数字电路课程设计-基于DE2的数字钟设计报告.doc

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1、题目：数字钟1设计要求该数字钟具有如下六种功能：（1）具有‘时’、‘分’、‘秒’的十进制数字显示（小时从00～23）的计时器（具有清零功能和设置起始时间功能）；（2）具有手动校时、校分、校秒的功能，利用DE2Key键，分别对每一个数码管进行校时（校正模式下，时钟处于停滞状态），校时之后的时间可以通过开关赋给24小时计数器模块和倒计时模块；（3）定时与闹钟功能，能在设定的时间发出闹铃声（用开发板上红色的LED灯全亮来表示），程序中实现闹铃30秒；（4）能进行零点报时，要求发出仿中央人民广播电台的整点报时信号，即从2

2、3时59分50秒起，每隔2秒钟发出一次低音“嘟”的信号，连续5次，最后一次要求高音“嘀”的信号，此信号结束即达到零点（用开发板上的绿色LED灯亮来表示）；（5）设计一个秒表，显示1%秒、60秒、手动停止，手动清零；（6）设计一个倒计时，显示小时、分钟、秒、%1秒，可清零，可设置起始时间。2设计分析及系统方案设计系统总共有5个状态，分别对应设计要求中的（1）24小时计数器（2）时钟校准（3）闹铃（4）倒计时（5）秒表程序开始利用50MHz的时钟分别构造1Hz的时钟和100Hz的时钟。先用50MHz时钟构造模计数器，

3、用作分频产生100HZ信号，然后用100HZ信号构造模100计数器，用作分频产生1HZ信号，从而构造出周期是1秒和0.01秒的时钟。（1）时间显示此部分是用1HZ的时钟驱动秒的个位，然后通过进位关系分别带动其余5位时间，从而完成时间显示功能。当清零位置‘0’时，时间一直显示为0。（2）手动校时此部分通过三个DE2的KEY按键来实现。第一个是状态转换按键，通过它来将状态转换到校时状态；第二个是校准位置选择按键，通过它来选择此时校准哪一位；第三个是对所选位置进行加一的按键。设置好时间之后可以通过两个开关分别将设置好的

4、时间送到正常显示模块和倒计时模块。（1）闹铃功能此部分通过和手动校时部分相同的操作过程来设置闹铃，系统提供一个可以打开和关闭闹铃的开关。闹铃部分的信号是一个单独的信号，对该信号的设置并不影响时钟的正常运行。当闹铃的小时、分钟和秒的信号分别和时钟的小时、分钟和秒的信号对应相等时，闹铃启动，进行30秒的闹铃提醒。（2）零点报时在正常显示24小时的状态中，当时间信号运行到23：59：50时，开始零点报时，程序中以驱动绿色LED灯亮来代表。（3）秒表功能此部分由100HZ的时钟驱动%1秒位，通过进位关系分别带动其余7位时

5、间完成计时功能。秒表的信号是一个单独的信号，使用秒表并不影响时钟的正常运行。对秒表可以进行清零和暂停操作，通过两个开关来实现。（6）倒计时功能此部分就是24小时正常显示模块的逆过程。用100HZ的时钟驱动%1秒的个位，然后通过退位关系分别带动其余7位完成倒计时功能。倒计时的信号为独立的信号，使用倒计时并不影响时钟的正常运行。倒计时设有清零位，用开关控制。数字钟原理框图如下：3系统以及模块硬件电路设计（1）输入信号clk0：系统时钟（50MHZ）state：状态转换按键positionselect：位置选择按键ji

6、ayi：校准、设闹钟时对所选的位进行加一的按键queding：校时之后的确定开关queding1：设置倒计时之后再确定开关kainaozhong：闹钟开关控制qingling:秒表清零开关zanting：秒表暂停开关qingling1:正常显示的清零开关qingling2：倒计时的清零开关（2）输出信号输出到数码管显示：bighour:outstd_logic_vector(6downto0);--时针十位smallhour:outstd_logic_vector(6downto0);--时针个位bigminut

7、e:outstd_logic_vector(6downto0);--分针十位smallminute:outstd_logic_vector(6downto0);--分针个位bigsecond:outstd_logic_vector(6downto0);--秒针十位smallsecond:outstd_logic_vector(6downto0);--秒针个位bigpercentsecond:outstd_logic_vector(6downto0);--%1秒十位smallpercentsecond:outstd

8、_logic_vector(6downto0);--%1秒个位lednaozhong：LED代表闹铃输出baoshi：零点报时指示灯1baoshi1：零点报时指示灯2开发系统模式以及管脚定义如下：4系统的VHDL设计-----------------------------------------------------------------------------定义