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：
附全部代码：
总模块：
module
clock(clk,reset,MODE,Alarm_ctr,BT2,H12_24,DSH,DSL,DMH,DML,DHH,DHL,dian,bao_signa l,nao_signal);
input clk;//50MHz
input 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_choose u13(mode_flag,Keydone2,_250ms,co1,co2,set_co2,co11,co22,co111,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_naozhong u16(co111,co222,set_HH,set_HL,set_MH,set_ML,set_co2); //设置闹钟时间Naozhong
u17(Alarm_ctr,_500ms,set_HH,set_HL,set_MH,set_ML,HH24,HL24,MH24,ML24,nao_signal);
//任意闹钟响应
LUT_mode
u18(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。输入信号为50MHZ的信号，要想获得1HZ的信号作为秒脉冲计时，则要对50MHZ信号分频。通过计数的方式，当计数从0开始到24 999999时，1HZ信号取反一次，计数又从0开始，如此循环，就可以得到1HZ脉冲信号。对于其他信号也是如此，只是计数值不一样，得到的分频信号不同。
module devide_f(_1HZ,_10ms,_250ms,_500ms,nCR,_50MHZ);
input _50MHZ,nCR;
output _1HZ,_10ms,_250ms,_500ms;
reg _1HZ,_10ms,_250ms,_500ms;
reg[31:0]Q1,Q2,Q3,Q4;
always@(posedge _50MHZ or negedge nCR)begin
if(~nCR)
begin
Q1<=32'd0;
Q2<=32'd0;
Q3<=32'd0;
Q4<=32'd0;
end
else if(Q1>=32'd2*******)
begin
Q1<=32'd0;
_1HZ=~_1HZ;
end
else if(Q2>=32'd249999)
begin
Q2<=32'd0;
_10ms=~_10ms;
end
else if(Q4>=32'd6299999)
begin
Q4<=32'd0;
_250ms=~_250ms;
end
else if(Q3>=32'd1*******)
begin
Q3<=32'd0;
_500ms=~_500ms;
end
else begin
Q1<=Q1+1'd1;
Q2<=Q2+1'd1;
Q3<=Q3+1'd1;
Q4<=Q4+1'd1;
end
end
endmodule
计时模块：
秒计数：在1HZ脉冲下进行秒计时，当计时达到59秒后，在下一个脉冲来临变0，并发出一个脉冲信号，可供下面分钟计数作为输入脉冲信号计时。
分钟计数：在输入脉冲下，分钟开始计时，当计时达到59后，在下一个脉冲来临变0，并发出一个脉冲，供小时计数的输入脉冲新号。
小时计数：脉冲信号来临时，计数加1，达到23后在下一个脉冲的作用下清零，从新计时。如果有复位信号，则时分秒全部清零。
module second(cp,reset,mode_flag,BT2,SH,SL,co);
input cp,reset,BT2;
input[3:0]mode_flag;
output co=1'b0;
reg co;
output [3:0]SL,SH;
reg[3:0]SH,SL;
reg[7:0]cnt;
always@(posedge cp or negedge reset )
begin
if(!reset)
begin
SL=4'b0;
SH=4'b0;
cnt<=8'b0;
end
else if((mode_flag==4'b0010)&&(!BT2))
begin
SL=4'b0;
SH=4'b0;
cnt<=8'b0;
end
else
begin
if(cnt==8'd59)
begin
SH<=4'd0;
SL<=4'd0;
co<=1'b1;
end
else
begin
co=1'b0;
cnt=cnt+8'd1;
SL<=cnt%10;
SH<=cnt/10;
end
end
end
endmodule
module minute (cp,reset,MH,ML,co); input cp ,reset;
output co=1'b0;
output [3:0]ML,MH;
reg[3:0]MH,ML;
reg[7:0]cnt;
reg co;
always@(posedge cp or negedge reset) begin
if(!reset)
begin
ML=4'b0;
MH=4'b0;
cnt<=8'b0;
end
else
begin
if(cnt==8'd59)
begin
cnt<=8'd0;
MH<=4'd0;
ML<=4'd0;
co<=1'b1;
end
else
begin
co=1'b0;
ML<=cnt%10;
MH<=cnt/10;
end
end
end
endmodule
module hour (cp,reset,HH,HL);
input cp,reset;
output [3:0]HL,HH;
reg[3:0]HH,HL;
reg[7:0]cnt;
always@(posedge cp or negedge reset)
begin
if(!reset)
begin
HL=4'b0;
HH=4'b0;
cnt<=8'b0;
end
else
begin
if(cnt==8'd23)
begin
cnt<=8'd0;
HH<=4'd0;
HL<=4'd0;
end
else
begin
cnt=cnt+8'd1;
HL<=cnt%10;
HH<=cnt/10;
end
end
end
Endmodule
模式选择模块：
同过一个模式档按键MODE，按一下产生对应一种模式mode_flag，并且可以循环。在不同的模式下可以进行不同的操作。其中mode_flag=4'0000为正常显示计时，mode_flag=4'0001为小时调钟模式，mode_flag=4'00010为分钟调钟模，mode_flag=4'0011为闹钟小时设置模式，mode_flag=4'0100为闹钟分钟设置模式。
module key_press(_10ms,KEY,Keydone);
input KEY,_10ms;
output Keydone;
reg dout1,dout2,dout3;
always @(posedge _10ms)
begin
dout1 <= KEY;
dout2 <= dout1;
dout3 <= dout2;
end
assign Keydone = (dout1 | dout2 | dout3); endmodule
module mode (MODE,mode_flag);
input MODE ;
output [3:0]mode_flag;
reg [3:0]mode_flag;
always @ (negedge MODE )
