Keywords: FPGA, Verilog HDL, QuartusⅡ, EP3C25F324C8,Digital clock目录摘要Abstract第一章数字钟设计要求说明第二章数字钟的设计思路和工作原理第三章模块的Verilog HDL设计与仿真3.1 计数器模块3.2 基本计时顶层模块3.3 分频模块3.4 整点报时模块3.5闹钟模块3.6 LED数码管显示模块3.7 数字钟顶层模块第四章FPGA实现第五章总结5.1 遇到的问题与解决方案5.2 尚存在的不足之处5.3 收获与感悟参考文献第一章数字钟设计要求说明(一)数字钟可以正常进行基本的时,分,秒计时功能。

EDA多功能数字钟设计报告

EDA多功能数字钟设计报告

数字电路EDA课程设计多功数字钟学校:华中科技大学文华院专业:电气工程及其自动化班级:2010级3班姓名:***学号:************指导老师:***制作日前:2012-6-19目录一:内容摘要 (3)二:关键词 (3)三:实验要求 (3)四:总体方案 (3)五:顶层逻辑电路组成及信号定义 (4)六:各底层模块设计 (5)七:下载 (17)八:实验中遇到的问题及解决方法 (17)九:心得体会 (18)十:参考文献 (19)一:内容摘要利用QuartusII软件,结合所学的数字电路的知识设计一个24时多功能数字钟,具有正常分、秒计时,动态显示、快速校分、整点报时、时段控制的功能。

分析整个电路的工作原理,分别说明各子模块的设计原理和调试、仿真、编程下载的过程,并对最终结果进行总结,最后提出在实验过程中出现的问题和解决的方案。

通过实验掌握一些逻辑组合器件的基本功能和用法,同时体会利用软件设计电路的方便快捷,避免硬件布线的繁琐,提高效率。

二:关键词数字计数器动态显示快速校分整点报时时段控制quartus 三:实验要求1.设计要求:(1)小时计数器为8421BCD码24进制;分和秒计数器为8421BCD 码60进制计数器;(2)扩展功能:①校时和校分;②整点报时;③时段控制。

2.设计方法:用硬件描述语言(Verilog HDL语言)和电路图设计的方法在QuartusII软件系统平台上建立数字电子钟电路的顶层文件并完成编译很仿真。

3.设计实现:将若干底层模块打包组成整个多功能数字钟的顶层模块,仿真及下载到可编程逻辑器件上,从而实现各项功能。

四:总体方案按照上述实验要求,本次电子数字时钟实验,基本核心功能是计时模块,次功能通过两个模60计数器及一个模24计数器级联既可以实现计时模块,另外有报时模块;时段控制模块;校时模块。

整体方案图如下:由上述方案可以看出,通过输入秒时钟信号,在显示器上显示计时,通过信号SWM和SWH可以校分和校时,整点报时模块连接蜂鸣器,实验中用发光二极管显示代替,时段控制通过发光二极管显示。

(完整word版)Verilog数字钟设计实验报告

(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。

EDA实现多功能数字钟课程设计

EDA实现多功能数字钟课程设计

目录一、实验任务 (1)二、关键词 (1)三、内容摘要 (1)四、数字钟电路系统组成框图 (2)五、各个功能模块的实现 (3)(1)小时计时 (3)(2)分钟计时 (3)(3)秒钟计时 (4)(4)校时校分 (5)(5)整点报时 (6)(6)时段控制 (6)六、数字钟的顶层文件 (7)七、下载 (8)(1)添加译码模块后的原理图 (8)(2)选用芯片 (8)(3)分配引脚号 (9)(4)器件下载 (9)(5)效果显示 (9)八、遇到的问题及解决办法 (12)九、《课程设计》中设计项目完成最终结论 (13)十、结束语 (13)十一、附录 (14)一、实验任务:用FPGA器件和EDA技术实现多功能数字钟的设计已知条件:1、QuartusП软件2、FPGA实验开发装置基本功能:1、以数字形式显示时、分、秒的时间;2、小时计数器为24进制;3、分、秒计数器为60进制。

