基于eda的多功能数字钟设计

目录

一．设计说明 (1)

I．功能说明 (1)

II．功能简介 (1)

二．总体方案分析 (3)

三．各子模块设计原理 (3)

I．脉冲分频模块 (3)

II.时钟计时模块(包含校定和清零功能) (4)

III．显示控制电路 (7)

IV.显示模块和计时模块结合 (11)

V.整点报时模块 (11)

VI.闹钟模块 (13)

四．调试与仿真 (17)

I.脉冲发生模块 (17)

II．计时电路 (18)

III.仿真 (18)

五．收获与体会 (19)

六．附录 (20)

一．设计说明

I．功能说明：

设计一个能进行时、分、秒计时的十二小时制或二十四小时制的数字钟，并具有定时与闹钟功能，能在设定的时间发出闹铃音，能非常方便地对小时、分钟和秒进行手动调节以校时间，每逢整点，产生报时音报时。系统框图如图1-1所示：

图1-1 多功能数字钟系统框图

II．功能简介

此设计问题可分为主控电路、计数器模块和扫描显示三大部，主控电路中各种特殊功能的实现设计问题的关键。

用两个电平信号A、B进行模式选择，AB=00为模式0，系统为计时状态；AB=01为模式1，系统为手动校时状态；AB=10为模式2，系统为闹钟设置状态。

设置一个cd信号，当cd=00时，表示在手动校对时，选择调整时部分；当cd=01时，表示在手动校对时，选择调整分钟部分；。当cd=10时，表示在手动校对时，选择调整秒部分

设置一个change信号，在手动校时或闹钟设置模式下，每按一次，计数器

加1。

设置一个reset信号，当reset=0时，整个系统复位；当reset=1时，系统进行计时或其他特殊功能操作。

设置一个闹钟设置信号reset1，当reset1=1时，对闹钟进行设置，当reset1=0时，关闭闹钟信号。

设置一个E信号，当E=0时，表示在手动校对时，选择调整时部分；当E=1时，表示在手动校对时，选择调整分钟部分

设置状态显示信号（连发光二极管）：LD_alert指示是否设置了闹铃功能；LD_h指示当前调整的是小时信号；LD_m指示当前调整的是分钟信号。

当闹钟功能设置后（LD_alert=1），系统应启动一个比较电路，当计时与预设闹铃时间相等时，启动闹铃声，直到关闭闹铃信号有效。

整点报时部分由分和秒计时同时为0（或60）启动，与闹铃共用一个扬声器驱动信号out。

系统计时时钟为clk=1Hz，选择另一时钟clk_lk=1kHz作为产生闹铃声、报时音的时钟信号。

主控电路状态表如表1-1所示。硬件系统示意图如图1-2所示。

表 1-1 数字钟主控电路状态表

图1-2 数字钟硬件系统示意图

二．总体方案分析：

整个电路有三大主体电路：1. 控制电路，2.脉冲电路，3，功能电路时钟电路首先要有输入脉冲，由于平台提供了脉冲发生器，就省去了脉冲发生器的设计，这里我们只需要设计一个分频器，得到我们需要的频率。时钟的计时范围是00：00：00---23：59：59,所以我们需要设计模六十和模二十四的计数器组成时钟计时电路。为了显示当前时钟时间，我们需要一个显示电路。校分、校时、清零电路只需要输入一些控制信号给时钟计时电路即可，当然这些控制信号是由开关提供的。要实现整点报时功能，一个报时控制电路是必不可少的。这是只含基本功能的时钟电路所包含的子电路。

为了实现我们加入的闹钟功能，我们需要一个闹钟时间设定电路；闹钟时间保持电路；比较电路；蜂鸣器控制电路；闹表时间显示电路。因为我们只含有一个数码显示器，一般状态下显示的是时钟，所以我们需要一个显示模式切换电路。

