EDA实验四 数字秒表

课程设计任务书学生姓名：专业班级：电子科学与技术电子00901班指导教师：工作单位：武汉理工大学信息工程学院题目: 数字秒表一、设计目的①根据设计要求，完成对数字秒表的设计。

②进一步加强对QuartusⅡ的应用和对VHDL语言的使用。

二、设计内容和要求①计时精度应大于1/100S，计时器能显示1/100S的时间，提供给计时器内部定时的时钟频率应大于100Hz，这里选用1KHz。

②计时器的最大计时时间为1小时，为此需要6位的显示器，显示的最长时间为59分59.99秒。

③设置有复位和起/停开关，复位开关用来使计数器清零，做好计时准备。

起停开关的使用方法与传统的机械式计数器相同，即按一下，启动计时器开始计时，再按一下计时终止。

三、初始条件CPLD，按键，时钟信号等。

四、时间安排：EDA课程设计布置工作 6.11设计 6.12~6.15硬件调试 6.17~6.19撰写设计报告 6.20~6.21检查硬件、答辩、提交设计报告 6.22指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名年月日目录摘要 (I)Abstract (II)绪论............................................................................................................................ I II 一系统设计方案. (1)二底层模块设计 (2)2.1 计时电路 (2)2.1.1 时基分频器 (2)2.1.2 100进制计数器 (2)2.1.3 60进制计数器 (3)2.2 计时控制电路 (3)2.3 显示电路 (4)2.3.1 七段译码器 (4)2.3.2 扫描模块 (4)三顶层原理图 (5)四系统仿真 (6)4.1计时电路的仿真 (6)4.2计时控制电路的仿真 (7)4.3 显示电路的仿真 (8)五器件编程与硬件下载 (9)六心得体会 (10)七参考文献 (11)附录 (12)摘要随着人们生活水平的日益提高，社会体系的日益完善，人们对于各种应用器件的要求也越来越高。

《EDA课程设计——秒表》题目数字秒表学院信息学院专业电子信息工程班级 11电子A姓名朱彦杰学号指导教师凌朝东课题名称秒表完成时间11.28指导教师凌朝东学生姓名朱彦杰班级11电子A总体设计要求和技术要点设计要求：5. 秒表，难度系数0.9要求：计时范围为0∼59 分59 秒，精度为百分之一秒；能同时显示分秒信息（LED 数码管）。

技术要点：1．利用VHDL语言设计基于计算机电路中时钟脉冲原理的数字秒表。

该秒表计时范围为0秒~59分59.99秒，显示的最长时间为59分59秒，计时精度为10毫秒以内，具有复位功能。

2.秒表有共有6个输出显示，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。

一、系统组成模块连接图和系统框图- 3 -二、模块器件及其程序1、分频模块及其程序本模块实现脉冲分频，本实验使用的EP2C5T144C8的频率计进行50MHz 分频产生100HZ 的脉冲。

LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY fenpin ISPORT ( CLK: IN STD_LOGIC; OUTCLK: out std_logic ); END fenpin;ARCHITECTURE behav OF fenpin IS BEGINPROCESS( CLK )variable cnt:integer range 0 to ; BEGINIF CLK'EVENT AND CLK = '1' THEN if cnt= then cnt:=0; outclk<='1'; elsecnt:=cnt+1;分频器十进制计数器 时钟频率十进制计数器 十进制计数器六进制计数器十进制计数器 六进制计数器输出到LED开始清零outclk<='0';end if;END IF;END PROCESS;END behav;2、十进制程序产生99毫秒、秒的低位、分的低位的功能。

目录数字秒表设计性实验任务书 ........................................................ 错误!未定义书签。

一、设计性实验目的 ............................................................... 错误!未定义书签。

二、设计性实验说明 ............................................................... 错误!未定义书签。

三、实验箱给定硬件 ............................................................... 错误!未定义书签。

四、要求 ................................................................................... 错误!未定义书签。