拓展功能:1、校时、校分(有两个使能端构成,分别为校时、校分功能,同时按无效)2、仿电台报时(每个小时的59分51、53、55、57、59分别以四长声一短声进行报时)3、时段控制(让信号显示灯在晚上19点至早上5点灭。

之后亮)二、关键词小时、分钟计时模块、顶层文件、整点报时、时段控制、下载模块三、内容摘要1、设计要求:(1)小时计数器为8421BCD码24制;分和秒计数器为8421BCD 码60进制计数器;(2)拓展功能:①校正“时”和“分”;②整点报时;③时段控制。

2、硬件描述语言设计(Verilog HDL语言)方法在QuartusП软件系统平台上建立数字电子钟电路的顶层文件并完成编译和仿真。

3、输入变量:时钟CPS,直接清零RD;输出变量:小时计时H[7..4]、H[3..0]为8421BCD码输出,其时钟为CPH;之后的分计时、秒计时均为8421BCD码输出,其时钟为CPS等。

4、在顶层文件中,由若干低层模块“打包”组成整个多功能数字钟,分别对各模块作设计及仿真,最后级联各模块,统调、仿真及下载,从而实现各项功能。

本科毕业设计论文--eda课程设计报告多功能数字钟设计

本科毕业设计论文--eda课程设计报告多功能数字钟设计

湖北大学物电学院EDA课程设计报告(论文)题目:多功能数字钟设计专业班级: 14微电子科学与工程*名:**时间:2016年12月20日指导教师:万美琳卢仕完成日期:2015年12月20日多功能数字钟设计任务书1.设计目的与要求了解多功能数字钟的工作原理,加深利用EDA技术实现数字系统的理解2.设计内容1,能正常走时,时分秒各占2个数码管,时分秒之间用小时个位和分钟个位所在数码管的小数点隔开;2,能用按键调时调分;3,能整点报时,到达整点时,蜂鸣器响一秒;4,拓展功能:秒表,闹钟,闹钟可调3.编写设计报告写出设计的全过程,附上有关资料和图纸,有心得体会。

4.答辩在规定时间内,完成叙述并回答问题。

目录(四号仿宋_GB2312加粗居中)(空一行)1 引言 (1)2 总体设计方案 (1)2.1 设计思路 (1)2.2总体设计框图 (2)3设计原理分析 (3)3.1分频器 (4)3.2计时器和时间调节 (4)3.3秒表模块 (5)3.4状态机模块 (6)3.5数码管显示模块 (7)3.6顶层模块 (8)3.7管脚绑定和顶层原理图 (9)4 总结与体会 (11)多功能电子表摘要:本EDA课程主要利用QuartusII软件Verilog语言的基本运用设计一个多功能数字钟,进行试验设计和软件仿真调试,分别实现时分秒计时,闹钟闹铃,时分手动较时,时分秒清零,时间保持和整点报时等多种基本功能关键词:Verilog语言,多功能数字钟,数码管显示;1 引言QuartusII是Altera公司的综合性PLD/FPGA开发软件,支持原理图、VHDL、VerilogHDL 以及AHDL(Altera Hardware Description Language)等多种设计输入形式,内嵌自有的综合器以及仿真器,可以完成从设计输入到硬件配置的完整PLD设计流程,解决了传统硬件电路连线麻烦,出错率高且不易修改,很难控制成本的缺点。

利用软件电路设计连线方便,修改容易;电路结构清楚,功能一目了然2 总体设计方案2.1 设计思路根据系统设计的要求,系统设计采用自顶层向下的设计方法,由时钟分频部分,计时部分,按键调时部分,数码管显示部分,蜂鸣器四部分组成。

数字系统设计与verilog_HDL课程设计--实用多功能数字钟

数字系统设计与verilog_HDL课程设计--实用多功能数字钟

数字系统设计与verilogHDL课程设计设计题目:实用多功能数字钟专业:电子信息科学与技术摘要本课程设计利用QuartusII软件Verilog VHDL语言的基本运用设计一个多功能数字钟,经分析采用模块化设计方法,分别是顶层模块、alarm、alarm_time、counter_time、clk50mto1、led、switch、bitel、adder、sound_ddd、sound_ddd_du模块,再进行试验设计和软件仿真调试,分别实现时分秒计时、闹钟闹铃、时分秒手动校时、时分秒清零,时间保持和整点报时等多种基本功能。