三．各子模块设计原理

I．脉冲分频模块

平台提供给我们的是48Mhz的脉冲，由于电路的需要，我们要把48Mhz的脉冲分频得到1Khz（蜂鸣器、动态显示）、1hz（时钟计数）的脉冲。

分频器的总电路图：

图7

II.时钟计时模块

数字钟的计时电路包括秒位、分位、时位三部分。其中秒位与分位均为60进制计时，时位为24进制计时。这样我们只需设计模60和模24两种计数器即可。秒向分进位，分向时进位，这样把两个模60和一个模24计数器级联就可以得到时钟的计时电路。

a．模60计数器电路图：

图9

为了防止冒险我们采用同步的方法设计计数器(1、同步时钟；2、同步置数)。把进位信号送入使能端ENT（高电平有效），当第一片计数到1001（9）时，ENT端变成高电平，但74160是上升沿触发的，此时clk无上升沿第二片不计数，当CLK的上升沿到来，第一片回到0000状态，第二片计数器的值增加1。第一片要设计为模10计数器，第二片要设计成模6计数器，因为74160本身就是模10计数器，所以第一片不要加别的控制电路。第二片我们把Qc、Qa与非起来送入同步置数端LDN，当第二片的计数值为0101（5）时，LDN端低电平，但74160是同步置数的而且是上升沿有效，此时无上升沿不置数，当CLK的上升沿到来第一片会到0000状态，第二片置数为0000，这样计数器就实现了00000000----01011001的计数范围。

与外部的联系我们设置了6个端口，一个输出端（进位信号），五个输入端（保持、清

零、脉冲切换、脉冲一、脉冲二），下面对6个端口一一分析：①保持：我们把开关接到ENP 端正常状态开关低电平，信号经过非门变成高电平，送入ENP（高电平有效）端，当开关变成高电平时，ENP端变成低电平，使能端无效此时停止计数，从而达到保持的目的。②、清零：与保持端相似。③脉冲1、脉冲2、脉冲切换开关：当脉冲切换开关为低电平时CLK2与其与后为低电平，其非与CLK1与后还是CLK1，两个与门的结果或起来为CLK1，当脉冲切换开关为高电平时，同样的分析此时选中CLK2 ④进位端：把Q1a、Q1d、Q2c、Q2a与非后当做进位信号，及计数值为01011001（59）时进位。为什么选用非信号在总时钟电路时在分析。

b.模24计数器电路图：

图11

其基本思路与模60相差无几，差别只是在置数时不同，第一片在0—20连个阶段不要置数自己回0，但计到23时要置为0，需要外部控制电路。所以我们要把Q1b、Qa1、Q2b （00100011—23）与非起来，把此信号作为置数信号。

封装后如下：

图 12

c.时钟计数电路（包含控制电路）

图 13

计数电路：脉冲由分频器提供，外部的总电路采用的是异步计数法（但达到了同步的效果），把进位信号连接起来。秒位芯片CLC1接1HZ脉冲CLC2不接，分位芯片CLC1接秒位的进位信号脉冲CLC2接2HZ脉冲---用于校分，时位芯片CLC1接分位的进位信号脉冲CLC2接2HZ脉冲----用于校时。由于进位信号是经过非后送出的，所以未到进位数值时为高电平，当达到进位制时低电平。当秒位为0—58时，SCI为高，当秒位为59时，SCI为低，此时出现下降沿，分的计数器不计数，当秒位由59—变为0时，SCI又变为高电平，出现上升沿，触发分位的计数器，分位计数器加1，从而达到与同步计数方法相同的效果，而且不会出现冒险，这也就是为什么把原来的进位信号非后再送出的原因，分向秒进位分析方法相同。

控制电路：总共有三个外接开关---清零、校分、校时。由于校分和校时切换的是脉冲开关的颤抖可能被芯片误认为是计数脉冲，从而造成不稳定，所以在这两个开关上加了防抖动装置（D触发器）。

图 14

时钟端接的是2HZ 脉冲，D 触发器的功能是输入端是什么输出端便是什么，但需要上升沿去触发，没有上升沿即使输入端改变输出端也不变，当按下开关时发生颤抖（很短暂）这时无上升沿，输出端不改变，当开关稳定后而且上升沿也到来了输出端改变。