实验报告 .. (3)一、数字秒表顶层设计 (3)二、数字秒表内部设计 (3)1、分频器 (3)2、十进制计数器 (4)3、六进制计数器 (6)4、二十四进制计数器 (7)5、数据选择和数码管选择模块 (8)6、数码管驱动模块： (10)三、数字秒表仿真波形 (11)四、实验总结 (11)数字秒表设计性实验任务书一、设计性实验目的：在MAX-PLUS II软件平台上，熟练运用VHDL硬件描述语言，完成数字时钟的文本输入或原理图输入、编译、综合、仿真，利用EDA实验箱，实现数字秒表的硬件实现。

二、设计性实验说明：1、数字秒表电路主要由：分频器、扫描显示译码器、六十进制计数器（或由十进制计数器与六进制计数器组成），十二进制计数器（或二十四进制计数器）、一百进制计数器电路组成；2、数字秒表显示由小时（十二或二十四进制任选）、分钟（六十进制）、秒（六十进制）、十分之一秒、百分之一秒组成；3、各模块功能：（1）分频器模块：用来产生100Hz计时脉冲；（2）十二或二十四进制计数器模块：对小时进行计数；（3）六十进制计数器模块：对分秒进行计数；（4）六进制计数器模块：分别对分十位和秒十位进行计数；（5）十进制计数器模块：分别对分个位、秒个位、十分之一秒、百分之一秒进行计数；（6）扫描显示译码器模块：完成对7字段数码管/液晶显示的控制；（7）一百进制计数器模块：对十分之一秒和百分之一秒进行计数；三、实验箱给定硬件：1、系统时钟脉冲信号为10MHz；2、CPLD/FPGA芯片型号：EPM7128SLC84-5、EPM1K30TC144-3、EPM1K100QC208-3（根据实验箱上的芯片型号选择）；3、8个7字段共阴显示数码管（选用）；4、液晶显示器1602（选用）；5、拨码开关、按键；四、要求：1、精确显示小时、分钟、秒；2、具有清零、启动、保持功能；3、显示采用数码管显示或液晶显示；实验报告一、数字秒表顶层设计外部输入：启动/停止信号（start）；10MHZ的时钟信号（clk）；清零信号（clr）；外部输出：位选控制信号（sel0、sel1、sel2）；7段数码管显示信号（led0、led1、led2、led3、led4、led5、led6、led7）；数字秒表顶层原理图二、数字秒表内部设计1、分频器功能：将10MHz的时钟信号转换成100Hz的计时脉冲，使秒表正常工作。

课程设计目录第一章：系统设计要求 (3)第二章：实验目的 (3)第三章：实验原理 (3)第四章：系统设计方案 (3)第五章：主要VHDL源程序 (4)1) 十进制计数器的VHDL源程序 (4)2) 六进制计数器的VHDL源程序 (5)3）蜂鸣器的VHDL源程序 (5)4）译码器的VHDL源程序 (6)5）控制选择器的VHDL源程序 (7)6）元原件例化的VHDL源程序 (8)第六章：系统仿真 (10)第七章：系统扩展思路 (11)第八章：设计心得总结 (11)数字秒表的设计一、系统设计要求1.秒表共有6个输出显示，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，这样便于和显示译码器的连接。

当计时达60分钟后，蜂鸣器鸣响10声。

2.整个秒表还需有一个启动信号和一个归零信号，以便秒表能随意停止及启动。

3.秒表的逻辑结构较简单，它主要由显示译码器、分频器、十进制计数器、六进制计数器和报警器组成。

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。

二、实验目的通过本次课设，加深对EDA技术设计的理解，学会用QuartusⅡ工具软件设计基本电路，熟练掌握VHDL语言，为以后工作使用打下坚实的基础。

三、实验原理秒表由于其计时精确，分辨率高（0.01秒），在各种竞技场所得到了广泛的应用。

秒表的工作原理与数字时基本相同，唯一不同的是秒表的计时时钟信号，由于其分辨率为0.01秒，所以整个秒表的工作时钟是在100Hz的时钟信号下完成。

当秒表的计时小于1个小时时，显示的格式是mm-ss-xx（mm表示分钟：0～59；ss表示秒：0～59；xx表示百分之一秒：0～99），当秒表的计时大于或等于一个小时时，显示的和多功能时钟是一样的，就是hh-mm-ss（hh表示小时：0～99），由于秒表的功能和钟表有所不同，所以秒表的hh表示的范围不是0～23，而是0～99，这也是和多功能时钟不一样的地方。