单个模块调试达到预期目标,再将整体模块进行试验设计和软件仿真调试,已完全达到分块模式设计功能,并达到设计目标要求。

关键字:多功能数字钟、Verilog、模块、调试、仿真、功能目录1.课程设计的目的及任务............................................................. 错误!未定义书签。

1.1 课程设计的目的 (4)1.2 课程设计的任务与要求 (4)2.课程设计思路及其原理 (4)3.QuartusII软件的应用 (5)3.1工程建立及存盘 (5)3.2工程项目的编译 (6)3.3时序仿真 (6)4.分模块设计、调试、仿真与结果分析 (7)4.1 clk50mto1时钟分频模块 (7)4.2 adder加法器模块 (7)4.3 hexcounter16 进制计数器模块 (8)4.4 counter_time 计时模块 (8)4.5 alarm闹铃模块 (9)4.6 sound_ddd嘀嘀嘀闹铃声模块 (9)4.7 sound_ddd_du嘀嘀嘀—嘟声音模块 (10)4.8 alarm_time闹钟时间设定模块 (10)4.9 bitsel将输出解码成时分秒选择模块 (11)4.10 switch去抖模块 (11)4.11 led译码显示模块 (12)4.12 clock顶层模块 (12)5.实验总结 (14)5.1调试中遇到的问题及解决的方法 (14)5.2实验中积累的经验 (14)5.3心得体会 (14)6.参考文献 (15)1.1 课程设计的目的通过课程设计的锻炼,要求学生掌握V erilog HDL语言的一般设计方法,掌握VerilogHDL语言的基本运用,具备初步的独立设计能力,提高综合运用所学的理论知识独立分析和解决问题的能力,基于实践、源于实践,实践出真知,实践检验真理,培养学生的创新精神。

多功能数字钟(EDA设计)实验报告

多功能数字钟(EDA设计)实验报告

多功能数字钟一、实验原理分析通过晶振产生的50MHz的脉冲,用分频器进行分频产生1Hz的脉冲信号,即作为时钟的1s的信号进行计数。

秒钟每计数60秒后产生进位使分钟显示加1,分钟满60循环至0。

为实现手动校准时间功能,可以对分和秒计数器进行加减。

为实现校准时间时候的闪烁,对数码管使用消隐,把数码管的接地端口接一个脉冲信号。

在实验过程中,要注意很多细节,比如进行按键消抖,手动调整时间时不会进位。

二、逻辑分析三、功能模块分析功能模块包括分频模块,时间计数及校准模块,数码管译码显示模块、判决模块和消抖模块1.分频模块该电路由多个70LS90经过分频将由晶振产生的50MHz分频为1Hz方波,供后续时钟电路使用。