begin
mode_flag = mode_flag+ 4'b1;
if(mode_flag == 4'b0101)
mode_flag = 2'b0;
end
endmodule
module LED_mode (mode_flag,SH24,SL24,SH,SL);
input [3:0] mode_flag;
input [3:0] SH24,SL24;
output [3:0]SH,SL;
reg [3:0]SH,SL;
always@(mode_flag )begin
case (mode_flag)
4'b0000:begin
SH<=SH24;
SL<=SL24;end
4'b0001: begin
SH<=4'b0000;
SL<=4'b0001;end
4'b0010: begin
SH<=4'b0000;
SL<=4'b0010;end
4'b0011: begin
SH<=4'b0000;
SL<=4'b0100;end
4'b0100: begin
SH<=4'b0000;
SL<=4'b1000;end
default : begin
SH<=SH24;
SL<=SL24;end
endcase
end
endmodule
Module LUT_mode
(mode_flag,H12_24,HH12,HL12,HH24,HL24,MH24,ML24,set_HH,set_HL,set_MH,set_ML,MH,ML, HH,HL);
input [3:0] HH12,HL12,HH24,HL24,MH24,ML24;
input [3:0] set_HH,set_HL,set_MH,set_ML;
input [3:0] mode_flag;
input H12_24;
output [3:0] MH,ML,HH,HL;
reg [3:0] MH,ML,HH,HL;
always@(mode_flag or H12_24) begin
case (mode_flag)
4'b0011,
4'b0100: begin
HH<=set_HH;
HL<=set_HL;
MH<=set_MH;
ML<=set_ML; end
default:begin
if(H12_24)begin
HH<=HH12;
HL<=HL12;
MH<=MH24;
ML<=ML24;end
else begin
HH<=HH24;
HL<=HL24;
MH<=MH24;
ML<=ML24;end
end
endcase
end
endmodule
module mode_choose(mode_flag,BT2,_250ms,co1,co2,set_co2,co11,co22,co111,co222);
input [3:0]mode_flag;
input BT2,_250ms,co1,co2,set_co2;
output co11,co22,co111,co222;
supply1 Vdd;
reg co11,co22,co111,co222;
always@(mode_flag)begin
case (mode_flag)
4'b0001: begin
if(~BT2) co22<=_250ms;
else begin co22<=co2;
co11<=co1; end
end
4'b0010: begin
if(~BT2) begin co11<=_250ms;
co22<=co2;end
else begin co11<=co1;
co22<=co2; end
end
4'b0011: begin co22<=co2;
co11<=co1;
if(~BT2) co222<=_250ms;
else co222<=set_co2;end
4'b0100: begin co22<=co2;
co11<=co1;
if(~BT2) co111<=_250ms;
else co111<=Vdd; end
default :begin
co11<=co1;
co22<=co2; end
endcase
end
endmodule
闹钟模块：
module set_naozhong(co111,co222,set_HH,set_HL,set_MH,set_ML,co2);
input co111,co222;
output [3:0]set_HH,set_HL,set_MH,set_ML;
supply1 Vdd;
output co2;
minute (co111,Vdd,set_MH,set_ML,co2);
hour (co222,Vdd,set_HH,set_HL);
endmodule
modulenaozhong
(Alarm_ctr,_1HZ,set_HH,set_HL,set_MH,set_ML,HH24,HL24,MH24,ML24,nao_signal);
input Alarm_ctr,_1HZ;
input [3:0] set_HH,set_HL,set_MH,set_ML;
input [3:0] HH24,HL24,MH24,ML24;
output nao_signal;
reg signal;
reg nao_signal;
reg [16:0] Q;
always@(posedge _1HZ)begin
if((~signal)&&(Alarm_ctr))begin
if((set_HH==HH24)&&(set_HL==HL24)&&(set_MH==MH24)&&(set_ML==ML24))signal<=1'b1;
else signal<=1'b0;end
else if((signal)&&(Alarm_ctr))begin
nao_signal<=~nao_signal;
Q=Q+nao_signal;
if(Q>=8'd720)begin
Q<=16'b0;
signal<=1'b0;end
end
else begin
signal<=1'b0;
nao_signal<=1'b0;end
end
endmodule
12——24小时切换模块：
module hour12_24(HH24,HL24,HH12,HL12);
input [3:0] HH24,HL24;
output [3:0] HH12,HL12;
reg [3:0] HH12,HL12;
reg flag;
always@(HH24 or HL24)begin
if((HH24*10+HL24)<=12)
begin
HH12<=HH24;
HL12<=HL24;
else if(((HH24*10+HL24)>=13)&&((HH24*10+HL24)<=19))
begin
HH12<=4'd0;
HL12<=HL24-4'd2;
end
else if(((HH24*10+HL24)>=19)&&((HH24*10+HL24)<=21))
begin
HH12<=4'd0;
HL12<=HL24+4'd8;
end
else
begin
HH12<=HH24-4'd1;
HL12<=HL24-4'd2;
end
end
endmodule
整点报时模块：
module boshi(HH,HL,MH,ML,SH,SL,_500ms,bao_signal);
input[3:0] HH,HL,MH,ML,SH,SL;
input _500ms;
output bao_signal;
reg bao_signal;
reg [7:0]Q1,Q2;
reg bao;
always@(posedge _500ms)begin
