基于vhdl简易数字钟设计说明书

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1、课程设计报告设计题目：基于VHDL语言的简易数字钟设计摘要随着电子设计自动化技术（EDA）的进步，数字电路在实际生活当中已经占据了重要的位置。在EDA技术中，最为瞩目的是以现代电子技术为特征的逻辑设计仿真测试技术。该技术的出现，使电子系统设计发生了质的变化。设计速度快、体积小、重量轻、功耗小的集成电路已成为趋势。用VHDL语言开发的数字电路，大大简化了对工控电路的设计并且减低了成本。本文介绍了利用VHDL硬件描述语言设计一款多功能数字钟的方法。可以实现显示、预置时分秒，年月日(可以准确显示每月天

2、数，包括对闰年的计算）；秒表；整点报时的功能。利用6个7段数码管显示时分秒或年月日。在QuartusII开发环境下编译仿真了设计的程序。仿真结果表明，该设计方法切实可行，具有一定的借鉴性。关键词：EDA，VHDL，数字钟，QuartusII目录摘要I一、课程设计目的1二、课程设计内容及要求12.1设计内容12.2设计要求12.3发挥部分1三、VHDL程序设计13.1整体介绍13.2时钟模块23.3日期模块23.4整点报时模块33.5秒表模块4四、仿真与分析5五、器件编程下载及设计结果5六、课程设

3、计总结5七、参考文献6八、附录7一、课程设计目的掌握利用可编程逻辑器件和EDA设计工具进行电子系统设计的方法二、课程设计内容及要求2.1设计内容用VHDL语言实现数字钟的设计，要求设计实现一个具有带预置数的数字钟，具有显示年月日时分秒的功能。2.2设计要求用6个数码管显示时分秒，set按钮产生第一个脉冲时，显示切换年月日，第2个脉冲到来时可预置年份，第3个脉冲到来时可预置月份，依次第4、5、6、7个脉冲到来时分别可预置日期、时、分、秒，第8个脉冲到来后预置结束，正常工作，显示的是时分秒。Up为高

4、电平时，upclk有脉冲到达时，预置位加1.否则减1.2.3发挥部分本设计除满足基本要求外，还实现了秒表及整点报时的功能。三、VHDL程序设计3.1整体介绍本设计采用VHDL中元件例化的思想，将数字钟模块化如图1所示图1~6~本设计顶层实体有6个输入端口，25(6*4+1)个输出端口:输入端口setpin用来切换工作状态、Sset和Srst用来设置秒表、f1000是1000Hz的方波信号，用来分频出所用的时钟信号、upclk和up用来预置数，upclk产生脉冲，up设置增减。输出端口alertt

5、用来输出整点报时信号、其余6组输出端口送进7段数码管显示数字。顶层实体下划分成7大模块，分别是second_wave时钟模块、h_m_s_time时分秒模块、date日期模块、month_year月，年模块、LED_dispLED显示模块、alert整点报时模块、second_clock秒表模块。本文选取其中重点的部分作介绍。3.2时钟模块PROCESS(f1000,cnt)BEGINIF(f1000'EVENTANDf1000='1')THENIF(cnt="111110011")THENcn

6、t<="000000000";second_wave<=NOTsecond_wave;ELSEcnt<=cnt+'1';ENDIF;ENDIF;ENDPROCESS;PROCESS(f1000,Scnt)BEGINIF(f1000'EVENTANDf1000='1')THENIF(Scnt="0100")THENScnt<="0000";Ssecond_wave<=NOTSsecond_wave;ELSEScnt<=Scnt+1;ENDIF;ENDIF;ENDPROCESS;cnt为计数器，当c

7、nt=111110011(十进制499)时，在下一个时钟到来后cnt清零并取反，相当于把1000Hz的时钟1000分频成了数字钟需要的1Hz的时钟信号。Scnt同理，将1000Hz的时钟10分频成了秒表的百分秒位所需的100hz的时钟信号。3.3日期模块IF((tempy1='0'ANDtempy0="00")OR(tempy1='1'ANDtempy0="10"))THENIF(date0="1001"ANDdate1="0010")THENov<='1';ELSEov<='0';~6~END

8、IF;ELSIF(date0="1000"ANDdate1="0010")THENov<='1';ELSEov<='0';ENDIF;本模块重点介绍闰年的算法(tempy1='0'ANDtempy0="00")OR(tempy1='1'ANDtempy0="10")tempy1是年高位bcd码的最低位，tempy0是年低位bcd码的低两位，通过列表我们可以发现满足上述代码的年份为闰年，如表1年高位bcd码年高位十进制数年低位bcd码年低位十进制数0000000000001020100401004