EDA课程设计报告题目基于CPLD的Verilog秒表设计姓名学号指导教师二О一一年月日一．设计任务设计一个秒表，要求精度达到0.1秒。

有一个开始计时、一个停止计时、一个复位按键。

晶振为12MHz有源晶振，采用CPLD器件为ALTERA的EPM7064AELC44-10N,采用四位数码管显示。

设计功能：1、四位数码管显示999.9秒。

全部采用十进制，满十进一。

2、精度为0.1秒。

3、开始按键和停止按键在一起，按一次开始再按停止。

4、复位按键进行清零。

二．设计方案秒表设计主要分为两部分：程序部分和硬件部分。

在硬件方面主要用到JTAG接口、数码管、EPM7064AELC44-10N芯片、电阻、按键、三极管、电源、有源晶振、44口的芯片插槽等部分组成！具体电路图及显示效果图片见下页。

电路板的具体管脚连接关系如下：seg0 seg1 seg2 seg3 seg4 seg5 seg6 (小数点seg7没有用到)24 25 26 27 28 29 31时钟GCLK1 43dig0 dig1 dig2 dig334 36 37 39key0 key1 key214 16 17三．设计程序自顶而下，一体化程序设计。

秒表程序主要分为四部分：0.1秒信号产生部分，按键消抖处理部分，数码管动态扫描显示部分，计时处理部分。

其中0.1秒信号产生部分将12MHz的有源时钟信号分频成为10Hz的0.1秒计时信号；按键消抖处理部分将将琴键开关转换为乒乓开关，使开关按下去以后就可以松手，不用长时间的按住不放；数码管动态扫描显示部分，通过计算二进制数和在实验箱上实验大概在12~11位二进制时动态扫描为1ms左右，使数码管显示明显完整清新，不会出现闪烁现象；计时处理部分，开始加入清零功能，是不论开始暂停都可以被清零功能清楚，秒计数部分采用满十进一的形式，即总计999.9秒。