if(((SH*10+SL)==8'd59)&&((MH*10+ML)==8'd59))begin
Q1<=7'b0;
bao<=1'b1;end
else if((Q1<10*HH+HL)&&(bao))
begin
bao_signal<=~bao_signal;
Q1<=Q1+bao_signal;
end
else if(Q1==(10*HH+HL))
bao<=1'b0;
else
begin
bao_signal<=1'b0;
end
end
译码显示模块：
一、数码管显示：通过传入响应的4位十进制数，运用case语句转换输出相应的8位二进制显示码，送入数码管显示。
二、LED显示：
module display_LED(s_out,s_int);
input[3:0]s_int;
output[3:0]s_out;
reg[3:0]s_out;
wire [3:0]s_out1;
always @(s_int)
begin
case(s_int)
4'h0:s_out=4'b0000;
4'h1:s_out=4'b0001；
4'h2:s_out=4'b0010;
4'h3:s_out=4'b0011;
4'h4:s_out=4'b0100;
4'h5:s_out=4'b0101;
4'h6:s_out=4'b0110;
4'h7:s_out=4'b0111;
4'h8:s_out=4'b1000;
4'h9:s_out=4'b1001;
endcase
end
assign s_out1=~s_out;
Endmodule
module SEG7_LUT(oSEG1,iDIG);
input[3:0]iDIG;
output[7:0]oSEG1;
reg[7:0]oSEG;
wire [7:0]oSEG1;
always @(iDIG)
begin
case(iDIG)
4'h0: oSEG = 8'b00111111;
4'h1: oSEG = 8'b00000110;
4'h2: oSEG = 8'b01011011;
4'h3: oSEG = 8'b01001111;
4'h4: oSEG = 8'b01100110;
4'h5: oSEG = 8'b01101101;
4'h6: oSEG = 8'b01111101;
4'h7: oSEG = 8'b00000111;
4'h8: oSEG = 8'b01111111;
4'h9: oSEG = 8'b01101111;
4'ha: oSEG = 8'b01110111;
4'hb: oSEG = 8'b01111100;
4'hc: oSEG = 8'b00111001;
4'hd: oSEG = 8'b01011110;
4'he: oSEG = 8'b01111001;
4'hf: oSEG = 8'b01110001; endcase
end
assign oSEG1=~oSEG; endmodule
module display_LED(s_out,s_int); input[3:0]s_int;
output[3:0]s_out;
reg[3:0]s_out;
wire [3:0]s_out1;
always @(s_int)
begin
case(s_int)
4'h0:s_out=4'b0000;
4'h1:s_out=4'b0001;
4'h2:s_out=4'b0010;
4'h3:s_out=4'b0011;
4'h4:s_out=4'b0100;
4'h5:s_out=4'b0101;
4'h6:s_out=4'b0110;
4'h7:s_out=4'b0111;
4'h8:s_out=4'b1000;
4'h9:s_out=4'b1001;
endcase
end
assign s_out1=~s_out; endmodule
设计过程常见问题：
（1）要注意编写程序的过程中begin和end配对问题，类似于C语言中的括号匹配问题，在编写计数模块时编译不通过，最后检查出是缺少一个end结束符号，经修改后编译通过。（2）Verilog HDL语言编写时的语法问题。在最初的计时模块的程序设计中，将小时、分钟的调节信号放在了另外的一个always语句块中，编译无法通过，经查阅资料，在Verilog HDL 语言的编写中应该注意不同的always语句块不可以对同一个变量进行操作，即一个变量不可以经过两个always语句块操作。将对小时和分钟调节信号的操作与计时放在同一个语句块中，编译通过。
（3）数码管刚开始时显示于实际计数不一样，主要是由译码错误造成的原因。数码管一开始不变化，说明计数没有进行，是由于分钟的输入脉冲信号错误引起。
心得体会
这次的课程设计结束了，在这次的设计中我学会了很多东西。首先是对Verilog HDL语言的设计思想有了深入理解，将这种自顶向下的设计理念运用于实践中，设计多功能数字钟，突出了Verilog HDL作为硬件描述语言的良好可读性和可移植性，对上学期所学的而理论知识有了深刻的理解。
其次是对Verilog HDL语言的语法熟悉，在这次的课程设计中，我学习到很多Verilog HDL语言的语法知识，比如在两个不同的语句块中不能对同一个变量进行操作，比如在用Verilog HDL语言中编写程序时要注意begin和end语句的匹配问题，在使用Verilog HDL语言时不可以使用中文注释等等。对于这种语言的学习也有了很大的帮助。
最后是设计作品时的设计逻辑和设计思想，在选择不同的系统方案时要综合考虑，选择最优方案。各个模块的实现也要考虑综合情况而制定出最符合实际情况的实现方案，方案间要进行对比、实践，最终确定。
在这次的课程设计中我不仅学习到有关程序编写以及设计方面的逻辑思维，对系统功能的实现也有了较为深入的了解，对各模块的调试等也学习到不少东西，总之，从这次设计中学到很多东西，也巩固了我的理论学习。
1.生活如意，事业高升。
2.前程似锦，美梦成真。
3.年年今日，岁岁今朝。
4.百事大吉，万事顺利。
5.愿与同僚，共分此乐。
6.事业有成，幸福快乐。
7.生日快乐，幸福安康。
8.幸福快乐，与君同在。
数字系统设计与verilog HDL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 班级：0313410 学号：031341025 姓名：杨存智 指导老师：黄双林
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 (3) 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 (5) 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 (7) 4.4 counter_time 计时模块 (8) 4.5 alarm闹铃模块 (8) 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 (9) 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 (10) 4.10 switch去抖模块 (11) 4.11 led译码显示模块 (11) 4.12 clock顶层模块 (12) 5．实验总结 (13) 5．1调试中遇到的问题及解决的方法 (13) 5.2实验中积累的经验 (14) 5.3心得体会 (14) 6．参考文献 (14) 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