为了达到消颤的目的同时又不造成开关的延时这里我们引入的脉冲是2HZ 。

清零：把开关直接接到三个计数器芯片的清零端即可。

校分：开关值接到分位的K,为了达到校分时其他的保持这里还要把开关的值接到其他两个芯片的保持信号输入端。

校时：同校分的原理一样。

由于秒位在校分和校时时都要保持，所以要把两个保持信号或其来。

III ．显示控制电路

结构图：

图15

电路图：

图16

电路原理：本电路完成的是动态显示，动态显示不同于以往的静态显示，所谓静态显示，即每一个数码管由单独的七段显示译码器驱动，如要显示N位数，必需用N个七段显示译码器。和静态显示不同，动态显示使用数据选择器的分时复用功能，将任意多位数码管的显示驱动，由一个七段显示译码器来完成。这样即节省了器件，又提高了效率。

主体是一个24选4的数据选择器，路选信号是由一个模8计数器提供的，这样在一个周期里空余两个路选信号，由于用的是动态原理，信号停留时间很短一个周期1/1000秒，这样人眼根本看不出。24选4的输出送到7447段译码器，以便在数码管上显示相应数值。模8计数器的输出同时送到位选控制电路，由一个74138译码器构成，以便在任意时间只有一个位有效，这样在任意的一个时间段里由7447提供段显信号，74138提供位显信号，从而达到动态显示的目的。

这里只有24选4芯片是自己设计的，其他的软件都提供了。

a.24选4数据选择器的设计

这里我们是自己依据实验参考书里的mux数据选择器的VHDL语句编写的。

语句如下：

library ieee;

use ieee.std_logic_1164.all;//声明库

entity MUX24 is port

(SL1,SL2,SL3,SL4:in std_logic;

SH1,SH2,SH3,SH4:in std_logic;

ML1,ML2,ML3,ML4:in std_logic;

MH1,MH2,MH3,MH4:in std_logic;

HL1,HL2,HL3,HL4:in std_logic;

HH1,HH2,HH3,HH4:in std_logic;

A1,A2,A3 :in std_logic;

D1,D2,D3,D4 :out std_logic);//定义输入输出端口

end MUX24;

architecture P of MUX24 is

SIGNAL SL:std_logic_vector(3 downto 0);

SIGNAL SH:std_logic_vector(3 downto 0);

SIGNAL ML:std_logic_vector(3 downto 0);

SIGNAL MH:std_logic_vector(3 downto 0);

SIGNAL HL:std_logic_vector(3 downto 0);

SIGNAL HH:std_logic_vector(3 downto 0);

SIGNAL D:std_logic_vector(3 downto 0);

SIGNAL SEL:std_logic_vector(2 downto 0);//定义数组范围 begin

SL<=SL1&SL2&SL3&SL4;

SH<=SH1&SH2&SH3&SH4;

ML<=ML1&ML2&ML3&ML4;

MH<=MH1&MH2&MH3&MH4;

HL<=HL1&HL2&HL3&HL4;

HH<=HH1&HH2&HH3&HH4;

SEL<=A1&A2&A3; //把相应的数值赋给对应的数组 with SEL select //用SEL的值作为选择信号 D<=SL when "000", //SEL(即输入A1、A2、A3)为000时输出秒低位 SH when "100",

ML when "010",

MH when "110",

HL when "001",

HH when "101",

"0000" when others;

D1<=D(3) ; //把数组D的值赋给对应的输出端口 D2<=D(2);

D3<=D(1);

D4<=D(0);

EDA(II) 多功能数字钟

end P;