这一模块是整个电路的基础。

2.时间计数及校准模块该模块连接至分频模块的信号输出端,以分频模块产生的1Hz 方波作为基础。

1Hz方波与秒同步,以秒为基础,分别实现电子钟中,分与时的运转,即1分钟=60秒,1小时=60分钟的循环运转。

为了修正电子钟在运行过程中产生的一些误差或其他认为错误,另设置校准功能,可以对电子钟的计时进行调整。

其中,此模块的逻辑部分需Verilog语言实现并进行封装。

此模块用到3个十进制计数器、2个六进制计数器和1个三进制计数器。

3.数码管译码显示模块本电子钟采用数码管来显示,可以简单、直观地表现出确切的时间,实现其他配套功能。

且数码管易于操作。

此模块中有四个数码管,每两个数码管分别显示小时与分钟。

由上一模块,即时间计数及校准模块中的时间计数器产生的数值,将其对应的七段码直接传送至相应的数码管译码显示。

4.判决模块该电路判决信号连接至开关,当开关选中数码管某位后,经过判决器令改为停止计数,并开始1秒闪烁,按动按键可实现手动调整。

5.消抖模块通常的按键所用开关为机械弹性开关,当机械触点断开、闭合时,由于机械触点的弹性作用,一个按键开关在闭合时不会马上稳定地接通,在断开时也不会一下子断开。

EDA课程设计多功能数字时钟报告

EDA课程设计多功能数字时钟报告
II.功能简介…………………………………………………………………………………4
III.开关功能介绍(两种方案)……………………………………………………………4
二.方案论证……………………………………………………5
I.总体方案分析…………………………………………………………………………5
II.电路的工作原理……………………………………………………………………6
二.方案论证:
I。总体方案分析:
利用QuartusII软件设计一个数字钟,对设计电路进行功能仿真,并下载到SmartSOPC实验系统中,可以完成00:00:00到23:59:59的计时功能,并在控制电路的作用下具有保持、清零、快速校时、快速校分、整点报时等功能.本电路在原有基础上进行了拓展,具备以下功能:
①.能进行正常的时、分、秒计时功能;
These electric circuits are all packed with mold piece okay, for the purpose of other electric circuits adjust to use.With count machine composing to account parts, pass a cent repeatedly the machine divides of when the 1 HZ pulse accounts adjust to show that the electric circuit suggests and passes a little bit whole buzzer that tell the time an electric circuit control with the dynamic state.BE counting the way that the machine class adopted synchronously external different step in the inner part while uniting, but came to a synchronous effect through a simple change and than synchronously returned credibility。While showing a control for economizing a resources adoption dynamic state principle,from wove VHDL language of 24 choose 4 data selectors.文档为个人收集整理,来源于网络文档为个人收集整理,来源于网络
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EDA课程设计报告:实用多功能数字钟学院:专业:班级:学号:姓名:指导老师:***2012年12月25日实用多功能数字钟摘要本EDA课程设计利用QuartusII软件Verilog VHDL语言的基本运用设计一个多功能数字钟,经分析采用模块化设计方法,分别是顶层模块、alarm、alarm_time、counter_time、clk50mto1、led、switch、bitel、adder、sound_ddd、sound_ddd_du模块,再进行试验设计和软件仿真调试,分别实现时分秒计时、闹钟闹铃、时分秒手动校时、时分秒清零,时间保持和整点报时等多种基本功能。

单个模块调试达到预期目标,再将整体模块进行试验设计和软件仿真调试,已完全达到分块模式设计功能,并达到设计目标要求。

关键字:多功能数字钟、Verilog、模块、调试、仿真、功能目录一.课程设计的目的及任务 (1)1.1 课程设计的目的 (1)1.2 课程设计的任务与要求 (1)二.课程设计思路及其原理 (1)三.QuartusII软件的应用 (2)3.1工程建立及存盘 (2)3.2工程项目的编译 (3)3.3时序仿真 (3)四.分模块设计、调试、仿真与结果分析 (4)4.1 clk50mto1 时钟分频模块 (4)4.2 adder 加法器模块 (4)4.3 hexcounter16 进制计数器模块 (5)4.4 counter_time 计时模块 (5)4.5 alarm闹铃模块 (6)4.6 sound_ddd嘀嘀嘀闹铃声 (7)4.7 sound_ddd_du嘀嘀嘀—嘟声音模块 (7)4.8 alarm_time闹钟时间设定模块 (8)4.9 bitsel将输出解码成时分秒选择模块 (8)4.10 switch去抖模块 (8)4.11 led译码显示模块 (9)4.12clock顶层模块 (10)五.实验总结 (11)5.1调试中遇到的问题及解决的方法 (11)5.2实验中积累的经验 (12)5.3心得体会 (12)六.参考文献 (12)七.程序清单 (13)一.课程设计的目的及任务1.1 课程设计的目的通过课程设计的锻炼,要求学生掌握Verilog语言的一般设计方法,掌握VHDL语言的基本运用,具备初步的独立设计能力,提高综合运用所学的理论知识独立分析和解决问题的能力,基于实践、源于实践,实践出真知,实践检验真理,培养学生的创新精神。

掌握现代数字逻辑电路的应用设计方法,进一步掌握电子仪器的正确使用方法,以及掌握利用计算机进行电子设计自动化(EDA)的基本方法1.2 课程设计的任务与要求用Verilog设计一个多功能的数字钟,具有下述功能;(1)计时功能。