基于FPGA的数字时钟的设计课题: 基于FPGA的数字时钟的设计 学院: 电气信息工程学院 专业: 测量控制与仪器 班级 : 08测控(2)班 姓名 : 潘志东 学号 : 08314239 合作者姓名: 颜志林 2010 年12 月12 日
综述 近年来随着数字技术的迅速发展,各种中、大规模集成电路在数字系统、控制系统、信号处理等方面都得到了广泛的应用。这就迫切要求理工科大学生熟悉与掌握常用中、大规模集成电路功能及其在实际中的应用方法,除通过实验教学培养数字电路的基本实验方法、分析问题与故障检查方法以及双踪示波器等常用仪器使用方法等基本电路的基本实验技能外,还必须培养大学生工程设计与组织实验能力。 本次课程设计的目的在于培养学生对基本电路的应用与掌握,使学生在实验原理的指导下,初步具备基本电路的分析与设计能力,并掌握其应用方法;自行拟定实验步骤,检查与排除故障、分析与处理实验结果及撰写实验报告的能力。综合实验的设计目的就是培养学生初步掌握小型数字系统的设计能力,包括选择设计方案,进行电路设计、安装、调试等环节,运用所学知识进行工程设计、提高实验技能的实践。数字电子钟就是一种计时装置,它具有时、分、秒计时功能与显示时间功能;具有整点报时功能。 本次设计我查阅了大量的文献资料,学到了很多关于数字电路方面的知识,并且更加巩固与掌握了课堂上所学的课本知识,使自己对数字电子技术有了更进一步的认识与了解。
1、课题要求 1、1课程设计的性质与任务 本课程就是电子与信息类专业的专业的专业基础必修课——“数字电路”的配套实验课程。目的在于培养学生的理论联系实际,分析与解决问题的能力。通过本课程设计,使学生在理论设计、计算机仿真、指标调测、故障排除等方面得到进一步的训练,加强学生的实践能力。学生通过设计、仿真、调试、撰写设计报告等过程,培养学生的动手能力与严谨的工作作风。 1、2课程设计的基本技术要求 1)根据课题要求,复习巩固数字电路有关专业基础知识; 2)掌握数字电路的设计方法,特别就是熟悉模块化的设计思想; 3) 掌握QUARTUS-2软件的使用方法; 4) 熟练掌握EDA工具的使用,特别就是原理图输入,波形仿真,能对仿真波形进行分析; 5) 具备EDA技术基础,能够熟练使用VHDL语言进行编程,掌握层次化设计方法; 6) 掌握多功能数字钟的工作原理,学会不同进制计数器及时钟控制电路的设计方法; 7) 能根据设计要求对设计电路进行仿真与测试; 8) 掌握将所设计软件下载到FPGA芯片的下载步骤等等。 9) 将硬件与软件连接起来,调试电路的功能。 1、3课程设计的功能要求 基本功能:能进行正常的时、分、秒计时功能,分别由6个数码管显示24小时,60分钟,60秒钟的计数器显示。 附加功能:1)能利用硬件部分按键实现“校时”“校分”“清零”功能; 2)能利用蜂鸣器做整点报时:当计时到达59’59’’时开始报时, 鸣叫时间1秒钟; 3)定时闹铃:本设计中设置的就是在七点时进行闹钟功能,鸣叫 过程中,能够进行中断闹铃工作。 本人工作:负责软件的编程与波形的仿真分析。 2、方案设计与分析
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 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。
六．Verilog代码 //24进制时钟, 具有计时、校时、仿广播电台正点报时、固定时刻定时，任意时刻闹钟等功能 module clock_main(LED_Hour,LED_Minute,LED_Second,Alarm,CP_1KHz,Jsh_Min_key,Jsh_Hour_ke y,Set_Hour_key,Set_Min_key,Show,Ctrl_Bell); input CP_1KHz;//定义输入时钟 input Jsh_Min_key,Jsh_Hour_key;//定义校时按键 input Set_Hour_key,Set_Min_key;//定义闹钟定时按键 input Show; //定义显示模式按键 input Ctrl_Bell;//定义闹钟铃声控制 output [7:0]LED_Hour,LED_Minute,LED_Second;//定义输出变量 wire [7:0]LED_Hour,LED_Minute,LED_Second;//定义输出变量类型 wire [7:0]Hour,Minute,Second; wire [7:0]Set_Hour_Out,Set_Min_Out; wire Out_1Hz,Out_500Hz;//定义分频模块输出变量类型 reg Alarm_Ring,Alarm_Clock_1KHz;//定义仿广播电台报时和固定时刻定时铃声 output Alarm;//蜂鸣器输入 supply1Vdd; wire Alarm_Clock;//任意时刻闹钟闹铃 wire MinL_EN,MinH_EN,Hour_EN;//定义中间变量类型 //分频 fre_dividerFD0(Out_1Hz,Out_500Hz,Vdd,Vdd,CP_1KHz); //正常计时 counter10 U1(.Q(Second[3:0]),.nCR(Vdd),.EN(Vdd),.CP(Out_1Hz)); counter6 U2(.Q(Second[7:4]),.nCR(Vdd),.EN(Second[3:0]==4'h9),.CP(Out_1Hz)); assignMinL_EN=Jsh_Min_key?Vdd:(Second==8'h59); assign MinH_EN=(Jsh_Min_key&&(Minute[3:0]==4'h9))||(Minute[3:0]==4'h9)&&(Second==8'h59 ); counter10 U3(.Q(Minute[3:0]),.nCR(Vdd),.EN(MinL_EN),.CP(Out_1Hz)); counter6 U4(.Q(Minute[7:4]),.nCR(Vdd),.EN(MinH_EN),.CP(Out_1Hz)); assign Hour_EN=Jsh_Hour_key?Vdd:((Minute==8'h59)&&(Second==8'h59)); counter24 U5(Hour[7:4],Hour[3:0],Vdd,Hour_EN,Out_1Hz); //仿广播电台正点报时 baoshi BS1(Alarm_Ring,Minute,Second,Out_500Hz,CP_1KHz);//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 //固定时刻定时