封装：

图17

如外我们还用已有芯片设计了一个24选4的数据选择器：

图 18

其封装结果与VHDL语言编的基本相似。

IV.显示模块和计时模块结合

电路图：

图19

封装：

图 20

V.整点报时模块

要求：当时钟计到59’53”时开始报时，在59’53”, 59’55”,59’57”时报时频率为512Hz,59’59”时报时频率为1KHz。

（512hz&（59’53”+ 59’55”+59’57”）+1000hz&59’59”）

==59’&50”（512hz&（3”+ 5”+7”）+1000hz&9”）

图 21

3+5+7由卡诺图化简得:QaQb+QaQc

所以上式可以化简为：59’&50”（512hz&（QslaQslb+QslaQslc）+1000hz&QslaQsld）电路图：

图 22

封装：

图 23

VI.闹钟模块

闹钟模块分为四个部分：闹钟定时和定分模块、闹钟时间存储模块、比较模块和闹钟显示模块。

闹钟有一个存储电路（由两个计数器组成），计数器由两个开关控制，用来对闹钟的分钟和时钟设定，当开关都打到不送脉冲的状态，两个计数器都保持，从而达到存储的目的。比较电路用来比较闹钟时间和时钟计时器时间，当它们一致时，输出为1，这样可以驱动报时模块。最后，利用显示电路将闹钟的时间设定输出。要使闹钟起到提醒作用，还要有铃声，这里用1khz脉冲作为蜂鸣器的信号源。

a．定时和存储模块

图 24

电路主要由一个模60（分位）和一个模24（时位）计数器组成（时钟计时电路已设计），外围两个开关只是用来控制是否把2HZ的脉冲送入两个计数器的时钟端。开关DMK为一时

2HZ脉冲送入模60计数器，计数器计数，计到要设定的值，开关转换为低电平，脉冲消失，计数器保持。开关DHK的作用与DMK的作用相似。

b.比较模块

图 25

由14个同或门组成，比较的电平是SL1—----HH2,不包含HH3 、 HH4，因为时钟时位的高位范围是0—2，转换为2进制是0000----0010，高两位始终为零。当两组输入电平对应位都相等时所有输出都为高电平。

封装：

图 26

c.显示模块

这里也使用动态显示原理，直接调用已经做好的芯片display，即可实现功能，这里就不再重复叙述了。

d.闹钟总电路（包含已有功能）

时钟计时电路

整

点

报

时

定时和存储显

示

切

换

电

路

显

示

切

换

电

路

各个模块的位置如图中标注所示。为了整合时钟计时模块和闹钟模块，图加了两个电路，一个是显示器的切换电路，一个是蜂鸣器的切换电路。

①显示器的切换电路

图 28

位切换是把两种模式下的位信号或其来送到显示器的，能这样做是由于我们给两个display电路引入的是相同的1KHZ的脉冲，所以位信号是相同的，或其来主要是为了保险。段切换时，我们需要一个模式键(CMOD1)控制，开关信号为1时所用双号与门工作，送出的是闹钟相应位的段信息，当开关信号为0时，所有单号的与门工作，送出是时钟相应位的段信息。

②蜂鸣器的控制电路

图 29

前面的两个与门是为了得到闹钟的蜂鸣器信号，把所有同或门的比较输出和1KHZ 脉冲与其来，便实现了此功能。后面的一个或门是把闹钟的蜂鸣器信号和时钟整点报时功能的蜂鸣器信号通过后面的一个或门送到蜂鸣器。

闹钟总电路（包含已有功能）的封装：

图 30

四． 调试与仿真

I.脉冲发生模块

脉冲发生器由1000分频器和48分频器构成。 a.48分频器 时序图：

由48分频电路（第3部分）仿真时序波形图可以看出输入波形周期为10ns ，输出波形周期为480ns ，输出周期为输入周期480倍且占空比为1/3。

b ．1000分频器 时序图：

校分 校时 定时

定时

模式

由1000分频电路仿真时序波形图可以看出输入波形周期为10ns，（图中标注的是输出时脉冲的频率）输出波形中2分频周期为20us，占空比为1/2，10分频周期为100 us，占空比2/5, 100分频周期为1000 us，占空比2/5, 500分频周期为5000 us，占空比有两个分别为1/3和1/2, 1000分频周期为10000us，占空比2/5。

II．计时电路

a．秒位

b.分位

c．时位

III.仿真

首先要进行管脚的分配，选择“Assingnment—〉Pins”，总电路管脚分配如下图示：

管脚分配保存好后，选择“Assingnment—>Device”，点击“Device and Pin Option…”，选择“Unused Pins”页中“Reserve all unused pins:”选项中的“As input tri-stated”选项，将未用引脚设为三态输入，重新编译。点击工具栏上的（Programmer）按钮，点击“Hardware Setup”按钮，在“Currently selected hardware”中选择“ByteBlaster[LPT1]”。最后选择要下载的文件，点击“Start”即可下载程序。下载完毕即可在模拟试验箱上观察结果。

