電子鐘課程設(shè)計(jì)報(bào)告--數(shù)字鐘設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　題目：數(shù)字鐘設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?lt;/b></p><p>　　學(xué)習(xí)并掌握數(shù)字鐘的原理、設(shè)計(jì)方法。</p><p><b>　　二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容</b></p><p>　　計(jì)數(shù)時(shí)鐘由模60秒計(jì)數(shù)器、模60分計(jì)數(shù)器、模2

2、4小時(shí)計(jì)數(shù)器、報(bào)時(shí)模塊、分、時(shí)校定模塊及輸出顯示模塊構(gòu)成?？梢圆捎猛接?jì)數(shù)器或異步計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)方法。</p><p><b>　　三、實(shí)驗(yàn)要求</b></p><p>　　1. 計(jì)時(shí)范圍為0小時(shí)0分0秒至23小時(shí)59分59秒</p><p>　　2. 采用6個(gè)8段數(shù)碼管分別顯示小時(shí)十位，小時(shí)個(gè)位、分鐘十位、分鐘個(gè)位、秒十位、秒個(gè)位。</p&

3、gt;<p>　　3. 整點(diǎn)報(bào)時(shí)，蜂鳴器響5聲，每秒1聲。</p><p>　　4. 校時(shí)功能，能夠單獨(dú)校分、校時(shí)。用按鍵控制。</p><p>　　5. 具有清零、啟動/停止計(jì)數(shù)的功能。用按鍵控制。</p><p><b>　　四、實(shí)驗(yàn)原理</b></p><p>　　數(shù)字鐘的基本原理是采用時(shí)鐘源提供的頻

4、率作為秒模塊的時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)秒模塊計(jì)數(shù)達(dá)到59秒時(shí)為分模塊提供時(shí)鐘，該時(shí)鐘通過狀態(tài)選擇模塊送到分模塊，同理，分模塊向小時(shí)模塊提供時(shí)鐘時(shí)也是如此。整點(diǎn)報(bào)時(shí)模塊是利用分鐘向小時(shí)的進(jìn)位時(shí)鐘脈沖作為觸發(fā)源，利用秒的個(gè)位計(jì)時(shí)以及實(shí)驗(yàn)板提供的時(shí)鐘源頻率達(dá)到報(bào)時(shí)五秒的目的。譯碼顯示模塊則通過8421BCD碼與數(shù)碼管各段的關(guān)系進(jìn)行轉(zhuǎn)化，由于實(shí)驗(yàn)板不支持動態(tài)掃描所以需在秒，分，時(shí)的個(gè)位與十位都添加譯碼顯示模塊。</p><p>

5、<b>　　原理框圖如下：</b></p><p><b>　　五、模塊設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　秒計(jì)數(shù)模塊</b></p><p>　　library ieee;</p><p>　　use ieee.std_logic_1164.all;</p>

6、<p>　　use ieee.std_logic_unsigned.all;</p><p>　　entity second is</p><p>　　port(clk,rst:in std_logic;</p><p>　　enmin:out std_logic;</p><p>　　shiwei:out std_logic_

7、vector(3 downto 0);</p><p>　　gewei:out std_logic_vector(3 downto 0));</p><p>　　end entity second;</p><p>　　architecture rtl of second is</p><p>　　signal a,b:std_logic_

8、vector(3 downto 0);</p><p>　　signal c:std_logic_vector(7 downto 0);</p><p><b>　　begin</b></p><p>　　c<=b&a; </p><p>　　process(clk,rst,c)</p&

9、gt;<p><b>　　begin</b></p><p>　　if(rst='1')then</p><p>　　a<="0000";</p><p>　　b<="0000";</p><p>　　enmin<='0

10、9;;</p><p>　　elsif(clk'event and clk='1')then</p><p><b>　　a<=a+1;</b></p><p>　　if(a="1001")then</p><p>　　a<="0000";<

11、;/p><p><b>　　b<=b+1;</b></p><p>　　if(b="0101")then</p><p>　　b<="0000";</p><p><b>　　end if;</b></p><p><b&