module digclk(clk,en,rst,dula,wela,s1,s2,s3,led,flag1,start1,flag2,start2,aled,s6,s4,s5); //s1调时s2调分s3调秒wela位码dula段码en使能clk时钟,flag1是跑表标志（拨上去就是显示跑表），置一为跑表功能,start1为跑表开始停止 //flag2为闹钟标志（拨上去就是设置闹钟时间）start2为闹钟开关aled闹钟提示灯input clk,rst,en,s1,s2,s3,flag1,start1,flag2,start2,s6,s4,s5; output [2:0] wela; output [7:0] dula; output led; output aled; reg led; reg aled; reg [7:0] cnt,dula; reg [2:0] wela; reg[7:0] hourh,hourl,minh,minl,sech,secl; reg[7:0] phourh,phourl,pminh,pminl,psech,psecl; reg[7:0] ahourh,ahourl,aminh,aminl,asech,asecl; reg[3:0] a; //a用于数码管显示的临时变量 (* synthesis, keep *) reg clk1; always @(posedge clk1) begin if(start2) begin if(hourh==ahourh&&hourl==ahourl&&minh==aminh&&minl==aminl&&sech==asech&&secl ==asecl) aled=1'b1; else aled=1'b0; end end always @(posedge clk1) //闹钟功能 begin if(flag2) begin if(!s4) //调节小时 begin /*if(ahourl==9)begin ahourl<=0;ahourh<=ahourh+1;end if(ahourh==2&&ahourl==3)begin ahourh<=0;ahourl<=0; end else ahourl<=ahourl+1;*/ ahourl<=ahourl+1; if(ahourl==3&&ahourh==2)begin ahourl<=0;ahourh<=0;end if(ahourl==9) begin ahourl<=0;ahourh<=ahourh+1;end;
2009—2010学年第二学期 《数字电子技术课程设计》报告 专业班级：电气-08-1 姓名：曹操 学号：08051127 设计日期：2010年8月23日~27日 一．设计题目 多功能数字钟电路设计 二．设计任务及要求 多功能数字钟应该具有的功能有：显示时—分—秒、整点报时、小时和分钟可调等基本功能。整个钟表的工作应该是在1Hz信号的作用下进行，这样每来一个时钟信号，秒增加1秒，当秒从59秒跳转到00秒时，分钟增加1分，同时当分钟从59分跳转到00分时，小时增加1小时，小时的范围为0~23时。 在实验中为了显示的方便，由于分钟和秒钟显示的范围都是从0~59，所以可以用一个3位的二进制码显示十位，用一个四位的二进制码（BCD 码）显示个位，对于小时因为他的范围是从0~23，所以可以用一个2位的二进制码显示十位，用一个4位的二进制码（BCD码）显示个位。
实验中由于七段码管是扫描的方式显示，所以虽然时钟需要的是1Hz 时钟信号，但是扫描需要一个比较高频率的信号，因此为了得到准确的1Hz 信号，必须对输入的系统时钟50Mhz进行分频。 对于整点报时功能，本实验设计的是当进行正点的倒计时5秒时，让LED来闪烁进行整点报时的提示。 调整时间的按键用按键模块的S1和S2，S1调节小时，每按下一次，小时增加一个小时；S2调整分钟，每按下一次，分钟增加一分钟。另外用S8按键作为系统时钟复位，复位后全部显示00—00—00。 管脚分配如下表： 端口名使用模块信号对应FPGA管脚说明 S1 按键开关S1 R16 调整小时 S2 按键开关S2 P14 调整分钟 RST 按键开关S8 M15 复位 LED LED模块D1 L14 整点倒计时 LEDAG0 数码管模块A段N4 时间显示 LEDAG1 数码管模块B段G4 LEDAG2 数码管模块C段H4 LEDAG3 数码管模块D段L5 LEDAG4 数码管模块E段L4 LEDAG5 数码管模块F段K4 LEDAG6 数码管模块G段K5 SEL0 数码管选择位1 M4 8个数码管
f p g a数字钟课程设计报告 Prepared on 24 November 2020
课程设计报告 设计题目：基于FPGA的数字钟设计 班级：电子信息工程1301 姓名：王一丁 指导教师：李世平 设计时间：2016年1月 摘要 EDA（Electronic Design Automation）电子设计自动化，是以大规模可编程器件为设计载体，以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式，通过相关的软件，自动完成软件方式设计得电子系统到硬件系统，最终形成集成电子系统或专用集成芯片。本次课程设计利用Quartus II 为设计软件，VHDL为硬件描述语言，结合所学知识设计一个多功能时钟，具有显示年、月、日、时、分、秒显示，计时，整点报时，设定时间等功能。利用硬件描述语言VHDL 对设计系统的各个子模块进行逻辑描述，采用模块化的思想完成顶层模块的设计，通过软件编译、逻辑化简、逻辑综合优化、逻辑仿真、最终完成本次课程设计的任务。 关键词：EDA VHDL语言数字钟 目录 摘要 1 课程设计目的 2 课程设计内容及要求
设计任务 设计要求 3 VHDL程序设计 方案论证 系统结构框图 设计思路与方法 状态控制模块 时分秒模块 年月日模块 显示模块 扬声器与闹钟模块 RTL整体电路 4 系统仿真与分析 5 课程设计总结，包括.收获、体会和建议 6 参考文献 1 课程设计目的 (1)通过设计数字钟熟练掌握EDA软件(QUARTUS II)的使用方法，熟练进行设计、编译，为以后实际工程问题打下设计基础。 (2)熟悉VHDL 硬件描述语言，提升分析、寻找和排除电子设计中常见故障的能力。 (3)通过课程设计，锻炼书写有理论根据的、实事求是的、文理通顺的课程设计报告。
课程设计报告 课程设计名称：EDA课程设计课程名称：数字时钟 二级学院：信息工程学院 专业：通信工程 班级：12通信1班 学号：1200304126 姓名：@#$% 成绩： 指导老师：方振汉 年月日
目录 第一部分 EDA技术的仿真 (3) 1奇偶校验器 (3) 1.1奇偶校验器的基本要求 (3) 1.2奇偶校验器的原理 (3) 1.3奇偶校验器的源代码及其仿真波形 (3) 28选1数据选择器 (4) 2.18选1数据选择器的基本要求 (4) 2.28选1数据选择器的原理 (4) 2.38选1数据选择器的源代码及其仿真波形 (5) 34位数值比较器 (6) 3.14位数值比较器的基本要求 (6) 3.24位数值比较器的原理 (6) 3.34位数值比较器的源代码及其仿真波形 (7) 第二部分 EDA技术的综合设计与仿真（数字时钟） (8) 1概述 (8) 2数字时钟的基本要求 (9) 3数字时钟的设计思路 (9) 3.1数字时钟的理论原理 (9) 3.2数字时钟的原理框图 (10) 4模块各功能的设计 (10) 4.1分频模块 (10) 4.2计数模块（分秒/小时） (11) 4.3数码管及显示模块 (13) 5系统仿真设计及波形图........................... 错误！未定义书签。5 5.1芯片引脚图.................................... 错误！未定义书签。5 5.2数字时钟仿真及验证结果 (16) 5.3数字时钟完整主程序 (17) 6课程设计小结 (23) 7心得与体会 (23) 参考文献 (24)
桂林电子科技大学职业技术学院 课题：FPGA实训 专业：电子信息工程技术 学号： 姓名：
目录 关键词： (1) 引言： (1) 设计要求： (1) EDA技术介绍: (1) Verilog HDL简介： (1) 方案实现： (2) 工作原理： (2) 总结： (3) 结语： (3) 程序设计： (4)
