基于veriloghdl的闹钟设计

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1、摘要随着微电子技术、计算机技术、半导体技术的发展，很多传统的数字门电路的设计己经被可编程逻辑器件替代。而对于传统的模拟控制技术，也被数字控制系统所取代。数字系统在各个领域显示出Y无穷的魅力与优势，如今己经被广泛应用于实际工程屮。本文利用VerilogHDL语言自顶向下的设计方法设计多功能数字钟，实现时、分、秒的计时和校时，以及整点报时和闹钟的功能。突出/其作力硬件描述语言的良好的可读性、可移植性和易理解等优点，并通过ModelSimSE6.5完成综合、仿真。通过VeHlogHDL语言完成数字钟的层次化设计。关键词:数字电子时钟，有限状态机，功能仿真AbstractAsthemicroelect

2、ronics,computertechnology，semiconductortechnology,manytraditionaldesignofdigitalgateprogrammablelogicdevicehasbeenreplaced.Asforthetraditionalanalogcontrol，digitalcontrolsystemshavealsobeenreplaced.Digitalsystemsinvariousfieldshasshowninfinitecharmandadvantages，andnowhasbeenwidelyusedinpracticalproj

3、ects.Inthispaper，VerilogHDL,thedesignoftop-downmulti-functionaldigitalclockdesignedtoachievethehours,minutes,seconds，timeandschool，aswellasthewholepointtimekeepingandalarmfunctions.Highlightedasahardwaredescriptionlanguage,goodreadability,portabilityandeaseofunderstanding，etc.，andthroughtheModelSimS

4、E6.5completethecomprehensive,simulation.CompletedbyVerilogHDL,thelevelofthedigitalclockdesign.Keywords:Digitalelectronicclock,finitestatemachine，functionalsimulation目录Bit雜11.1时钟的发展简史11.2设计目的11.3VerilogHDL硬件描述语言21.4Modelsim仿真工具5第2章数字电路设计方法72.1数字系统设计简介72.2有限状态机9第3章数字钟的层次化设计133.1功能要求133.2数字钟系统的工作原理133.

5、3模块的设计133.4程序设计14第4章功能仿真194.1仿真前准备194.2功能仿真2026第5章总结23参考文献第1章绪论1.1时钟的发展简史设计目的公元1300年以前，人类主要是利用天文现象和流动物质的连续运动来计时。例如，日晷是利用H影的方位计时；漏壶和沙漏是利用水流和沙流的流量计时。东汉张衡制造漏水转浑天仪，用齿轮系统把浑象和计时漏壶联结起来，漏壶滴水推动浑象均匀地旋转，一天刚好转一周，这是最早出现的机械钟。北宋元祜三年(1088)苏颂和韩公廉等创制水运仪象台，已运用了擒纵机构。1350年，意大利的丹蒂制造出第一台结构简单的机械打点塔钟，円差为15〜30分钟，指示机构只有时针；150

6、0〜1510年，德国的亨莱思首先用钢发条代替重锤，创造了用冕状轮擒纵机构的小型机械钟；1582年前后，意大利的伽利略发明了重力摆；1657年，荷兰的惠更斯把重力摆引入机械钟，创立了摆钟。1660年英国的胡克发明游丝，并用后退式擒纵机构代替了冕状轮擒纵机构；1673年，惠更斯乂将摆轮游丝组成的调速器应用在可携带的钟表上；1675年，英国的克莱门特用叉沉装置制成最简单的锚式擒纵机构，这种机构一直沿用在简便摆锤式挂钟屮。1695年，英国的汤姆平发明工字轮擒纵机构；1715年，英国的格雷厄姆又发明了静止式擒纵机构，弥补了后退式擒纵机构的不足，为发展精密机械钟表打下了基础；1765年，英国的马奇发明自巾

7、锚式擒纵机构，即现代叉沉式擒纵机构的前身；1728〜1759年，英国的哈里森制造出高精度的标准航海钟；1775〜1780年，英国的阿诺德创造出精密表用擒纵机构。18〜19世纪，钟表制造业已逐步实现工业化生产，并达到相当高的水平。20世纪，随着电子工业的迅速发展，电池驱动钟、交流电钟、电机械表、指针式石英电子钟表、数字式石英电子钟表相继问世，钟表的日差已小于0.5秒，钟表进入了微电子技术与精密机械相