基于verilog语言编程的数字秒表设计

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1、数字秒表设计系别：电子通信工程系专业：电子信息工程班级：学号：姓名：数字秒表（基于verilong语言编程）课程设计7一、设计要求用verilong语言编写程序，结合实际电路，设计一个4位LED数码显示“秒表”，显示时间为99.9~00.0秒，每秒自动减一，精度为0.1。另设计一个“开始”按键和一个“复位”按键。再增加一个“暂停”按键。按键说明：按“开始”按键，开始计数，数码管显示从99.9开始每秒自动减一；按“复位”按键，系统复位，数码管显示99.9；按“暂停”按键，系统暂停计数，数码管显示当时的计数。二、设计目的1、通过本次课程设计加深对verilong语言课程的全面认识、复习和掌握，

2、对EPM7064芯片的应用达到进一步的了解。2、掌握定时器、外部中断的设置和编程原理。3、通过此次课程设计能够将软硬件结合起来，对程序进行编辑，调试。使其能够通过电脑下载到芯片，正常工作。4、实际操作QuartusII软件，复习巩固以前所学知识。三、总体设计本秒表系统具有复位、暂停、秒表计时等功能。clk为系统工作时钟，采用Altera DE2上的50M时钟信号，经过分频器产生秒表计时周期为0.01s的时钟，再经过计数器，分别对秒表的百分位、十分位、秒、秒十位、分、分十位进行计数。onoff为启动/暂停控制信号，当它为0时，启动计时，当它为1时，计时暂停。clr为复位信号，当该信号有效时，

3、计数器和译码清零，此时数码管显示输出为00：00：00。在总体电路图中，根据设计要求，需要两个输入控制信号onoff和clr。由于开发板上除了拨动开关就是瞬时的按键开关,且按键开关平时都呈高电平,按一下为低电平。故在实际测试时采用了拨动开关SW0来控制秒表的启动/暂停，通过KEY0来控制秒表的清零。四、设计思路描述该实验要求进行计时并在数码管上显示时间，通过相关软件QuartusII编译，利用JTAG下载电路到核心芯片，驱动硬件工作。Altera_EPM7064(84PIN)有四个引脚GCLK1(83脚),GCLRn(1脚),OE1(84脚),OE2(2脚)。GCLK1是全局时钟，GCLR

4、n(1脚是全局清零，OE1(84脚),OE2(2脚)是全局使能实现“开始”按键的功能；实现“清零（复位）”按键的功能；做为时钟信号CLK输入的入口地址。可将开关设计与此，其优势在在于到达延迟时间相等。其中“开始”按键当开关由1拨向0（由上向下拨）时开始计时；“清零（复位）”按键当开关由1拨向0（由上向下拨）时数码管清零（复位），此时若再拨“开始”按键则又可重新开始计时。1)电源部分需要并联四个电容，以达到滤波作用，获得实验所需的电压；2)利用三极管分别连接LED数码管和EPM7064,起到放大（电流）作用；3)本实验时钟信号的产生有晶振直接提供，同时由编写的子程序决定输出频率；4)芯片所需

5、程序由计算机编译，采用QuartusII软件，编译调试无误后，进行下载；5）IDI、TMS、TCK、TDO是JTAG的标准线。用来实现连接芯片，实现下载功能。五、原理图7跟据数字秒表的原理图如图一所示，为设计项目选定CyclongII系列中的EP2C35F672C6器件，锁定顶层设计中各端口所对应的引脚号，并编译通过。然后对器件编程，使用USB-Blaste下载电缆把项目以在线配置的方式下载到Altera DE2实验板的EP2C35F672C6器件中。该数字式秒表具有清零功能，通过KEY0来控制，能够在计时过程中随时清零。用SW0键来控制锁存/计时，能在计时过程中通过按SW0键，SW0拨动

6、开关打上时计时暂停，打下时仍继续。实验证明该秒表工作正常，基本上已达到了预期的设计要求。图一、数字秒表原理图六、PCB图7图二、数字秒表PCB图七、系统软件设计 在设计电路时，要遵循从上到下的设计原则。首先从系统设计入手，在顶层进行功能划分和结构设计，顶层模块的每个层次模块均可完成一个较为独立的功能，次模块在调试成功后可生成一个默认符号，以供上一层模块调用。本系统由4个模块组成，分别是分频电路模块、模10计数模块和动态译码显示模块。本设计最小计时单位为0.1s，设计时需获得一个比较精确的10Hz（周期为0.1s）的计时脉冲。由于最终的设计结果要下载到可编程逻辑器件中测试，因此可利用Alte

7、ra DE2开发板的12M晶振时钟。将12M时钟信号CLK送到分频器CLKGEN进行60万分频后，得到10Hz的频率由NEWCLK输出。采用Verilog语言编程，编译无误通过后创建默认文件符号CLKGEN以供上层电路调用。程序实现如下：moduleclock(clk,key,dig,seg);//模块名clockinputclk;//输入时钟input[1:0]key;//输入按键output[7:0]dig;//数码