module miaobiao(clk,key,dig,seg); //模块名miaobiaoinput clk; //输入时钟input[1:0] key; //输入按键output[3:0] dig; //数码管选择输出引脚output[7:0] seg; //数码管段输出引脚reg[7:0] seg_r; //定义数码管输出寄存器reg[3:0] dig_r; //定义数码管选择输出寄存器reg[3:0] disp_dat; //定义显示数据寄存器reg[24:0]count; //定义计数寄存器reg[23:0]hour; //定义现在时刻寄存器reg sec,keyen; //定义标志位reg[1:0]dout1,dout2,dout3; //寄存器wire[1:0]key_done; //按键消抖输出assign dig = dig_r; //输出数码管选择assign seg = seg_r; //输出数码管译码结果//秒信号产生部分always @(posedge clk) //定义clk上升沿触发begincount = count + 1'b1;if(count == 25'd2400000) //0.05S到了吗？begincount = 25'd0; //计数器清零sec = ~sec; //置位秒标志endend//按键消抖处理部分assign key_done = (dout1 | dout2 | dout3);//按键消抖输出always @(posedge count[17])begindout1 <= key;dout2 <= dout1;dout3 <= dout2;endalways @(negedge key_done[0])beginkeyen = ~keyen; //将琴键开关转换为乒乓开关end//数码管动态扫描显示部分always @(posedge clk) //count[12:11]大约1ms改变一次begincase(count[12:11]) //选择扫描显示数据3'd0:disp_dat = hour[3:0]; //0.1秒位3'd1:disp_dat = hour[7:4]; //秒个位3'd2:disp_dat = hour[11:8]; //秒十位3'd3:disp_dat = hour[15:12]; //秒百位endcasecase(count[12:11]) //选择数码管显示位3'd0:dig_r = 4'b1110; //选择第一个数码管显示3'd1:dig_r = 4'b1101; //选择第二个数码管显示3'd2:dig_r = 4'b1011; //选择第三个数码管显示3'd3:dig_r = 4'b0111; //选择第四个数码管显示endcaseendalways @(posedge clk)begincase(disp_dat)4'h0:seg_r = 8'hc0; //显示04'h1:seg_r = 8'hf9; //显示14'h2:seg_r = 8'ha4; //显示24'h3:seg_r = 8'hb0; //显示34'h4:seg_r = 8'h99; //显示44'h5:seg_r = 8'h92; //显示54'h6:seg_r = 8'h82; //显示64'h7:seg_r = 8'hf8; //显示74'h8:seg_r = 8'h80; //显示84'h9:seg_r = 8'h90; //显示94'ha:seg_r = 8'hbf; //显示-default:seg_r = 8'hff; //不显示endcaseif((count[17:15]== 3'd2)&sec)seg_r = 8'hff;end //计时处理部分always @(negedge sec or negedge key_done[1])//计时处理beginif(!key_done[1]) //是清零键吗？beginhour = 15'h0; //是，则清零endelse if(!keyen)beginhour[3:0] = hour[3:0] + 1'b1; //0.1秒加1if(hour[3:0] == 4'ha)beginhour[3:0] = 4'h0;hour[7:4] = hour[7:4] + 1'b1; //秒的个位加一if(hour[7:4] == 4'ha)beginhour[7:4] = 4'h0;hour[11:8] = hour[11:8] + 1'b1; //秒的十位加一if(hour[11:8] == 4'ha)beginhour[11:8] = 4'h0;hour[15:12] = hour[15:12] + 1'b1;//秒的百位加一if(hour[15:12] == 4'ha)hour[15:12] = 4'h0; //记满999.9秒时清零endendendendendendmodule四．总结及心得这次课程设计主要碰到的是编程问题。

数字秒表实验报告—EDA项目背景本次实验旨在使用EDA工具设计一个数字秒表电路，通过FPGA开发板进行验证，具体要求如下：1.实现毫秒计时，并可以在数码管上显示当前计时数值。

2.支持开始/暂停、清零等操作。

设计思路本次实验的数字秒表电路由以下模块构成：1.时钟发生器模块：用于产生时钟信号，以驱动计数器进行计数。

2.计数器模块：通过时钟信号进行计数，并将计数结果传递给显示模块。

3.显示模块：将计数结果转换为数码管显示的数码信号，并控制数码管进行显示。

其中，时钟发生器模块和计数器模块都是基础电路模块，在这里不再赘述，下面将着重介绍显示模块的设计。

显示模块设计显示模块主要由控制模块和数码管模块构成。

控制模块根据计数结果和当前时间，控制数码管模块显示相应的数码。

在这里，我们采用的是共阳极的数码管。

具体来说，我们将控制模块分为两个子模块：时分秒计数器和数码显存控制器。

时分秒计数器时分秒计数器通过接收计数器模块的计数结果，将其转换为时分秒，并存储在计数器寄存器中。

计数器寄存器是一个64位的寄存器，由三个16位的子寄存器组成，用于存储时分秒。

当计数器模块的计数结果为0时，时分秒计数器会重置计数器寄存器。

数码显存控制器数码显存控制器由一个6位的数据存储器和一个6位的显示寄存器组成。

当计数器模块进行计数时，显示寄存器中存储的数码信号会根据时分秒计数器的值进行更新。

同时，数码显存控制器也会控制共阳极数码管进行相应的显示操作。

原理图设计根据以上的设计思路，我们可以得到数字秒表电路的原理图如下：原理图原理图EDA设计流程设计环境本次实验使用的是Xilinx ISE Design Suite 14.7，这是一个使用VHDL进行设计的EDA工具。

