1、精選優質文檔-傾情為你奉上數字電子技術課程設計報告專業班級：姓 名：學 號：設計日期：一 設計題目多功能數字鐘電路設計二 設計任務及要求多功能數字鐘應該具有的功能有：顯示時分秒、整點報時、小時和分鐘可調等基本功能。整個鐘表的工作應該是在1Hz信號的作用下進行，這樣每來一個時鐘信號，秒增加1秒，當秒從59秒跳轉到00秒時，分鐘增加1分，同時當分鐘從59分跳轉到00分時，小時增加1小時，小時的范圍為023時。在實驗中為了顯示的方便，由于分鐘和秒鐘顯示的范圍都是從059，所以可以用一個3位的二進制碼顯示十位，用一個四位的二進制碼（BCD碼）顯示個位，對于小時因為他的范圍是從023，所以可以用一個2位

2、的二進制碼顯示十位，用一個4位的二進制碼（BCD碼）顯示個位。實驗中由于七段碼管是掃描的方式 顯示，所以雖然時鐘需要的是1Hz時鐘信號，但是掃描需要一個比較高頻率的信號，因此為了得到準確的1Hz信號，必須對輸入的系統時鐘50Mhz進行分頻。對于整點報時功能，本實驗設計的是當進行正點的倒計時5秒時，讓LED來閃爍進行整點報時的提示。調整時間的按鍵用按鍵模塊的S1和S2，S1調節小時，每按下一次，小時增加一個小時；S2調整分鐘，每按下一次，分鐘增加一分鐘。另外用S8按鍵作為系統時鐘復位，復位后全部顯示000000。管腳分配如下表：端口名使用模塊信號對應FPGA管腳說明S1按鍵開關S1R16調整小時

3、S2按鍵開關S2P14調整分鐘RST按鍵開關S8M15復位LEDLED模塊D1L14整點倒計時LEDAG0數碼管模塊A段N4時間顯示LEDAG1數碼管模塊B段G4LEDAG2數碼管模塊C段H4LEDAG3數碼管模塊D段L5LEDAG4數碼管模塊E段L4LEDAG5數碼管模塊F段K4LEDAG6數碼管模塊G段K5SEL0數碼管選擇位1M48個數碼管的選擇位SEL1數碼管選擇位2F3SEL2數碼管選擇位3F4CP脈沖源J350Mhz脈沖三基于Verilog HDL語言的電路設計、仿真與綜合（一）頂層模塊本程序采用結構化設計方法，將其分為彼此獨立又有一定聯系的三個模塊，如圖1所示：圖1：頂層結構框圖

4、（二）子模塊 1.分頻器分頻器的作用是對50Mhz的系統時鐘信號進行分頻，得到頻率為1000hz的信號，作為顯示器的輸入信號。源程序如下：module fenpin(input CP,output CPout);reg CPout;reg 31:0 Cout;reg CP_En;always (posedge CP ) /將50MHz分頻為1kHzbeginCout = (Cout = 32d50000) ? 32d0 : (Cout + 32d1);CP_En = (Cout = 32d50000) ? 1d1 : 1d0;CPout = CP_En; endendmodule功能仿真波形如

5、圖2所示(以五分頻為例)：2.控制器和計數器 控制器的作用是，調整小時和分鐘的值，并能實現清零功能。計數器的作用是實現分鐘和秒鐘滿60進1，小時則由23跳到00。當到達59分55秒的時候，LED燈會閃爍來進行報時。因為控制器和計數器的驅動信號頻率均為1Hz，故從分頻器輸出的信號進入控制器后，要進行二次分頻，由1Khz變為1Hz。源程序如下：module kongzhiqi( CPout,S1,S2,RET,Hour,Minute,Second,LED);input CPout,S1,S2,RET;output 5:0 Hour;output 5:0 Minute;output 5:0 Seco

6、nd;output LED;reg 5:0 Hour;reg 5:0 Minute;reg 5:0 Second;reg R1;reg R2,R8,LED;reg 10:0 Cout;reg Clk_En;always(posedge CPout)beginif(S1=0)beginR1=1;endif(S2=0)beginR2=1;endif(RET=0)beginR8=1;endCout=(Cout=32d1000)?32d0:(Cout + 32d1);Clk_En=(Cout=32d1000)?1d1:1d0;if(Clk_En)beginif(R1=1)beginif(Hour24)

7、Hour=Hour+1;if(Hour=24)beginHour=0;endR1=0;endif(R2=1)beginif(Minute60)Minute=Minute+1;if(Minute=60)beginMinute=0;if(Hour24)Hour=Hour+1;if(Hour=24)beginHour=0;endendR2=0;endif(Second60)Second=Second+1;if(Second=60)beginSecond=0;if(Minute60)Minute=Minute+1;if(Minute=60)beginMinute=0;if(Hour55)/整點倒計時b