数字钟 关键词：EDA、Verilog HDL、数字钟 引言： 硬件描述语言HDL（Hardware Des-cription Language）是一种用形式化方法来描述数字电路和系统的语言。目前，电子系统向集成化、大规模和高速等方向发展，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发放在业界得到迅猛发展，HDL在硬件设计领域的地位将与C和C++在软件设计领域的地位一样，在大规模数字系统的设计中它将逐步取代传统的逻辑状态表和逻辑电路图等硬件描述方法，而成为主要的硬件描述工具。 Verilog HDL是工业和学术界的硬件设计者所使用的两种主要的HDL之一，另外一种是VHDL。现在它们都已经成为IEEE标准。两者各有特点，但Verilog HDL拥有更悠久的历史、更广泛的设计群体，资源也远比VHDL丰富，且非常容易学习掌握。 此次以Verilog HDL语言为手段，设计了多功能数字钟，其代码具有良好的可读性和易理解性。 设计要求： 数字钟模块、动态显示模块、调时模块、到点报时模块等；必须有键防抖动功能。可自行设计8位共阴数码管显示；亦可用FPGA实验平台EDK-3SAISE上的4位数管，但必须有秒指导灯。 EDA技术介绍： 20世纪90年代，国际上电子和计算机技术较先进的国家，一直在积极探索新的电子电路设计方法，并在设计方法、工具等方面进行了彻底的变革，取得了巨大成功。在电子技术设计领域，可编程逻辑器件（如CPLD、FPGA）的应用，已得到广泛的普及，这些器件为数字系统的设计带来了极大的灵活性。这些器件可以通过软件编程而对其硬件结构和工作方式进行重构，从而使得硬件的设计可以如同软件设计那样方便快捷。这一切极大地改变了传统的数字系统设计方法、设计过程和设计观念，促进了EDA技术的迅速发展。 EDA是电子设计自动化（Electronic Design Automation）的缩写，在20世纪90年代初从计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）和计算机辅助工程（CAE）的概念发展而来的。EDA技术就是以计算机为工具，设计者在EDA软件平台上，用硬件描述语言HDL完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。EDA技术的出现，极大地提高了电路设计的效率和可操作性，减轻了设计者的劳动强度。 这些器件可以通过软件编程而对其硬件结构和工作方式进行重构，从而使得硬件的设计可以如同软件设计那样方便快捷。这一切极大地改变了传统的数字系统设计方法、设计过程和设计观念，促进了EDA技术的迅速发展。 Verilog HDL简介： 硬件描述语言Verilog是Philip R.Moorby于1983年在英格兰阿克顿市的Gateway Design Automation硬件描述语言公司设计出来的，用于从开关级到算法级的多个抽象设
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：
生产实习报告 班级：通信13-2班 姓名：闫振宇 学号：1306030222 成绩： 电子与信息工程学院 信息与通信工程系
基于verilog 数字秒表的设计实现 1. 概述 硬件描述语言HDL ( HardwareDescription Langyage) 是一种用形式化方法来描述数字电路和系统的语言。数字电路系统的设计这里用这种语言可以从上层倒下层逐层描述自设计思想用一系列分层的模块来表示极其复杂的数字系统，然后用EDA 工具逐层验证，把其中需要为具体物理电路的模块组合由自动综合工具转换到门级电路网表。Verilog HDL 是一种硬件描述语言，用于从算法级、门级到开关级的多种抽象设计层次的数字系统建模。被建模的数字系统对象的复杂性可以介于简单的门和完整的电子数字系统之间。数字系统能够按层次描述，并可在相同描述中显式地进行时序建模。使用VERILOG 进行系统设计时采用的是从顶至下的设计，自顶向下的设计是从系统机开始巴西同划分为若干个基本单元，然后再把每个单元划分为下一层的基本单元，这样下去直到可以直接用EDA 元件库中的基本元件来实现为止。 2. 设计目的及要求 a. 有源晶振频率：50MHZ ； b. 测试计时范围：00' 00” 00 ~ 59 '，59显”示9的9 最长时间为59 分59 秒； c. 数字秒表的计时精度是10ms； d. 显示工作方式：六位BCD 七段数码管显示读数，两个按钮开关(一个按钮使秒表复位，另一个按钮控制秒表的启动/暂停)。 3. 设计原理秒表的逻辑结构较简单，它主要由四进制计数器、十六进制计数器、分频器、数据选择器、和显示译码器等组成。在整个秒表中最关键的是如何获得一个精确的100HZ 计时脉冲，除此之外，整个秒表还需有一个启动信号和一个清零信号，以便秒表能随意停止、启动以及清零复位。 秒表有共有6个输出显示，其中6个显示输出数据，分别为百分之一秒、十分之一秒、秒、十秒、分、十分，所以共有 6 个计数器与之相对应； 6 个计数器的输出全都为BCD 码输出，这样便与同显示译码器连接。 利用一块芯片完成除时钟源，按键和显示器之外的所有数字电路功能。所有数字逻辑功能都在CPLD 器件上用Verilog 语言实现。这样设计具有体积小，设计周期短，调试方 便，故障率地和修改升级容易等特点。 本设计采用依次采用以下设计方法： 1）按键输入缓存，键盘消抖设计；
多功能数字钟 开课学期：2014—2015 学年第二学期课程名称：FPGA课程设计 学院：信息科学与工程学院 专业：集成电路设计与集成系统班级： 学号： 姓名： 任课教师： 2015 年7 月21 日
说明 一、论文书写要求与说明 1.严格按照模板进行书写。自己可以自行修改标题的题目 2.关于字体： a)题目：三号黑体加粗。 b)正文：小四号宋体，行距为1.25倍。 3.严禁抄袭和雷同，一经发现，成绩即判定为不及格！！！ 二、设计提交说明 1.设计需要提交“电子稿”和“打印稿”； 2.“打印稿”包括封面、说明（即本页内容）、设计内容三部分；订书机左边装订。 3.“电子稿”上交：文件名为“FPGA课程设计报告-班级-学号-姓名.doc”,所有报告发送给班长，由班长统一打包后统一发送到付小倩老师。 4.“打印稿”由班长收齐后交到：12教305办公室； 5.上交截止日期：2015年7月31日17:00之前。
第一章绪论 (3) 关键词：FPGA，数字钟 (3) 第二章FPGA的相关介绍 (4) 2.1 FPGA概述 (4) 2.2 FPGA特点 (4) 2.3 FPGA设计注意 (5) 第三章Quartus II与Verilog HDL相关介绍 (7) 3.1 Quartus II (7) 3.2 Verilog HDL (7) 第四章设计方案 (8) 4.1数字钟的工作原理 (8) 4.2 按键消抖 (8) 4.3时钟复位 (8) 4.4时钟校时 (8) 4.5数码管显示模块。 (8) 第五章方案实现与验证 (9) 5.1产生秒脉冲 (9) 5.2秒个位进位 (9) 5.3按键消抖 (9) 5.4复位按键设置 (10) 5.5 数码管显示。 (10) 5.6 RTL结构总图 (11) 第六章实验总结 (14) 第七章Verilog HDL源代码附录 (15)
多功能数字钟设计 院系：电光学院 班级：*** 学号： *** 姓名： *** 指导老师：*** 时间：2010.4.20.
