[EDA课程设计数字时钟.doc

数字时钟的设计 一 实验目的 1）掌握VHDL语言的基本运用 2）掌握MAX+plusII的简单操作并会使用EDA实验箱 3）掌握一个基本EDA实验的操作 二 功能设计 1）有时、分、秒计数显示功能,小时为24进制,分钟和秒为60进制2）设置复位、清零等功能 3）有校时功能,可以分别对时及分进行单独校时,使其校正到标准时间4）设置调试模式和计时两个模式，分别实现计时和调时功能，通过设置任意时间实现闹铃功能 三 系统设计方案概述及工作原理根据系统设计要求,系统设计采用自顶向下设计方法,由时钟分频部分、计时部分、按键部分调时部分和显示部分五个部分组成。这些模块都放在一个顶层文件中。1）首先下载程序进行复位清零操作,电子钟从00：00：00计时开始。md2[1]可以调整时钟的小时部分, md2[2]可以调整分钟,步进为1。2）由于电子钟的最小计时单位是1s,因此提供给系统的内部的时钟频率应该大于1Hz,这里取100Hz。CLK端连接外部10Hz的时钟输入信号clk。对clk进行计数,当clk=10时,秒加1,当秒加到60时,分加1；当分加到60时,时加1；当时加到24时,全部清0,从新计时。3）用6位数码管分别显示“时”、“分”、“秒”,通过DOUT( 6 DOWNTO 0 )上的信号来点亮指定的LED七段显示数码管。 4）通过对md1按键高低电平的控制可以进入时钟的另一个调时模式，调试模式和计时模式是分开互不影响的。然后再通过对md2[1]和md2[2]对时钟进行时间设定。等到计时到达设置时间时，实现打铃功能。 顶层设计分析：对于电子钟的设计,这里将采用自顶向下的设计方法进行设计,因此首先需要进行电子钟的顶层设计。本节将首先介绍电子钟的系统结构和模块划分,然后设计出顶层VHDL设计程序。根据电子钟的设计要求、工作原理和设计方案, 整个模块的接口如下：1 时钟分频部分1） 复位开关信号reset：输入信号2） 外部时钟信号clk：输入信号3） 内部计时时钟信号clk1：输入信号2 计时部分1） 复位关信号reset：输入信号3） 小时十位信号hou2：输出信号4） 小时个位信号hou1：输出信号5） 分十位信号min2：输出信号6） 分个位信号min1：输出信号7） 秒十位信号sec2：输出信号8） 秒个位信号sec1：输出信号3 按键部分1） 复位开关信号reset：输入信号2） 时调整按键md2[1]：输入信号3） 分调整按键md2[2]：输入信号4） 小时十位信号hou2：输出信号5） 小时个位信号hou1：输出信号6） 分十位信号min2：输出信号7） 分个位信号min1：输出信号4 显示部分1） 外部时钟信号clk：输入信号2） 小时十位信号hou2：输入信号3） 小时个位信号hou1：输入信号4） 分十位信号min2：输入信号5） 分个位信号min1：输入信号6） 秒十位信号sec2：输入信号7） 秒个位信号sec1：输入信号8） LED七段显示数码管的选通信号DOUT：输出信号 5 调时部分 1） 调时开关md1 2） 时调整按键md2[1]：输入信号3） 分调整按键md2[2]：输入信号四 各部分功能分析 1）计数部分由两个60进制计数器和一个24进制计数器组成，分别对秒、分、小时进行计数。其VHDL源程序相差不大由于篇幅有限，这里我们以分计数的实现为例。程序如下： -----------------------------------------------分钟十位 m110:process(clk,min2,sec1,sec2,md1,md2) begin if clkevent and clk=1 then if (min1=0101 and min2=1001) and (sec1=0101 and sec2=1001) then min1=0000; elsif min1=0101and min2=1001and (md1=0 and md2=00)then min1=0000; elsif (min2=1001and (sec1=0101 and sec2=1001)) or (min2=1001and md1=0 and md2=00)then min1=min1+1; end if; end if;--end if; end process m110; ----------------------------------------------分钟个位 m220:process(clk,sec1,sec2,md1,md2) begin if clkevent and clk=1 then if min