8、eginif(LED=1)LED=0;elseLED=1;endelseLED=0;if(R8=1)/清零beginHour=0;Minute=0;Second=0;R8=0;endendendendmodule功能仿真波形如圖3所示：3顯示器顯示器的作用是將時分秒的值在數碼管上依次顯示出來。從分頻器輸出的1Khz的信號作為數碼管的掃描信號。SEL 表示三個數碼管選擇位，它的取值表示八個數碼管，從左至右依次是111000。LEDGA表示七段數碼管，它的取值決定特定位數上顯示的數字。源程序如下：module xianshi( CPout,Hour,Minute,Second,SEL,LEDAG)

9、;input CPout;input Hour，Minute， Second;output SEL，LEDAG;reg 2:0 SEL;reg 6:0 Led;reg 3:0 shi1,ge1,shi2,ge2,shi3,ge3;always (posedge CPout )beginshiwei1=Hour/10;gewei1=Hour%10;shiwei2=Minute/10;gewei2=Minute%10;shiwei3=Second/10;gewei3=Second%10;if(SEL=3b110) /判斷位選SEL的值，并將此位上的值輸出到數碼管case(shiwei1) 4b00

10、00: Led = 7b0111_111;4b0001: Led = 7b0000_110;4b0010: Led = 7b1011_011;4b0011: Led = 7b1001_111;4b0100: Led = 7b1100_110;4b0101: Led = 7b1101_101;4b0110: Led = 7b1111_101;4b0111: Led = 7b0000_111;4b1000: Led = 7b1111_111;4b1001: Led = 7b1101_111; default: Led = 7b0000_000;endcaseif(SEL=3b101)case(ge

11、wei1) 4b0000: Led = 7b0111_111;4b0001: Led = 7b0000_110;4b0010: Led = 7b1011_011;4b0011: Led = 7b1001_111;4b0100: Led = 7b1100_110;4b0101: Led = 7b1101_101;4b0110: Led = 7b1111_101;4b0111: Led = 7b0000_111;4b1000: Led = 7b1111_111;4b1001: Led = 7b1101_111; default: Led = 7b0000_000;endcaseif(SEL=3b1

12、00)Led=7b1000_000;if(SEL=3b011)case(shiwei2) 4b0000: Led = 7b0111_111;4b0001: Led = 7b0000_110;4b0010: Led = 7b1011_011;4b0011: Led = 7b1001_111;4b0100: Led = 7b1100_110;4b0101: Led = 7b1101_101;4b0110: Led = 7b1111_101;4b0111: Led = 7b0000_111;4b1000: Led = 7b1111_111;4b1001: Led = 7b1101_111; defa

13、ult: Led = 7b0000_000;endcaseif(SEL=3b010)case(gewei2) 4b0000: Led = 7b0111_111;4b0001: Led = 7b0000_110;4b0010: Led = 7b1011_011;4b0011: Led = 7b1001_111;4b0100: Led = 7b1100_110;4b0101: Led = 7b1101_101;4b0110: Led = 7b1111_101;4b0111: Led = 7b0000_111;4b1000: Led = 7b1111_111;4b1001: Led = 7b1101

14、_111; default: Led = 7b0000_000;endcaseif(SEL=3b001)Led=7b1000_000;if(SEL=3b000)case(shiwei3) 4b0000: Led = 7b0111_111;4b0001: Led = 7b0000_110;4b0010: Led = 7b1011_011;4b0011: Led = 7b1001_111;4b0100: Led = 7b1100_110;4b0101: Led = 7b1101_101;4b0110: Led = 7b1111_101;4b0111: Led = 7b0000_111;4b1000

15、: Led = 7b1111_111;4b1001: Led = 7b1101_111; default: Led = 7b0000_000;endcase if(SEL=3b111)case(gewei3) 4b0000: Led = 7b0111_111;4b0001: Led = 7b0000_110;4b0010: Led = 7b1011_011;4b0011: Led = 7b1001_111;4b0100: Led = 7b1100_110;4b0101: Led = 7b1101_101;4b0110: Led = 7b1111_101;4b0111: Led = 7b0000

16、_111;4b1000: Led = 7b1111_111;4b1001: Led = 7b1101_111; default: Led = 7b0000_000;endcase SEL = SEL + 3d1; endassign LEDAG=Led;endmodule四 總結體會這次課程設計雖然只有短短的四天，但我的收獲卻很大。通過這次實習，我掌握了EDA設計的基本流程（即設計輸入編譯調試仿真下載），領會了自頂而下結構化設計的優點，并具備了初步的EDA程序設計能力。 我感覺，這個程序最難的地方在于頂層模塊的設計，因為頂層模塊需要將各個子模塊按照電路原理有機地結合起來，這需要扎實的理論功底，而這正是我所欠缺的。相比而言，子模塊的設計就容易多了，因為Verilog語言和C語言有很多