设计流程1.新建工程并设置工程名、目录、设备等基本信息。

2.添加源文件，包括时钟发生器模块、计数器模块、显示模块，以及顶层模块。

将所有模块综合为一个顶层设计。

3.检查时序约束，以保证电路能够正确运行。

电子课程设计—数字秒表的设计数字秒表的设计数字秒表的设计一、设计任务与要求1、数字秒表的计时范围是0秒~59分59.99秒，显示的最长时间为59分59秒。

秒。

2 2、数字秒表的计时精度是、数字秒表的计时精度是10ms 10ms。

3 3、、复位开关可以在任何情况下使用，复位开关可以在任何情况下使用，即便在计时过程中，即便在计时过程中，即便在计时过程中，只要按一下复位只要按一下复位开关，计时器就清零，并做好下次计时的准备。

开关，计时器就清零，并做好下次计时的准备。

4 4、、具有启具有启//停开关，停开关，即按一下启即按一下启即按一下启//停开关，停开关，启动计时器开始计时，启动计时器开始计时，启动计时器开始计时，再按一下再按一下启/停开关则停止计时。

停开关则停止计时。

二、总体框图由频率信号输出端输出频率为100HZ 的时钟信号，输入到微妙模块的时钟端clk ，高/低电平电平频率信号输入输入微妙模块微妙模块秒模块秒模块分模块分模块置数/位选位选显示模块显示模块进位进位微妙模块为100进制的计数器，产生的进位信号co 输入到下一级秒模块的时钟端，以此类推，直到分模块计数到59进60时，产生的进位信号不输出，计数清零。

将微妙、秒、分产生的计数通过置数/位选再通过显示模块实时显示。

设计方案：利用一块芯片完成除时钟源，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VHDL 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，本设计采用自顶向下，混合输入方式（原理图输入——顶层文件链接和VHDL 语言输入——各模块程序设计）实现数字秒表的设计，下载和调试。

三、功能模块1.1. 微秒模块微秒模块采用VHDL 语言输入方式，以时钟clk clk，清零信号，清零信号clr 以及暂停信号STOP 为进程敏感变量，程序如下：为进程敏感变量，程序如下：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all; entity MINSECONDb isport(clk,clrm,stop:in std_logic;----时钟时钟//清零信号清零信号secm1,secm0:out std_logic_vector(3 downto 0);----秒高位秒高位//低位co:out std_logic);------- co:out std_logic);-------输出输出输出//进位信号进位信号 end MINSECONDb;architecture SEC of MINSECONDb is signal clk1,DOUT2:std_logic;beginprocess(clk,clrm)variable cnt1,cnt0:std_logic_vector(3 downto 0);---计数计数 VARIABLE COUNT2 :INTEGER RANGE 0 TO 10 beginIF CLK'EVENT AND CLK='1'THENIF COUNT2>=0 AND COUNT2<10 THEN COUNT2:=COUNT2+1; ELSE COUNT2:=0;DOUT2<= NOT DOUT2; END IF; END IF;if clrm='1' then----if clrm='1' then----当当clr 为1时，高低位均为0cnt1:="0000"; cnt0:="0000";elsif clk'event and clk='1' then if stop='1' then cnt0:=cnt0; cnt1:=cnt1; end if;if cnt1="1001" and cnt0="1000" ;then----then----当记数为当记数为9898（实际是经过（实际是经过59个记时脉冲）个记时脉冲） co<='1';----co<='1';----进位进位进位cnt0:="1001";----cnt0:="1001";----低位为低位为9elsif cnt0<"1001" then----elsif cnt0<"1001" then----小于小于9时 cnt0:=cnt0+1;----cnt0:=cnt0+1;----计数计数计数 --elsif cnt0="1001" then --clk1<=not clk1;elsecnt0:="0000";if cnt1<"1001" then----if cnt1<"1001" then----高位小于高位小于9时 cnt1:=cnt1+1; elsecnt1:="0000"; co<='0'; end if; end if; end if;secm1<=cnt1; secm0<=cnt0;end process; end SEC;程序生成器件如图：clk clrm stopsecm1[3..0]secm0[3..0]coMINSECONDbinst3微妙模块生成的器件可以实现带有100进制进位和清零功能，暂停等功能，MINSECONDb 输入为100HZ 脉冲和低电平的清零信号CLR 与暂停信号STOP STOP，输出，输出微妙个位、十位及进位信号CO CO。