12、gt;　　end if;</b></p><p><b>　　end if;</b></p><p><b>　　case c is</b></p><p>　　when "01011001"=>enmin<='1';</p><p>　　

13、when others=>enmin<=null;</p><p>　　end case; </p><p>　　end process;</p><p><b>　　gewei<=a;</b></p><p>　　shiwei<=b;</p><p>　　end arc

14、hitecture rtl;</p><p><b>　　其模塊仿真圖為：</b></p><p><b>　　分計(jì)數(shù)模塊</b></p><p>　　library ieee;</p><p>　　use ieee.std_logic_1164.all;</p><p>　

15、　use ieee.std_logic_unsigned.all;</p><p>　　entity minute is</p><p>　　port(clk,rst:in std_logic;</p><p>　　enhour:out std_logic;</p><p>　　mshiwei:out std_logic_vector(3 d

16、ownto 0);</p><p>　　mgewei:out std_logic_vector(3 downto 0));</p><p>　　end entity minute;</p><p>　　architecture rtl of minute is</p><p>　　signal m,n:std_logic_vector(3 d

17、ownto 0);</p><p>　　signal c:std_logic_vector(7 downto 0);</p><p><b>　　begin</b></p><p>　　c<=n&m; </p><p>　　process(clk,rst,c)</p><p>

18、<b>　　begin</b></p><p>　　if(rst='1')then</p><p>　　m<="0000";</p><p>　　n<="0000";</p><p>　　enhour<='0';</p>

19、<p>　　elsif(clk'event and clk='1')then</p><p><b>　　m<=m+1;</b></p><p>　　if(m="1001")then</p><p>　　m<="0000";</p><

20、p><b>　　n<=n+1;</b></p><p><b>　　end if;</b></p><p><b>　　end if;</b></p><p>　　if(c="01011001")then </p><p>　　n<=&qu

21、ot;0000";</p><p>　　m<="0000";</p><p><b>　　end if;</b></p><p><b>　　case c is</b></p><p>　　when "01011001"=>enhour&

22、lt;='1';</p><p>　　when others=>enhour<=null;</p><p>　　end case; </p><p>　　end process; </p><p>　　mgewei<=m;</p><p>　　msh

23、iwei<=n;</p><p>　　end architecture rtl;</p><p><b>　　其模塊仿真圖為：</b></p><p><b>　　時(shí)計(jì)數(shù)模塊</b></p><p>　　library ieee;</p><p>　　use ieee.

24、std_logic_1164.all;</p><p>　　use ieee.std_logic_unsigned.all;</p><p>　　entity hour is</p><p>　　port(clk,rst:in std_logic;</p><p>　　hshiwei:out std_logic_vector(3 downto

25、 0);</p><p>　　hgewei:out std_logic_vector(3 downto 0));</p><p>　　end entity hour;</p><p>　　architecture rtl of hour is</p><p>　　signal p,q:std_logic_vector(3 downto 0)

26、;</p><p><b>　　begin</b></p><p>　　process(clk,rst)</p><p><b>　　begin</b></p><p>　　if(rst='1')then</p><p>　　p<="0000&

27、quot;;</p><p>　　q<="0000";</p><p>　　elsif(clk'event and clk='1')then</p><p><b>　　p<=p+1;</b></p><p>　　if(p="1001")then

28、</p><p>　　p<="0000";</p><p><b>　　q<=q+1; </b></p><p><b>　　end if;</b></p><p><b>　　end if;</b></p><p>　　

29、if(q="0010" and p="0100")then</p><p>　　p<="0000";</p><p>　　q<="0000"; </p><p><b>　　end if;</b></p><p>　

30、　end process;</p><p>　　hgewei<=p;</p><p>　　hshiwei<=q;</p><p>　　end architecture rtl; </p><p><b>　　其模塊仿真圖為：</b></p><p><b>　　狀態(tài)選擇模塊

31、</b></p><p>　　library ieee;</p><p>　　use ieee.std_logic_1164.all;</p><p>　　use ieee.std_logic_unsigned.all;</p><p>　　entity set is</p><p>　　port(sel:

