基于cpld的vhdl语言数字钟(含秒表)设计

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1、基于CPLD的VHDL语言数字钟设计基于CPLD的VHDL语言数字钟（含秒表）设计利用一块芯片完成除时钟源、按键、扬声器和显示器（数码管）之外的所有数字电路功能。所有数字逻辑功能都在CPLD器件上用VHDL语言实现。这样设计具有体积小、设计周期短（设计过程中即可实现时序仿真）、调试方便、故障率低、修改升级容易等特点。本设计采用自顶向下、混合输入方式（原理图输入—顶层文件连接和VHDL语言输入—各模块程序设计）实现数字钟的设计、下载和调试。一、功能说明已完成功能1.完成秒／分／时的依次显示并正确计数；2.秒／分／时各段个位满10正确进位，秒／分能做到满60向前进位；3.定时闹钟：实现整点报时

2、，又扬声器发出报时声音；4.时间设置，也就是手动调时功能：当认为时钟不准确时，可以分别对分／时钟进行调整；5.利用多余两位数码管完成秒表显示：A、精度达10ms；B、可以清零；C、完成暂停可以随时记时、暂停后记录数据。待改进功能：1.闹钟只是整点报时，不能手动设置报时时间，遗憾之一；2.秒表不能向秒进位，也就是最多只能记时100ms；3.秒表暂停记录数据后不能在原有基础上继续计时，而是复位重新开始。【注意】秒表为后来添加功能，所以有很多功能不成熟！二、设计方案1.数字钟顶层设计外部输入要求：输入信号有1kHz／1Hz时钟信号、低电平有效的秒／微秒清零信号CLR、低电平有效的调分信号SETm

3、in、低电平有效的调时信号SEThour；外部输出要求：整点报时信号SOUND（59分51／3／5／7秒时未500Hz低频声，59分59秒时为1kHz高频声）、时十位显示信号h1（a,b,c,d,e,f,g）、时个位显示信号h0（a,b,c,d,e,f,g）、分十位显示信号m1及分个位m0、秒十位s1及秒个位s0、微秒十位ms1及微秒个位ms0；数码管显示位选信号SEL0／1／2等三个信号。2.内部功能模块主要有：Fenp分频模块：主要是整点报时用的1kH与500Hz的脉冲信号，这里的输入信号是1KHz信号，所以只要一个二分频即可；时间基准采用1Hz输入信号直接提供（当然也可以分频取得，这

4、里先用的是分频取得的信号，后考虑到精度问题而采用硬件频率信号。实现带有100进制进位和清零功能，暂定等功能的微秒模块MINSECONDB输入为1Hz脉冲和低电平的清零信号CLR与暂定信号STOP，输出微秒个位、十位及进位信号CO（虽然没有实现进位功能，但还是编写了这个端口，只是在连线时悬空）。实现60进制带有进位和清零功能的秒计数模块SECOND，输入为1Hz脉冲和低电平有效的清零信号CLR，输出秒个位、时位及进位信号CO。14基于CPLD的VHDL语言数字钟设计实现60进制带有进位和置数功能的分计数模块MINUTE，输入为1Hz脉冲和高电平有效的使能信号EN，输出分个位、时位及进位信号C

5、O。实现24进制的时计数模块HOUR，输入为1Hz脉冲和高电平有效的使能信号EN，输出分个位、时位。实现分时复用功能模块SELTIME，输入为秒（含个／十位）、分、时、扫描时钟CLK1K，输出为D和显示控制信号SEL。实现整点报时功能模块ALERT，输入为分／秒信号，输出为高频声控Q1K和Q500。实现译码显示功能模块DISPLAY，输入为D，输出为Q一、设计框图频率信号输入分频微秒模块秒模块分模块时模块置数／位选显示模块进位进位进位高／低电平二、模块说明（含程序代码）1.分频模块14基于CPLD的VHDL语言数字钟设计采用原理图输入方式实现2分频与1000分频，但这里并没有用到1000分

6、频，因为后来考虑到精度问题，将千分频用直接输入了。程序如图：利用三个7490进行硬件分频！1.微秒模块采用VHDL语言输入方式，以时钟clk，清零信号clr以及暂停信号STOP为进程敏感变量，程序如下：14基于CPLD的VHDL语言数字钟设计libraryieee;useieee.std_logic_1164.all;useieee.std_logic_unsigned.all;entityMINSECONDbisport(clk,clrm,stop:instd_logic;----时钟/清零信号secm1,secm0:outstd_logic_vector(3downto0);----秒

7、高位/低位co:outstd_logic);-------输出/进位信号endMINSECONDb;architectureSECofMINSECONDbissignalclk1,DOUT2:std_logic;beginprocess(clk,clrm)variablecnt1,cnt0:std_logic_vector(3downto0);---计数VARIABLECOUNT2:INTEGERRANGE0TO10;b