EDA实验报告数字秒表的设计指导老师：谭会生班级：电技1503学号：：博交通工程学院2017.10.28实验二数字秒表电路的设计一、实验目的1.学习Quartus Ⅱ软件的使用方法。

2.学习GW48系列或其他EDA实验开发系统的基本使用方法。

3.学习VHDL程序的基本结构和基本语句的使用。

二、实验容设计并调试一个计时围为0.01s~1h的数字秒表，并用GW48系列或其他EDA实验开发系统进行硬件验证。

三、实验要求1.画出系统的原理框图，说明系统中各主要组成部分的功能。

2.编写各个VHDL源程序。

3.根据系统的功能，选好测试用例，画出测试输入信号波形或编好测试程序。

4.根据选用的EDA实验开发装置偏好用于硬件验证的管脚锁定表格或文件。

5.记录系统仿真，逻辑综合及硬件验证结果。

6.记录实验过程中出现的问题及解决方法。

四、实验条件1.开发软件：Quartus Ⅱ13.0.2.实验设备：GW48系列EDA实验开发系统。

3.拟用芯片：EP3C55F484C7五、实验设计1.设计思路要设计一个计时为0.01S~1h的数字秒表，首先要有一个比较精确的计时基准信号，这里是周期为1/100s的计时脉冲。