32、in std_logic;</p><p>　　clk:in std_logic;</p><p>　　key:in std_logic;</p><p>　　y:out std_logic);</p><p>　　end entity set;</p><p>　　architecture rtl of set is

33、</p><p>　　signal a:std_logic;</p><p><b>　　begin</b></p><p>　　process(sel)is</p><p><b>　　begin</b></p><p>　　case sel is</p>&

34、lt;p>　　when '0'=>a<=clk;</p><p>　　when '1'=>a<=key;</p><p>　　when others=>a<=clk;</p><p><b>　　end case;</b></p><p><

35、b>　　y<=a;</b></p><p>　　end process;</p><p>　　end architecture rtl;</p><p><b>　　其模塊仿真圖為：</b></p><p><b>　　整點(diǎn)報(bào)時(shí)模塊</b></p><p&

36、gt;　　library ieee;</p><p>　　use ieee.std_logic_1164.all;</p><p>　　use ieee.std_logic_unsigned.all;</p><p>　　entity alert is</p><p>　　port(clk:in std_logic;</p>&

37、lt;p>　　d:in std_logic_vector(3 downto 0);</p><p>　　en:in std_logic;</p><p>　　alarm:out std_logic);</p><p>　　end entity alert;</p><p>　　architecture rtl of alert is&l

38、t;/p><p>　　signal enalarm:std_logic;</p><p><b>　　begin</b></p><p>　　alarm<=enalarm;</p><p>　　process(clk,en,d)</p><p><b>　　begin</b>

39、;</p><p>　　if(en='1')then</p><p>　　enalarm<=clk;</p><p><b>　　end if;</b></p><p>　　if(d="0101")then</p><p>　　enalarm<=&#

40、39;0'; </p><p><b>　　end if;</b></p><p>　　end process;</p><p>　　end architecture rtl;</p><p><b>　　其模塊仿真圖為：</b></p><p><b>　

41、　譯碼顯示模塊</b></p><p>　　library ieee;</p><p>　　use ieee.std_logic_1164.all;</p><p>　　use ieee.std_logic_unsigned.all;</p><p>　　entity deled is</p><p>　　

42、port(num: in std_logic_vector(3 downto 0);</p><p>　　led:out std_logic_vector(6 downto 0));</p><p>　　end entity deled;</p><p>　　architecture rtl of deled is</p><p><b

43、>　　begin</b></p><p>　　led<="1111110"when num="0000"else</p><p>　　"0110000"when num="0001"else </p><p>　　"1101101"when n

44、um="0010"else</p><p>　　"1111001"when num="0011"else</p><p>　　"0110011"when num="0100"else</p><p>　　"1011011"when num=&quo

45、t;0101"else</p><p>　　"1011111"when num="0110"else</p><p>　　"1110000"when num="0111"else</p><p>　　"1111111"when num="1000&

46、quot;else</p><p>　　"1111011"when num="1001"else</p><p>　　"1110111"when num="1010"else</p><p>　　"0011111"when num="1011"el

47、se</p><p>　　"1001110"when num="1100"else</p><p>　　"0111101"when num="1101"else</p><p>　　"1001111"when num="1110"else</

48、p><p>　　"1000111"when num="1111";</p><p>　　end architecture rtl;</p><p><b>　　其模塊仿真圖為：</b></p><p><b>　　總仿真圖為：</b></p><

49、;p><b>　　六、總結(jié)</b></p><p>　　這次數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)綜合運(yùn)用了VHDL語言，提高與加強(qiáng)了自己的VHDL語言的運(yùn)用能力，加強(qiáng)了對語法，詞法，結(jié)構(gòu)的理解，以及對硬件結(jié)構(gòu)的理解。同時(shí)，認(rèn)識到課程設(shè)計(jì)是一個(gè)細(xì)致，需要耐心的過程，如果考慮不夠可能導(dǎo)致能個(gè)結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤，所以設(shè)計(jì)前需要認(rèn)真的思考結(jié)構(gòu)，語句是否有錯(cuò)誤，及時(shí)改正才能提高效率，所以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度與扎實(shí)的知識是設(shè)計(jì)成功的關(guān)鍵。&