yhvAAAVHDL数字时钟设计.doc

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1、《EDA》课程设计设计题目：VHDL数字时钟设计系部：电子信息与电气工程年级：12级班级：自动化（1）班姓名：王廷弼学号：1205033015VHDL数字时钟设计1、功能介绍1）具有时、分、秒计数显示功能，以24小时循环计时。2）时钟计数显示时有LED灯的花样显示。3）具有调节小时、分钟及清零的功能。4）具有整点报时功能。2、总体方框图数字时钟控制单元使能端信号输出信号复位信号LED显示“花样”显示‘CLK信号3、性能指标及功能设计1）时钟计数：完成时、分、秒的正确计时并且显示所计的数字；对秒、分——60进制计数，即从0到59循环

2、计数，时钟——24进制计数，即从0到23循环计数，并且在数码管上显示数值。2）时间设置：手动调节分钟、小时，可以对所设计的时钟任意调时间，这样使数字钟真正具有使用功能。我们可以通过实验板上的键7和键4进行任意的调整，因为我们用的时钟信号均是1HZ的，所以每LED灯变化一次就来一个脉冲，即计数一次。3）清零功能：reset为复位键，低电平时实现清零功能，高电平时正常计数。可以根据我们自己任意时间的复位。4）蜂鸣器在整点时有报时信号产生，蜂鸣器报警。产生“滴答.滴答”的报警声音。5）LED灯在时钟显示时有花样显示信号产生。即根据进位情

3、况，LED不停的闪烁，从而产生“花样”信号。4、方案选择根据总体方框图及各部分分配的功能可知，本系统可以由秒计数器、分钟计数器、小时计数器、整点报时、分的调整以及小时的调整和一个顶层文件构成。采用自顶向下的设计方法，子模块利用VHDL语言设计，顶层文件用原理图的设计方法。显示：小时采用24进制，而分钟和秒均60进制。5、细化框图根据自顶向下的方法以及各功能模块的的功能实现上述设计方案应系统细化框图：数字时钟控制单元时调整分调整使能端信号CLK信号时显示分显示秒显示24进制60进制60进制LED显示整点报时花样显示6、编写程序、仿真

4、和分析1、秒计数器1）VHDL语言描述程序LIBRARYIEEE;useIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITYhourISPORT(clk,reset:INSTD_LOGIC;daout:outSTD_LOGIC_VECTOR(5DOWNTO0));ENDENTITYhour;ARCHITECTUREfunOFhourISSIGNALcount:STD_LOGIC_VECTOR(5DOWNTO0);BEGINdaout<=count;PROCESS

5、(clk,reset)BEGINIF(reset='0')THENcount<="000000";——若reset=0，则异步清零ELSIF(clk'eventandclk='1')THEN——否则，若clk上升沿到IF(count(3DOWNTO0)="1001")THEN——若个位计时恰好到“1001”即9IF(count<16#23#)THEN——23进制count<=count+7;——若到23D则elsecount<="000000";——复0ENDIF;ELSIF(count<16#23#)THEN——若未到23D，则

6、count进1count<=count+1;ELSE——否则清零count<="000000";ENDIF;——ENDIF（count（3DOWNTO0）=“1001”）ENDIF;——ENDIF（reset=‘0’）ENDPROCESS;ENDfun;2）秒计数器的仿真波形图3）波形分析利用60进制计数器完成00到59的循环计数功能，当秒计数至59时，再来一个时钟脉冲则产生进位输出，即enmin=1；reset作为复位信号低电平有效，即高电平时正常循环计数，低电平清零。因为这种60进制的VHDL语言是很好写的，它并不复杂，再说我

7、们必须要学会这些基本的硬件语言的描写。2、分钟计数器1）VHDL语言描述程序LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITYminuteISPORT(clk,clk1,reset,sethour:INSTD_LOGIC;enhour:OUTSTD_LOGIC;daout:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(6DOWNTO0));ENDENTITYminute;ARCHITECTUREfunOFminuteISSIGNALco

8、unt:STD_LOGIC_VECTOR(6DOWNTO0);SIGNALenhour_1,enhour_2:STD_LOGIC;——enmin_1为59分时的进位信号BEGIN——enmin_2由clk调制后的手动调时脉冲信号串daout<=co