FPGA数字时钟——详解

module clock04(//注：本次调试会出现黄色叹号警告，但不影响功能完美实现。

input wire clk,//系统50MHz时钟
input wire clr,//清零开关
input wire settime,//调时开关
input wire myclock,//设置我的闹钟开关
input wire closeclock,//关掉闹钟开关
input btn0,//四个调时按钮
input btn1,
input btn2,
input btn3,
output sled,//秒闪烁LED灯
output reg cled,//闹钟闪烁LED灯
output reg[6:0] duanxuan,//数码管段选
output reg[3:0] weixuan//数码管位选
);
reg[1:0]p;//位选数码管位置
reg[3:0]digit;//指代数码管将要显示的数字
reg[16:0]clktime;//位选刷新用
reg[26:0]cnt;//分频用
reg clk_out;//分频所得时钟信号
reg[3:0]ml;//以下为时钟：时分秒
reg[3:0]hl;
reg[3:0]mh;
reg[3:0]hh;
reg[5:0]s;
reg[3:0]cml; //以下为闹钟时分
reg[3:0]cmh;
reg[3:0]chl;
reg[3:0]chh;
initial//初始时间全部为12：30：00
begin
hh=1;
hl=2;
mh=3;
ml=0;
chh=1;
chl=2;
cmh=3;
cml=0;
s=0;
end
always@(posedge clk)//定义位选刷新时间参数
begin
clktime<=clktime+1;
end
always@(*)
begin
weixuan=4'b1111;//初始位选，数码管全暗
p<=clktime[16:15];//定义位置代数p为参数最高两位
weixuan[p]=0;//选中的p位低电平点亮数码管
if(myclock==1)//if else语句决定位选状态为闹钟时间or时钟时间begin
case(p)//p有4种情况
0:digit<=chh[3:0];//定义digit指代所要显示的数字
1:digit<=chl[3:0];
2:digit<=cmh[3:0];
3:digit<=cml[3:0];
default:digit<=cml[3:0];
endcase
end
else
begin
case(p)//p有4种情况
0:digit<=hh[3:0];//定义digit指代所要显示的数字
1:digit<=hl[3:0];
2:digit<=mh[3:0];
3:digit<=ml[3:0];
default:digit<=ml[3:0];
endcase
end
case(digit)//十六进制数字段选编码
0:duanxuan=7'b0000001;
1:duanxuan=7'b1001111;
2:duanxuan=7'b0010010;
3:duanxuan=7'b0000110;
4:duanxuan=7'b1001100;
5:duanxuan=7'b0100100;
6:duanxuan=7'b0100000;
7:duanxuan=7'b0001111;
8:duanxuan=7'b0000000;
9:duanxuan=7'b0000100;
'hA:duanxuan=7'b0001000;
'hB:duanxuan=7'b1100000;
'hC:duanxuan=7'b1100001;
'hD:duanxuan=7'b1000010;
'hE:duanxuan=7'b0110000;
'hF:duanxuan=7'b0111000;
default:duanxuan=7'b0000001;
endcase
end
always@(posedge clk or posedge clr)//对系统50MHz时钟进行分频，期间进行调时、计时begin
if(clr==1)//首先判断是否清零
begin
cnt<=0;
ml<=0;
mh<=0;
hl<=0;
hh<=0;
chh<=0;
chl<=0;
cmh<=0;
cml<=0;
s<=0;
end
else if(cnt==24999999)//分频中间步骤
begin
clk_out=~clk_out;//定义分频所要得到的1Hz（1秒）时钟信号
cnt<=cnt+1;
end
else if(cnt==1||cnt==25000001)//在所得时钟信号翻转后（每0.5秒）判断是否进行调时操作
begin//定义四个调时按键
cnt<=cnt+1;
if(settime==1)
begin
if(btn0)//分钟－
begin
ml<=ml-1;
if(ml==0)
begin
ml<=9;
mh<=mh-1;
end
if(mh==0&&ml==0)//分钟从00减到59，小时减1
begin
ml<=9;
hl<=hl-1;
if(hl==0)
begin
hl<=9;
hh<=hh-1;
end
if(hl==0&&hh==0)//时钟为24小时制
begin
hh<=2;
hl<=3;
end
end
end
if(btn1)//分钟＋
begin
ml<=ml+1;
if(ml==9)
begin
ml<=0;
mh<=mh+1;
end
if(mh==5&&ml==9)//分钟从59加到00，小时加1 begin
ml<=0;
mh<=0;
hl<=hl+1;
if(hl==9)
begin
hl<=0;
hh<=hh+1;
end
if(hl==3&&hh==2)//24:00显示为00:00
begin
hh<=0;
hl<=0;
end
end
end
if(btn2)//小时－
begin
hl<=hl-1;
if(hl==0)
begin
hh<=hh-1;
end
if(hh==0&&hl==0)//00:00减到23:59
begin
hl<=3;
hh<=2;
end
end
if(btn3)//小时＋
begin
hl<=hl+1;
if(hl==9)
begin
hl<=0;
hh<=hh+1;
end
if(hh==2&&hl==3)//23:59加到00:00
begin
hl<=0;
hh<=0;
end
end
end
end
else if(cnt==12500000||cnt==37500000)//在四分之一秒和四分之三秒时刻判断是否进行闹钟时间设置操作
begin
cnt<=cnt+1;
if(myclock==1)
begin
if(btn0)//闹钟时间设置分－
begin
cml<=cml-1;
if(cml==0)
begin
cml<=9;
cmh<=cmh-1;
end
if(cmh==0)
begin
cmh<=5;
cml<=9;//分的加减不需要关联时的加减
end
end
if(btn1)//闹钟时间分钟+
begin
cml<=cml+1;
if(cml==9)
begin
cml<=0;
cmh<=cmh+1;
end
if(cmh==5&&cml==9)
begin
cmh<=0;
cml<=0;
end
end
if(btn2)//闹钟时间设置小时－
begin
chl<=chl-1;
if(chl==0)
begin
chl<=9;
chh<=chh-1;
end
if(chh==0&&chl==0)
begin
chh<=2;
chl<=3;
end
end
if(btn3)//闹钟时间设置小时＋
begin
chl<=chl+1;
if(chl==9)
begin
chl<=0;
chh<=chh+1;
end
if(chh==2&&chl==3)
begin
chh<=0;
chl<=0;
end
end
end
end
else if(cnt==49999999)
begin
cnt<=0;
clk_out=~clk_out;//得到1Hz时钟信号clk_out
s<=s+1;//每1秒s加1
if(s==59)//时钟计时模块
begin
s<=0;
ml<=ml+1;
if(ml==9)
begin
ml<=0;
mh<=mh+1;
end
if(mh==5&&ml==9)
begin
ml<=0;
mh<=0;
hl<=hl+1;
if(hl==9)
begin
hl<=0;
hh<=hh+1;
end
if(hl==3&&hh==2)
begin
hh<=0;
hl<=0;
end
end
end
end
else
cnt<=cnt+1;//50000000倍分频到此结束
end
always@(*)
begin
if(chh==hh&&chl==hl&&cmh==mh&&cml==ml&&s==0)//在时钟与闹钟相同的0秒点亮cled
cled<=1;
if(closeclock==1)//直到按下关闭闹钟的开关
cled<=0;
end
assign sled=clk_out;//将所得1Hz时钟信号输入给LED灯闪烁endmodule。