包括时、分、秒的计时;(2)定时与闹钟功能:能在设定的时间发出闹铃音;(3)校时功能。

对时、分和秒能手动调整以校准时间;(4)整点报时功能;每逢整点,产生"嘀嘀嘀嘀一嘟"四短一长的报时音二.课程设计思路及其原理数字计时器要实现时分秒计时、闹钟闹铃、时分秒手动校时、时分秒清零,时间保持和整点报时等多种基本功能,所有功能都基于计时功能。

因此首先需要获得具有精确振荡时间的脉振信号,以此作为计时电路的时序基础,实验中可以使用的振荡频率源为50MHZ,通过分频获得所需脉冲频率1Hz。

得到1hz脉冲后,要产生计时模块,必须需要加法器来进行加法,因此需要一个全加器,此实验中设计一个八位全加器来满足要求。

数字电路设计中,皆采用二进制加法,为实现实验中时分秒的最大功能,本实验中采用十六进制加法器,再进行BCD码进行转换来实现正常时钟显示。

为产生秒位,设计一个模60计数器,利用加法器对1HZ的脉冲进行秒计数,产生秒位;为产生分位,通过秒位的进位产生分计数脉冲,分位也由模60计数器构成;为产生时位,用一个模24计数器对分位的进位脉冲进行计数。

整个数字计时器的计数部分共包括六位:时十位、时个位、分十位、分个位、秒十位和秒个位。

基本的计时模块完成之后,整点报时、清零、校时、LED显示、闹铃模块可以相互实现,其中,闹铃模块与计时模块的显示相互并行。

清零功能是通过控制计数器清零端的电平高低来实现的。

只需使清零开关按下时各计数器的清零端均可靠接入有效电平(本实验中是低电平),而清零开关断开时各清零端均接入无效电平即可。

保持功能是通过逻辑门控制秒计数器输入端的1Hz脉冲实现的。

正常情况下,开关不影响脉冲输入即秒正常计数,当按下开关后,使脉冲无法进入计数端,从而实现计时保持功能。

要进行闹钟功能,是否进行闹钟模块nowmode,当选择00表示即使模块,10闹钟模式,01手动调整模式。

当选择闹铃模块之后,是否是整点报时闹铃还是闹钟闹铃,又需要设置一个选择模块alarmout,当00模式时不开启闹铃,01进行闹铃模式,10进行整点报时模块。

整点报时是本实验中的sound_ddd_du模块(详见附录中程序清单),sound_ddd_du模块与计时模块有点类似,但整点报时模块中不要分时分秒计数,可直接利用1hz的分频计数至时位进位时的数值,开启ddd_du闹铃。

闹钟报时功能。

在计时电路走到设定的时间时闹铃报时功能会被启动,通过与ddd产生电路进行逻辑组合,使得在达到闹铃时,发出ddd。

闹铃模块和校正模块中,需要选择闹铃调时Alarmode还是checkmode校时模块,因此需要利用bitsel模块进行选择。

闹钟只设定时和分,基本模块Alarmode与正常计时电路里的校时校分电路相同。

本实验中为节省按键,闹钟时间调节键复用正常调时的校时校分开关,为使设定闹铃与正常计时中调节时间按键互不影响,额外用一个闹钟使能键,按下该键后进入闹钟设定界面,此时校时校分开关用于调节闹钟时间,对正常计时没有影响;恢复使能键后校分校时键用于对数字钟进行时间调节,对设定的闹钟时间没有影响。

校分校时checkmode功能基本原理是通过逻辑门电路控制分计数器的计数脉冲,当校分校时开关断开时,计数脉冲由低位计数器提供;当按下校分校时开通时,既可以手动触发出发式开关给进位脉冲,也可以有恒定的1Hz脉冲提供恒定的进位信号,计数器在此脉冲驱动下可快速计数。