其次，除了对每一个计数器需要设置清零信号输入外，还需为六个技术器设置时钟使能信号，即计时允许信号，以便作为秒表的计时起、停控制开关。

因此数字秒表可由一个分频器、四个十进制计数器以及两个六进制记数器组成，如图1所示。

系统原理框图2.VHDL程序（1）3MHz→100Hz分频器的源程序CLKGEN.VHDLIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY CLKGEN ISPORT(CLK: IN STD_LOGIC; --3MHZ信号输入NEWCLK: OUT STD_LOGIC); --100HZ计时时钟信号输出END ENTITY CLKGEN;ARCHITECTURE ART OF CLKGEN ISSIGNAL CNTER: INTEGER RANGE 0 TO 10#239999#; --十进制计数预置数BEGINPROCESS(CLK) ISBEGINIF CLK' EVENT AND CLK='1'THENIF CNTER=10#239999#THEN CNTER<=0; --3MHZ信号变为100MHZ，计数常熟为30000ELSE CNTER<=CNTER+1;END IF;END IF;END PROCESS;PROCESS(CNTER) IS --计数溢出信号控制BEGINIF CNTER=10#239999#THEN NEWCLK<='1';ELSE NEWCLK<='0';END IF;END PROCESS;END ARCHITECTURE ART;六进制计数器的源程序CNT6.VHDLIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY CNT6 ISPORT(CLK: IN STD_LOGIC;CLR: IN STD_LOGIC;ENA: IN STD_LOGIC;CQ: OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);CO: OUT STD_LOGIC);END ENTITY CNT6;ARCHITECTURE ART OF CNT6 ISSIGNAL CQI: STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);BEGINPROCESS(CLK,CLR,ENA) ISBEGINIF CLR='1'THEN CQI<="0000";ELSIF CLK'EVENT AND CLK='1'THENIF ENA='1'THENIF CQI="0101" THEN CQI<="0000";ELSE CQI<=CQI+'1';END IF;END IF;END IF;END PROCESS;PROCESS(CQI) ISBEGINIF CQI="0000" THEN CO<='1';ELSE CO<='0';END IF;END PROCESS;CQ<=CQI;END ARCHITECTURE ART;十进制计数器的源程序CNT10.VHDLIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY CNT10 ISPORT(CLK:IN STD_LOGIC;CLR:IN STD_LOGIC;ENA: IN STD_LOGIC;CQ:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);CO: OUT STD_LOGIC );END ENTITY CNT10;ARCHITECTURE ART OF CNT10 ISSIGNAL CQI:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); BEGINPROCESS(CLK,CLR,ENA) ISBEGINIF CLR='1' THEN CQI<="0000";ELSIF CLK'EVENT AND CLK='1' THENIF ENA='1' THENIF CQI="1001" THEN CQI<="0000";ELSE CQI<=CQI+'1';END IF;END IF;END IF;END PROCESS;PROCESS(CQI) ISBEGINIF CLK'EVENT AND CLK='1' THENIF CQI<"1001" THEN CO<='0';ELSE CO<='1';END IF;END IF;END PROCESS;CQ<=CQI;END ARCHITECTURE ART;数字秒表的源程序TIMES.VHDLIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY TIMES ISPORT(CLR: IN STD_LOGIC;CLK: IN STD_LOGIC;CLK2: IN STD_LOGIC;ENA: IN STD_LOGIC;COM: OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);SEG: OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0)); END ENTITY TIMES;ARCHITECTURE ART OF TIMES ISCOMPONENT CLKGEN ISPORT(CLK: IN STD_LOGIC;NEWCLK: OUT STD_LOGIC);END COMPONENT CLKGEN;COMPONENT CNT10 ISPORT(CLK, CLR, ENA: IN STD_LOGIC;CQ: OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);CO: OUT STD_LOGIC);END COMPONENT CNT10;COMPONENT CNT6 ISPORT(CLK, CLR, ENA: IN STD_LOGIC;CQ: OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);CO: OUT STD_LOGIC);END COMPONENT CNT6;COMPONENT CTRLS IS --元件定义语句PORT(CLK: IN STD_LOGIC; --端口说明语句（端口名：端口模式数据类型）SEL: OUT STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0));END COMPONENT CTRLS;COMPONENT DISPLAY IS --元件定义语句PORT(SEL: IN STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0);DATAIN: IN STD_LOGIC_VECTOR(23 DOWNTO 0);COM: OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);SEG: OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0));END COMPONENT DISPLAY;SIGNAL S0: STD_LOGIC;SIGNAL S1, S2, S3, S4, S5: STD_LOGIC;SIGNAL SEL: STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0); --定义1个标准位矢量的位矢量信号SEL,含有3个元素SIGNAL DOUT:STD_LOGIC_VECTOR(23 DOWNTO 0); --定义1个标准位矢量的位矢量信号DOUT，有24个数组元素BEGINU0: CLKGEN PORT MAP(CLK=>CLK, NEWCLK=>S0); --名字关联U1: CNT10 PORT MAP(S0, CLR, ENA, DOUT(3 DOWNTO 0), S1);U2: CNT10 PORT MAP(S1, CLR, ENA, DOUT(7 downto 4), S2); --位置关联U3: CNT10 PORT MAP(S2, CLR, ENA, DOUT(11 DOWNTO 8), S3);U4: CNT6 PORT MAP(S3, CLR, ENA, DOUT(15 DOWNTO 12), S4);U5: CNT10 PORT MAP(S4, CLR, ENA, DOUT(19 DOWNTO 16), S5);U6: CNT6 PORT MAP(S5, CLR, ENA, DOUT(23 DOWNTO 20));U7: CTRLS PORT MAP(CLK2,SEL);U8: DISPLAY PORT MAP(SEL(2 DOWNTO 0),DOUT(23 DOWNTO 0),COM(7 DOWNTO 0),SEG(7 DOWNTO 0)); --位置关联方式END ARCHITECTURE ART;六、实验结果及总结（1）仿真波形本设计包括两个层次，先进行底层的分频器CLKGEN、十进制计数器CNT10和六进制计数器CNT6的仿真，再进行顶层TIMES的仿真。

EDA课程设计报告——基于VHDL语言的秒表设计课程名称：EDA技术院系：地球物理及信息工程学院专业班级：电子信息工程08级2班学生姓名：学号：指导老师：完成时间：2011年5月18日秒表设计一. 设计要求利用EDA实验箱，通过VHDL语言进行编程，设计一个简单的秒表，并用EDA实验箱进行实现，具体设计要求如下：（1）有使能、暂停、继续、秒表计数功能；（2）带有异步复位功能；（3）显示分、秒信息，若需要，显示秒表信息。