五．收获与体会

通过本次实验，我知道了自己许多知识的不足，同时也知道了许多操作的不熟练，在软件应用上有很大的不足，让我对许多知识重新熟悉，巩固。同时训练了我的组织，整合能力，我们的能力与知识同时得到提升，课设对我们的考核是多方面的，让我们的能力与知识多方面得到提升，我们也对自己的知识与能力更加深入的了解，我们的不足就会暴露出来，在课设过程中得到改进。

实验是对耐心的考验，特别是在出错时锻炼了自己的耐力，是对自己的一种提升。

希望可以把实验改成开放新实验，老师介绍完实验设备和软件，

eda课程设计报告多功能数字钟设计大学论文

湖北大学物电学院EDA课程设计报告（论文） 题目：多功能数字钟设计 专业班级: 14微电子科学与工程 姓名：黄山 时间：2016年12月20日 指导教师：万美琳卢仕 完成日期：2015年12月20日

多功能数字钟设计任务书 1．设计目的与要求 了解多功能数字钟的工作原理，加深利用EDA技术实现数字系统的理解 2．设计内容 1，能正常走时，时分秒各占2个数码管，时分秒之间用小时个位和分钟个位所在数码管的小数点隔开； 2，能用按键调时调分； 3，能整点报时，到达整点时，蜂鸣器响一秒； 4，拓展功能：秒表，闹钟，闹钟可调 3．编写设计报告 写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。 4．答辩 在规定时间内，完成叙述并回答问题。

目录（四号仿宋_GB2312加粗居中） （空一行） 1 引言 (1) 2 总体设计方案 (1) 2.1 设计思路 (1) 2.2总体设计框图 (2) 3设计原理分析 (3) 3.1分频器 (4) 3.2计时器和时间调节 (4) 3.3秒表模块 (5) 3.4状态机模块 (6) 3.5数码管显示模块 (7) 3.6顶层模块 (8) 3.7管脚绑定和顶层原理图 (9) 4 总结与体会 (11)

多功能电子表 摘要:本EDA课程主要利用QuartusII软件Verilog语言的基本运用设计一个多功能数字钟，进行试验设计和软件仿真调试，分别实现时分秒计时，闹钟闹铃，时分手动较时，时分秒清零，时间保持和整点报时等多种基本功能 关键词:Verilog语言，多功能数字钟，数码管显示； 1 引言 QuartusII是Altera公司的综合性PLD/FPGA开发软件，支持原理图、VHDL、VerilogHDL 以及AHDL（Altera Hardware Description Language）等多种设计输入形式，内嵌自有的综合器以及仿真器，可以完成从设计输入到硬件配置的完整PLD设计流程，解决了传统硬件电路连线麻烦，出错率高且不易修改，很难控制成本的缺点。利用软件电路设计连线方便，修改容易；电路结构清楚，功能一目了然 2 总体设计方案 2.1 设计思路 根据系统设计的要求，系统设计采用自顶层向下的设计方法，由时钟分频部分，计时部分，按键调时部分，数码管显示部分，蜂鸣器四部分组成。这些模块在顶层原理图中相互连接作用 3 设计原理分析 3.1 分频器 分频模块：将20Mhz晶振分频为1hz，100hz,1000hz分别用于计数模块，秒表模块，状态机模块 module oclk(CLK,oclk,rst,clk_10,clk_100); input CLK,rst; output oclk,clk_10,clk_100;

EDA多功能数字钟设计

EDA设计（二） ——多功能数字钟设计 姓名：周婷婷 学号：0904220116 院系：电光学院

指导老师：花汉兵蒋立平 完成时间：2011年12月15号 多功能数字钟设计 摘要 该实验时利用QuartusII软件设计一个数字钟，进行实验设计和仿真调试，实现了计时，校时，校分，清零，保持和整点报时等多种基本功能，并下载到SmartSOPC实验系统中进行调试和验证。此外还添加了星期功能，使得设计的数字钟功能更加完善。 Abstract ：This experiment is to design a digital clock which is based on Quartus software and in which many basic functions like time-counting , hour-correcting , minute-correcting , reset , timing-holding and belling on the hour. And then validated the design on the experimental board . In addition, additional functions like reseting the week make this digital clock a perfect one.