为实现可靠调时,采用防抖动开关(由D触发器实现)克服开关接通或断开过程中产生的一串脉冲式振动。

当全部功能实现之后,要完成数字钟的全部输出,需要一个LED显示模块。

最后,将所有程序进行调试,在clock顶层模块中可以实现全部功能。

三.QuartusII软件的应用3.1工程建立及存盘1.打开QuartusⅡ,单击“File”菜单,选择File→New Project Wizard,对话框如下:分别输入项目的工作路径、项目名和实体名,单击Finish。

图3.12.单击“File”菜单,选择New,弹出小对话框,双击“VHDL File",即选中了文本编辑方式。

在出现的“Vhdl1.vhd”文本编辑窗中键入VHDL程序,输入完毕后,选择File→Save As,即出现“Save As”对话框。

选择自己建立好的存放本文件的目录,然后在文件名框中键入文件名,按“Save”按钮。

3. 建立工程项目,在保存VHDL文件时会弹出是否建立项目的小窗口,点击“Yes”确定。

即出现建立工程项目的导航窗口,点击“Next”,最后在出现的屏幕中分别键入新项目的工作路径、项目名和实体名。

注意,原理图输入设计方法中,存盘的原理图文件名可以是任意的,但VHDL程序文本存盘的文件名必须与文件的实体名一致,输入后,单击“Finish”按钮。

3.2工程项目的编译单击工具条上的编译符号开始编译,并随着进度不断变化屏幕,编译成功,完成后的屏幕如图3.2所示:图3.23.3时序仿真建立波形文件:选择File→New,在New窗中选中“Other File”标签。

在出现的屏幕中选择“Vector Waveform File”项出现一新的屏幕,在assignment中选择seting,将timing选择function功能仿真,再在processing中建立网格。

在出现的新屏幕中,双击“Name”下方的空白处,弹出“Insert Nod or Bus”对话框,单击该对话框的“Node Finder……”。

在屏幕中的Filter 中选择Pins,单击“List”。

而后,单击“>>”,所有输入/输出都被拷贝到右边的一侧,这些正是我们希望的各个引脚,也可以只选其中的的一部分,根据实际情况决定。

然后单击屏幕右上脚的“OK”。

在出现的小屏幕上单击“OK”。

设定仿真时间宽度。

选择Edit →End time…选项,在End time选择窗中选择适当的仿真时间域,以便有足够长的观察时间。

波形文件存盘。

选择File→Save as 选项,直接存盘即可。

运行仿真器。

在菜单中选择项,直到出现,仿真结束。

图3.4 编辑过程的仿真波形四.分模块设计、调试、仿真与结果分析4.1 clk50mto1 时钟分频模块实验中使用的振荡频率源为50MHZ,通过分频获得所需脉冲频率1Hz。

在counter_1hz==50000000时,输出信号清零,若未达到则继续加一。

为实验观察方便,在单个模块的显示中,本处clock输入为1ps周期信号,得到clk50to1输出结果如图4.1所示,完全符合实验要求。

图4.1 clk50mto1 时钟分频模块4.2 adder 加法器模块本实验中adder采用8位全加器,out=in1+in2,带进位。

图4.2 adder 加法器模块实验中数字钟时分秒最大计数为59,带进位8位全加器完全符合实验要求,如图4.2所示,77加62等于139,76加上93等于169.4.3 hexcounter16 进制计数器模块经过分频后,输出脉冲频率为1hz ,即周期为1s ,通过16进制计数器,将其转化为16进制数字。

16进制采用4位二进制,因此寄存器长度为四位。

当set 高电平有效时,将数据送给counter 计数器,carrtbit 清零,如若counter 计数器达到16进制中max 即15时,counter 清零,而carrtbit 置高电平有效。

如若set 一直处于低电平,则counter 计数器自加一进行计数,carrtbit 清零。

图4.3 hexcounter16 进制计数器模块调试试验结果如图4.3所示,set 一直处于低电平状态下,当datout 计数置3后再加一即清零,而carrybit 置一,再来一个脉冲上升沿又回来置数,符合十六进制计数器。

4.4 counter_time 计时模块时钟能够产生时间前提是对秒脉冲计数产生形成的,每个计时器的时钟,由前级进位和自增脉冲相加得到,为了形成时分秒,需要对秒进位信号进行计数从而产生分,对分进位信号进行计数产生时信号。

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