北邮数字逻辑课程设计实验报告(电子钟显示)

实验四：电子钟显示一、实验目的（1）掌握较复杂的逻辑设计和调试。

（2）学习用原理图+VHDL语言设计逻辑电路。

（3）学习数字电路模块层次设计。

（4）掌握ispLEVER 软件的使用方法。

（5）掌握ISP 器件的使用。

二、实验所用器件和设备在系统可编程逻辑器件ISP1032 一片示波器一台万用表或逻辑笔一只TEC-5实验系统，或TDS-2B 数字电路实验系统一台三、实验内容数字显示电子钟1、任务要求(1)、时钟的“时”要求用两位显示;上、下午用发光管作为标志；(2)、时钟的“分”、“秒”要求各用两位显示；(3)、整个系统要有校时部分（可以手动，也可以自动），校时时不能产生进位；(4)*、系统要有闹钟部分，声音要响5秒（可以是一声一声的响，也可以连续响）。

VHDL源代码：LIBRARY ieee;USE ieee.std_logic_1164.all;USE ieee.std_logic_unsigned.all;----主体部分-ENTITY clock isport(clk,clr,put,clk1 : in std_logic; -- clr 为清零信号，put 为置数脉冲，clk1 为响铃控制时钟choice : in std_logic; --用来选择时钟状态的脉冲信号lighthour : out std_logic_vector(10 downto 0);lightmin : out std_logic_vector(7 downto 0);lightsec : out std_logic_vector(7 downto 0); --输出显示ring : out std_logic); --响铃信号end clock;--60进制计数器模块ARCHITECTURE func of clock iscomponent counter_60port(clock : in std_logic;clk_1s : in std_logic;putust : in std_logic;clr : in std_logic;load : in std_logic;s1 : out std_logic_vector(3 downto 0);s10 : out std_logic_vector(3 downto 0);co : out std_logic);end component;--24进制计数器模块component counter_24port(clock : in std_logic;clk_1s : in std_logic;putust : in std_logic;clr : in std_logic;load : in std_logic;s1 : out std_logic_vector(3 downto 0);s10 : out std_logic_vector(6 downto 0));end component;signal sec,a:std_logic; --- 2 分频产生1s信号signal l1,l2,l3:std_logic; ---判定对时间三部分修改signal c1,c2:std_logic; ---进位信号signal load:std_logic_vector(1 downto 0);signal temp:integer range 0 to 2499;signal temp1:integer range 0 to 95; --计数信号signal sec_temp:std_logic_vector(7 downto 0);--总进程beginu1 : counter_60 port map (sec,sec,put,clr,l1,sec_temp(3 downto 0),sec_temp(7 downto 4),c1); u2 : counter_60 port map (c1,sec,put,clr,l2,lightmin(3 downto 0),lightmin(7 downto 4),c2);u3 : counter_24 port map (c2,sec,put,clr,l3,lighthour(3 downto 0),lighthour(10 downto 4)); lightsec(7 downto 0)<=sec_temp(7 downto 0);--状态转换process (choice)beginif (choice'event and choice='1') thencase load iswhen "00" => l1<='0'; --非修改状态l2<='0';l3<='0';load<="01";when "01" => l1<='0'; --此状态下对小时进行修改l2<='0';l3<='1';load<="10";when "10" => l1<='0'; --此状态下对分钟进行修改l2<='1';l3<='0';load<="11";when others => l1<='1'; --此状态下对秒进行修改l2<='0';l3<='0';load<="00";end case;end if;end process;--计数进程process(clk)beginif (clk'event and clk='1') then --分频if (temp=2499) thentemp <= 0;sec<=not sec;elsetemp <= temp+1;end if;end if;end process;--响铃进程process(clk1)beginif(clk1'event and clk1='1') thenif (temp1=95) thentemp1<=0;a<=not a;elsetemp1<=temp1+1;end if;end if;end process;ring<=a when (c2='1' and sec_temp<5 and sec='1') else --5s整点响铃'0';end func;library IEEE;use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;entity counter_60 isport (clock : in std_logic; --计数信号，即低位的进位信号或时钟脉冲信号clk_1s : in std_logic; --周期1s 的时钟信号putust : in std_logic; --调表置数信号clr : in std_logic; --清零load : in std_logic; --判定信号s1 : out std_logic_vector(3 downto 0); --计数器的个位s10 : out std_logic_vector(3 downto 0); --计数器的十位co : out std_logic );end counter_60;if(load=1 ) --防止脉冲产生进位co_ temp<=’0’;architecture func of counter_60 issignal s1_temp: std_logic_vector(3 downto 0);signal s10_temp : std_logic_vector(3 downto 0);signal clk,co_temp : std_logic;beginclk<=clock when load='0' elseputust;process (clk,clr)beginif (clr='1') thens1_temp <= "0000";s10_temp <= "0000";elsif (clk'event and clk='1')then --进位判断if (s1_temp=9) thens1_temp <= "0000";if (s10_temp=5) thens10_temp <= "0000";co_temp<='1';elseco_temp<='0';s10_temp <= s10_temp+1;end if;elseco_temp<='0';s1_temp <= s1_temp+1;end if;end process;s1 <= s1_temp when (clk_1s='1'or load='0') else"1111";s10 <= s10_temp when (clk_1s='1' or load='0') else"1111";co <= co_temp when (load='0') else'0';end func;library IEEE;use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;--24进制计数器entity counter_24 isport(clock : in std_logic; --计数信号clk_1s : in std_logic; --周期1s 的时钟信号putust : in std_logic;clr : in std_logic; --清零信号load : in std_logic; --判定信号s1 : out std_logic_vector(3 downto 0); --计数器的个位s10 : out std_logic_vector(6 downto 0)); --计数器的十位end counter_24;architecture func of counter_24 issignal s1_temp : std_logic_vector(3 downto 0);signal s10_temp : std_logic_vector(1 downto 0);signal clk : std_logic;beginclk<=clock when load='0' elseprocess (clk,clr)beginif (clr='1') thens1_temp <= "0000";s10_temp <= "00";elsif (clk'event and clk='1') thenif (s1_temp=3 and s10_temp=2) then s1_temp <= "0000";s10_temp <= "00";elsif (s1_temp=9) thens1_temp<="0000";s10_temp<=s10_temp+1;elses1_temp <= s1_temp+1;end if;end if;end process;--显示进程process(s10_temp)beginif (clk_1s='1' or load='0') thencase s10_temp iswhen "00" => s10<="1111110";when "01" => s10<="0110000";when "10" => s10<="1101101";when others => null;end case;elses10<="0000000";end if;end process;s1 <= s1_temp when (clk_1s='1' or load='0') else"1111";end func;四、实验小结：注意当时钟处于被修改状态时，即对时、分、秒的值进行修改时，不应产生进位，产生很多莫名其妙的错误，如修改后有进位（分钟为00）时，或者自行到整点响铃后，再次给脉冲会进位的情况。