摘要：利用QuartusII软件设计一个数字钟，利用模块化的程序设计思想，核心 模块均采用Verilog语言编写（译码显示模块采用原理图设计），软件仿真调试编译成功后，再下载到SmartSOPC实验系统中。经过硬件测试，查找软件设计缺陷，并进一步完善软件，最终设计得到较为满意的多功能数字钟。 关键词：QuartusII; 多功能数字钟; 模块化; Verilog; 可编程; Abstract:Using the QuartusII software design a digital bell with the blocking method.The design takes theory drawing instead of Verilog language.After emluating and debuging successfully,translate and edit the code.Then,download the result to the programmable SmartSOPC system and test it in hardware.Realizing the soul of designing hardware by software. Keywords:QuartusII; digital bell; blocking method; VHDL; programmable; hardware 目录 设计内容简介 (3) 设计要求说明 (3) 方案论证（整体电路设计原理） (3) 各子模块设计理 (5) 分频模块： (5) 计数模块： (7) --校准模块程序实现： (8) --秒计数模块程序实现： (9) --分计数模块程序实现： (10) --时计数模块程序实现： (10) 整点报时模块： (12) 闹钟设定模块： (13) --闹钟调节模块程序实现： (14) --输出信号选择模块程序实现： (14) 彩铃模块： (15) 译码显示模块： (18) 万年历模块： (19) --日计数模块程序设计： (20) --月计数模块程序设计： (23) --年计数模块程序设计： (23) --万年历波形仿真结果： (25) 结论： (26) 实验感想： (26) 附图： (27)
因为本人也是刚学习fpga的菜鸟，所以这个程序漏洞很多，仅供参考。。。。。。。。。 //分频子模块 module fenpin (clk,rst_n,en_1s,en_1ms); //产生1s，1ms的分频 input clk; input rst_n; output en_1s; output en_1ms; reg[31:0] jishu_1s; reg[15:0] jishu_1ms; parameter cnt_1s =49999999; parameter cnt_1ms =49999; always@(posedge clk or negedge rst_n) begin if(!rst_n) jishu_1s<=32'b0; else if(jishu_1s //按键控制部分 module anjian(clk,rst_n,key1,key2,key1_low,key2_low); input clk; input rst_n; input key1; // 分加 input key2; // 分减 output key1_low; //按键按下消抖后的标志位 output key2_low; reg reg0_key; //key1消抖 reg reg1_key; reg reg2_key; //key2消抖 reg reg3_key; always @(posedge clk or negedge rst_n) begin if(!rst_n) begin reg0_key <= 1'b1; reg1_key <= 1'b1; end else begin reg0_key <= key1; reg1_key <= reg0_key; //根据非阻塞赋值的原理，reg1_key 存储的值是reg0_key 上一个时钟的值 end end //脉冲边沿检测法,当寄存器key1 由1 变为0 时，key1_an 的值变为高，维持一个时钟周期 wire key1_an; assign key1_an = reg1_key & ( ~reg0_key); always @(posedge clk or negedge rst_n) begin if(!rst_n) begin reg2_key <= 1'b1; reg3_key <= 1'b1; end else begin reg2_key <= key2; 课程设计报告 设计题目：基于FPGA的数字钟设计 班级：电子信息工程1301 学号：20133638 姓名：王一丁 指导教师：李世平 设计时间：2016年1月 摘要 EDA（Electronic Design Automation）电子设计自动化，是以大规模可编程器件为设计载体，以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式，通过相关的软件，自动完成软件方式设计得电子系统到硬件系统，最终形成集成电子系统或专用集成芯片。本次课程设计利用Quartus II 为设计软件，VHDL为硬件描述语言，结合所学知识设计一个多功能时钟，具有显示年、月、日、时、分、秒显示，计时，整点报时，设定时间等功能。利用硬件描述语言VHDL 对设计系统的各个子模块进行逻辑描述，采用模块化的思想完成顶层模块的设计，通过软件编译、逻辑化简、逻辑综合优化、逻辑仿真、最终完成本次课程设计的任务。 关键词：EDA VHDL语言数字钟 目录 摘要 1 课程设计目的 2 课程设计内容及要求 2.1 设计任务 2.2 设计要求 3 VHDL程序设计 3.1方案论证 3.2 系统结构框图 3.3设计思路与方法 3.3.1 状态控制模块 3.3.2 时分秒模块 3.3.3 年月日模块 3.3.4 显示模块 3.3.5脉冲产生模块 3.3.6 扬声器与闹钟模块 3.4 RTL整体电路 4 系统仿真与分析 5 课程设计总结，包括.收获、体会和建议 6 参考文献 1 课程设计目的 (1)通过设计数字钟熟练掌握EDA软件(QUARTUS II)的使用方法，熟练进行设计、编译，为以后实际工程问题打下设计基础。 (2)熟悉VHDL 硬件描述语言，提升分析、寻找和排除电子设计中常见故障的能力。 (3)通过课程设计，锻炼书写有理论根据的、实事求是的、文理通顺的课程设计报告。 2 课程设计内容及要求 2.1 设计任务 (1)6个数字显示器显示时分秒，setpin按键产生一个脉冲，显示切换为年月日。 (2)第二个脉冲可预置年份，第三个脉冲可以预置月份，依次第四、 五、六、七个脉冲到来时分别可以预置时期、时、分、秒，第八个脉冲到来后预置结束正常从左显示时分秒。 (3)up为高时，upclk有脉冲到达时，预置位加一，否则减一。 2.2 设计要求 (1)在基本功能的基础上，闹钟在整点进行报时，产生一定时长的高电平。 (2)实现闹钟功能,可对闹钟时间进行预置，当达到预置时间时进行报时。 课程设计报告课程设计题目：数字钟系统 学号：201420130228 学生姓名: 刘进辉 专业:通信工程 班级：1421301 指导教师：钟凯老师 2017年1 月1 日 目录 一．摘要 (3) 二．概念及原理 (4) 三．实验过程及分析 (5) 四．实验心得 (7) 五．参考文献 (7) 六．实验代码 (8) 七．评分表 (14) 摘要 在社会快速发展的今天，时钟在人们的生活中显得越发重要，因此设计数字钟就变得尤为重要。本文介绍一种利用verilog语言产生多功能数字钟的设计方案，不仅让大家对数字钟更为了解，而且可以为人们的生活带来便利。数字钟它具有时、分、秒的正常显示功能及调节时和分的特殊功能，此外，以24小时循环计数，具有整点报时功能，并且由按键输入进行对数字钟的校时、清零功能。本文设计的数字钟方案由控制模块、计时模块、以及报时模块三大模块组成，满足所有的功能要求，并且代码是经modelsim软件编译和仿真所设计。 二．概念及原理 数字钟实际上是一个对标准频率（1HZ）进行计数的计数电路。由于计数的起始时间不可能与标准时间（如北京时间）一致，故需要在电路上加一个校时电路。如图所示为数字钟的一般构成框图。主要包括时间基准电路、计数器电路、控制电路。其中的控制逻辑电路是比较灵活多样的，不断完善它可以增强数字钟的功能。 数字钟应该具有的功能有：显示时—分—秒、整点报时、小时和分钟可调等基本功能。整个钟表的工作应该是在1Hz信号的作用下进行，这样每来一个时钟信号，秒增加1秒，当秒从59秒跳转到00秒时，分钟增加1分，同时当分钟从59分跳转到00分时，小时增加1小时，小时的范围为0~23。 在实验中为了显示的方便，由于分钟和秒钟显示的范围都是从0~59，小时他的范围是从0~23，所以可以均用一个4位的二进制码显示十位和个位。 对于整点报时功能，本实验设计的是当进行正点发出一个高音信号和59分50、5254、56、58秒发出一个高音信号。 调整时间的按键用按键模块的S1和S2，S1调节小时，每按下一次，小时增加一个小时；S2调整分钟，每按下一次，分钟增加一分钟。另用外reset按键作为系统时钟复位，复位后全部显示00—00—00。 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) begin if(!clr) selout_key=0; else begin if(selout_key==2) selout_key=0; else selout_key=selout_key+1;end end assign 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 )begin if(!clr) q=8'h00; else begin if(selout==2) begin if(upkey)begin if(q==8'h59) q=8'h00; else if(q==8'h?9) q=q+4'h7; else q=q+1; end else if(downkey)begin if(q==8'h00) q=8'h59; else if(q==8'h?0) q=q-4'h7; else q=q-1; end 基于FPGA 的数字时钟的设计 课 题： 基于FPGA 的数字时钟的设计 学 院： 电气信息工程学院 专 业 ： 测量控制与仪器 班 级 ： 08测控（2）班 姓 名 ： 潘 志 东 学 号 ： 08314239 合作者姓名： 颜志林 2010 年 12 月 12 日 综述 近年来随着数字技术的迅速发展，各种中、大规模集成电路在数字系统、控制系统、信号处理等方面都得到了广泛的应用。这就迫切要求理工科大学生熟悉和掌握常用中、大规模集成电路功能及其在实际中的应用方法，除通过实验教学培养数字电路的基本实验方法、分析问题和故障检查方法以及双踪示波器等常用仪器使用方法等基本电路的基本实验技能外，还必须培养大学生工程设计和组织实验能力。 本次课程设计的目的在于培养学生对基本电路的应用和掌握，使学生在实验原理的指导下，初步具备基本电路的分析和设计能力，并掌握其应用方法；自行拟定实验步骤，检查和排除故障、分析和处理实验结果及撰写实验报告的能力。综合实验的设计目的是培养学生初步掌握小型数字系统的设计能力，包括选择设计方案，进行电路设计、安装、调试等环节，运用所学知识进行工程设计、提高实验技能的实践。数字电子钟是一种计时装置，它具有时、分、秒计时功能和显示时间功能；具有整点报时功能。 本次设计我查阅了大量的文献资料，学到了很多关于数字电路方面的知识，并且更加巩固和掌握了课堂上所学的课本知识，使自己对数字电子技术有了更进一步的认识和了解。 1、课题要求 1.1课程设计的性质与任务 本课程是电子与信息类专业的专业的专业基础必修课——“数字电路”的配套实验课程。目的在于培养学生的理论联系实际，分析和解决问题的能力。通过本课程设计，使学生在理论设计、计算机仿真、指标调测、故障排除等方面得到进一步的训练，加强学生的实践能力。学生通过设计、仿真、调试、撰写设计报告等过程，培养学生的动手能力和严谨的工作作风。 1.2课程设计的基本技术要求 1）根据课题要求，复习巩固数字电路有关专业基础知识； 2）掌握数字电路的设计方法，特别是熟悉模块化的设计思想； 3) 掌握QUARTUS-2软件的使用方法; 4) 熟练掌握EDA工具的使用，特别是原理图输入，波形仿真，能对仿真波形进行分析； 5) 具备EDA技术基础，能够熟练使用VHDL语言进行编程，掌握层次化设计方法; 6) 掌握多功能数字钟的工作原理，学会不同进制计数器及时钟控制电路的设计方法; 7) 能根据设计要求对设计电路进行仿真和测试; 8) 掌握将所设计软件下载到FPGA芯片的下载步骤等等。 9) 将硬件与软件连接起来，调试电路的功能。 1.3课程设计的功能要求 基本功能：能进行正常的时、分、秒计时功能，分别由6个数码管显示24小时，60分钟，60秒钟的计数器显示。 附加功能：1）能利用硬件部分按键实现“校时”“校分”“清零”功能； 2）能利用蜂鸣器做整点报时：当计时到达59’59’’时开始报时，鸣叫时间1秒钟； 3）定时闹铃：本设计中设置的是在七点时进行闹钟功能，鸣叫过程中，能够进行中断闹铃工作。 本人工作：负责软件的编程与波形的仿真分析。 2、方案设计与分析fpga数字钟课程设计报告
verilog数字钟课程设计
eda,verilog数字钟设计报告
基于FPGA的数字时钟的设计1
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