二. 设计的作用、目的在本次设计中，可以简单的了解EDA技术的应用以及VHDL语言编写的方法。

通过设计一个秒表，可以掌握用VHDL设计多位加法计数器的方法，尤其是调整时钟使得每过一秒就改变一个数，达到设计的要求。

三. 设计的具体实现1.系统概述本次系统设计主要分三个部分，一是通过VHDL语言设计一个八位的加法计数器，来实现秒表的计时功能；二是通过调整时钟使秒表计数为每秒改变一个数；三是加入一些控制按键，实现使能、暂停、继续等功能。

2.程序具体设计秒表显示共有6位，两位显示分，两位显示秒，十分秒和百分秒各一位。

设计时使用一个计数器，随着时钟上升沿的到来循环计数，每计数一次，百分秒位加一，通过百分秒位满十进位来控制十分位的计数，十分位满十进位，依次类推，实现秒表计数。

为实现秒位的计时精确，百秒位必须以0.01秒的时间间隔计数，即时钟的频率是100Hz。

为此，本设计采用3MHz的时钟频率通过分频得到100Hz的时钟频率，再送给控制时钟以得到比较精确的CLK信号。

具体程序设计见附录。

引脚定义如下：其中，时钟信号CLK为3MHz的时钟频率，分频后得到的时钟为CLK2，输出引脚CLK2和输入引脚CLK2在外部相连，实现将分频后的时钟送入。

3．调试应用MAX+plus II软件编译调试实验控制程序, 仿真运行结果如下：（1）给时钟后，实现开始功能：开始键按下（STA=‘1’）后，秒表计数开始。

（2）给时钟后，实现暂停功能：从上图可以看出暂停键按下后（POS=‘1’），输出（CQ）保持不变,直到暂停键再次按下（POS=‘0’），输出才继续计数，从而实现了暂停的功能。

目录1.【摘要】 (6)2.【实验目的】 (6)3.【实验原理】 (6)3.1秒表功能 (6)3.2秒表设计结构 (7)3.3秒表设计思路 (7)3.4系统组成框图 (7)4.【实验步骤与容】 (8)4.1六进制计数器 (8)4.2 十进制计数器 (8)4.3蜂鸣器控制电路 (9)4.4 Pins/引脚绑定 (10)4.5顶层文件设计 (10)5.【实验箱操作效果】 (11)6.【实验心得和体会】 (13)7.【参考文献】 (14)附录 (14)课程设计实验题目：电子秒表的设计1.【摘要】电子秒表是生活家都很熟悉的事物，在EDA设计中也是一个不错的选题。

设计首先需要考虑秒表的整体构成，主要由分频器与计数器组成。

通过计数器进位端相联系。

设计好顶层原理图后，需要用VHDL语言对各个模块进行行为描述，完成对各模块的设计。

这应该属于自定向下，模块化的设计方法。

2.【实验目的】完成具有多计数功能的秒表，并可将结果逐一显示在7段数码管上，具体要求如下：（1）输入时钟10khz，采用Altera EP1T3C144C8 FPGA；（2）异步、同步复位，计时精度1ms，最大计时240秒；（3）至少对6个目标计时，并可显示于7段数码管，秒表的显示围是00:00:00-59:59:99；（4）可清零与复位；3.【实验原理】3.1秒表功能秒表的显示围是00:00:00-59:59:99，显示精度为1ms，可控的启动功能（通过计数器的cin端口来控制计数器的启动，也即控制数字秒表的启动）及数字秒表清零功能（通过控制计数器清零端来实现，当清零端为高电平时，计数器清零，也即数字秒表清零，否则秒表正常计数），清零时蜂鸣器报警。

3.2秒表设计结构秒表的物理结构比较简单，它主要由十进制计数器、六进制计数器、数据选择器、显示译码器蜂鸣器等组成。

此外，秒表还需有一个启动信号、清零信号及报时信号，以便实现对秒表的控制和有效应用（启动和清零信号及报时信号由使用者给出，设计时主要任务是将此外界信号的功能准确的通过数字秒表体现出来，也即，当使用者给出启动信号时数字秒表能够正常启动，上面已经给出，启动和清零的功能是通过将此信号送给计数器来实现的）。