目录 1.设计要求 (4) 2.工作原理 (4) 3.各模块说明 (5) 1)分频模块 (5) 2)计时模块 (9) 3)显示模块 (11) 4)校分与校时模块 (11) 5)清零模块 (12) 6)保持模块 (13) 7)报时模块 (13) 4.扩展模块 (13) 1)星期模块 (13) 5.调试、编程下载 (14) 6.实验中出现问题及解决办法 (14) 7.实验收获与感受 (14)

基于EDA技术的数字时钟设计

电子系统课程设计任务书 设计题目：基于EDA技术的数字时钟设计 设计目的：课程设计是一种复杂的学习实践过程。设计过程采用系统设计的方法，先分析任务，得到系统设计的要求，然后进行总体设计，划分子系统模块，然后进行详细设计，编写各个功能子系统VHDL代码并进行功能仿真，最后进行整个系统总装并仿真。 设计内容：设计一个采用0.5英寸LED数码管显示的数字时钟系统，工作电源5V，它采用24小时制，具有“时”、“分”、“秒”显示，并且可以校正时间显示。 设计要求: 1.由石英晶体多谐振荡器20MHz和分频器产生1Hz标准秒脉冲；（说 明:EDA试验箱中晶振频率20MHz，经试验箱内一系列二分频可将频率降低，但无法直接产生1Hz信号，需要大家根据实际情况编制分频器得到1Hz信号）； 2.秒电路、分电路均为60进制计数，时电路为24进制计数； 3.数码管采用动态扫描方式； 4.能动手校时，校时模块功能可以自由发挥。比如可用两个按钮实 现校时，A按钮控制调整项目，B按钮调整数字，B按钮还可以根据按下时间长短实现慢调、快调功能。也可以用三个按钮实现增减两个方向的手动校时。校时用按钮开关不能超过4个； 5.扩展内容：1）进入校时状态后，被调整数字以2Hz闪烁； 2）24/12小时可调，处于12小时制时，要有AM/PM

显示； 3）所有开关加入防抖设计； 4）加入检测外部环境亮度功能，夜间自动降低数码管显示亮度； 5）加入整点报时电路； 6）增加秒表功能； 7）增加报闹功能。 6.以上电路功能除外部环境亮度检测电路外均由VHDL代码实现层次式设计，顶层电路可以采用EDA电路图。 设计成果： 1.课程设计说明书，要求内容完整，图表完备，条理清楚，字迹工 整，程序完整有相应的注解，仿真波形设计合理有必要的分析，引用资料要注明出处。 2.顶层电路原理图，各层电路VHDL代码及仿真波形。

EDA设计_多功能数字钟设计

EDA设计（二）课程设计报告 理工大学 2013 年09 月

目录 摘要及关键字 (3) 一.设计要求 (3) 二.总体方案设计 (3) 三.各子模块设计原理 (4) 1.分频部分 (4) 2.输入部分 (5) 1.防抖模块 (5) 2.输入模块 (6) 3.计时部分 (6) 1.模60的计数器 (6) 2.模24的计数器 (7) 3.校准模块 (7) 4.计时模块 (8) 4.显示部分 (9) 1.显示模块 (9) （1）6选1数据选择器 (10) （2）4-7译码器 (10) 5.闹钟部分 (10) 1.比较模块 (11) 2.选择器 (11) 6.报时部分 (13) 四. 硬件下载与测试 (15)

