基于vhdl的簡易數(shù)字鐘

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1、課程設計報告設計題目：基于VHDL語言的簡易數(shù)字鐘設計摘要隨著電子設計自動化技術（EDA）的進步，數(shù)字電路在實際生活當中已經占據(jù)了重要的位置。在EDA技術中，最為矚目的是以現(xiàn)代電子技術為特征的邏輯設計仿真測試技術。該技術的出現(xiàn)，使電子系統(tǒng)設計發(fā)生了質的變化。設計速度快、體積小、重量輕、功耗小的集成電路已成為趨勢。用VHDL語言開發(fā)的數(shù)字電路，大大簡化了對工控電路的設計并且減低了成本。本文介紹了利用VHDL硬件描述語言設計一款多功能數(shù)字鐘的方法。可以實現(xiàn)顯示、預置時分秒，年月日(可以準確顯示每月天數(shù)，包括對閏年的計算）；秒表；整點報時的功能。利用6個7段數(shù)碼管顯示時分秒或年月日。在

2、QuartusII開發(fā)環(huán)境下編譯仿真了設計的程序。仿真結果表明，該設計方法切實可行，具有一定的借鑒性。關鍵詞：EDA，VHDL，數(shù)字鐘，QuartusII目錄摘要I一、課程設計目的1二、課程設計內容及要求12.1設計內容12.2設計要求12.3發(fā)揮部分1三、VHDL程序設計13.1整體介紹13.2時鐘模塊23.3日期模塊23.4整點報時模塊33.5秒表模塊4四、仿真與分析5五、器件編程下載及設計結果5六、課程設計總結5七、參考文獻6八、附錄7一、課程設計目的掌握利用可編程邏輯器件和EDA設計工具進行電子系統(tǒng)設計的方法二、課程設計內容及要求2.1設計內容用VHDL語言實現(xiàn)數(shù)字鐘的設

3、計，要求設計實現(xiàn)一個具有帶預置數(shù)的數(shù)字鐘，具有顯示年月日時分秒的功能。2.2設計要求用6個數(shù)碼管顯示時分秒，set按鈕產生第一個脈沖時，顯示切換年月日，第2個脈沖到來時可預置年份，第3個脈沖到來時可預置月份，依次第4、5、6、7個脈沖到來時分別可預置日期、時、分、秒，第8個脈沖到來后預置結束，正常工作，顯示的是時分秒。Up為高電平時，upclk有脈沖到達時，預置位加1.否則減1.2.3發(fā)揮部分本設計除滿足基本要求外，還實現(xiàn)了秒表及整點報時的功能。三、VHDL程序設計3.1整體介紹本設計采用VHDL中元件例化的思想，將數(shù)字鐘模塊化如圖1所示圖1~12~本設計頂層實體有6個輸入端口，

4、25(6*4+1)個輸出端口:輸入端口setpin用來切換工作狀態(tài)、Sset和Srst用來設置秒表、f1000是1000Hz的方波信號，用來分頻出所用的時鐘信號、upclk和up用來預置數(shù)，upclk產生脈沖，up設置增減。輸出端口alertt用來輸出整點報時信號、其余6組輸出端口送進7段數(shù)碼管顯示數(shù)字。頂層實體下劃分成7大模塊，分別是second_wave時鐘模塊、h_m_s_time時分秒模塊、date日期模塊、month_year月，年模塊、LED_dispLED顯示模塊、alert整點報時模塊、second_clock秒表模塊。本文選取其中重點的部分作介紹。3.2時鐘模塊

5、PROCESS(f1000,cnt)BEGINIF(f1000'EVENTANDf1000='1')THENIF(cnt="111110011")THENcnt<="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

6、+1;ENDIF;ENDIF;ENDPROCESS;cnt為計數(shù)器，當cnt=111110011(十進制499)時，在下一個時鐘到來后cnt清零并取反，相當于把1000Hz的時鐘1000分頻成了數(shù)字鐘需要的1Hz的時鐘信號。Scnt同理，將1000Hz的時鐘10分頻成了秒表的百分秒位所需的100hz的時鐘信號。3.3日期模塊~12~IF((tempy1='0'ANDtempy0="00")OR(tempy1='1'ANDtempy0="10"))THENIF(date0="1001"ANDdate1="0010")THENov<='1';ELSEov<='0';ENDIF;ELS

7、IF(date0="1000"ANDdate1="0010")THENov<='1';ELSEov<='0';ENDIF;本模塊重點介紹閏年的算法(tempy1='0'ANDtempy0="00")OR(tempy1='1'ANDtempy0="10")tempy1是年高位bcd碼的最低位，tempy0是年低位bcd碼的低兩位，通過列表我們可以發(fā)現(xiàn)滿足上述代碼的年份為閏年，如表1年高位bcd碼年高位十進制數(shù)年低位bcd碼年低位十進制數(shù)00000000000010201004010