1.硬件下载 (15) 2.测试 (15) 3.功能扩展 (16) 五.结论 (16) 参考文献 (16) 数字电子钟的设计 摘要及关键字： 数字电子钟是生活中最常用的电子设备之一，其主要功能是能够显示时、分、秒实时信息，并能够方便地进行时、分、秒的初始值设置，以便时间校准。 实现数字电子钟有很多方法，本课程是采用VHDL硬件语言的强大描述能力和EDA工具的结合在电子设计领域来设计一个具有多功能的数字电子钟。 关键字：数字电子钟VHDL硬件语言EDA工具 一．设计要求: 1.设计一个电子钟能够显示时，分，秒；24小时循环显示。 2.电子钟有校时，校分，清零，保持，整点报时和闹钟的功能，具体如下： （1）数字钟最大计时显示23点59分59秒。 （2）在数字钟正常工作时可以对数字钟进行快速校时，校分，即拨动开关K7可以对时进行校正，拨动开关K6可以对分进行校正。 （3）在数字中正常工作情况下可以对其进行不断地复位，即拨动开关K5可以是时，分，秒显示回零。 （4）在数字钟正常工作时拨动开关K4可以使数字钟保持原有显示，停止计时。 （5）整点报时是要求数字钟在每小时整点到来前进行鸣叫，鸣叫频率是在59:53, 59:55, 59:57 为1kHz，59:59为2kHz。 （6）当开关K8等于0就可以看到正常计数时钟界面，有

EDA课设数字钟设计

课程设计报告 课程名称数字系统与逻辑设计 课题名称数字钟设计 专业通信工程 班级 学号 姓名 指导教师乔汇东胡瑛谭小兰 2013年7月7日

湖南工程学院课程设计任务书 课程名称数字系统与逻辑设计课题数字钟设计 专业班级通信工程1101班 学生姓名 学号 指导老师 审批乔汇东 任务书下达日期2013 年6月29日 任务完成日期2013 年7月7日

《数字系统与逻辑设计》课程设计任务书一、设计目的 全面熟悉、掌握VHDL语言基本知识，掌握利用VHDL语言对常用的的 组合逻辑电路和时序逻辑电路编程，把编程和实际结合起来，熟悉编制和调试 程序的技巧，掌握分析结果的若干有效方法，进一步提高上机动手能力，培养 使用设计综合电路的能力，养成提供文档资料的习惯和规范编程的思想。 二、设计要求 1、设计正确，方案合理。 2、程序精炼，结构清晰。 3、设计报告5000字以上，含程序设计说明，用户使用说明，源程序清单 及程序框图。 4、上机演示。 5、有详细的文档。文档中包括设计思路、设计仿真程序、仿真结果及相应 的分析与结论。 三、进度安排 第十九周星期一：课题讲解，查阅资料 星期二：总体设计，详细设计 星期三：编程，上机调试、修改程序 星期四：上机调试、完善程序 星期五：答辩 星期六-星期天：撰写课程设计报告 附： 课程设计报告装订顺序：封面、任务书、目录、正文、评分、附件（A4大小的图纸及程序清单）。 正文的格式:一级标题用3号黑体,二级标题用四号宋体加粗,正文用小四号宋体;行距为22。正文的内容:一、课题的主要功能；二、课题的功能模块的划分（要求画出模块图）；三、主要功能的实现；四、系统调试与仿真；五、总结与体会；六、附件（所有程序的原代码，要求对程序写出必要的注释）；七、评分表。

基于eda的多功能数字钟设计

目录 一．设计说明 (1) I．功能说明 (1) II．功能简介 (1) 二．总体方案分析 (3) 三．各子模块设计原理 (3) I．脉冲分频模块 (3) II.时钟计时模块(包含校定和清零功能) (4) III．显示控制电路 (7) IV.显示模块和计时模块结合 (11) V.整点报时模块 (11) VI.闹钟模块 (13) 四．调试与仿真 (17) I.脉冲发生模块 (17) II．计时电路 (18) III.仿真 (18) 五．收获与体会 (19) 六．附录 (20)

一．设计说明 I．功能说明： 设计一个能进行时、分、秒计时的十二小时制或二十四小时制的数字钟，并具有定时与闹钟功能，能在设定的时间发出闹铃音，能非常方便地对小时、分钟和秒进行手动调节以校时间，每逢整点，产生报时音报时。系统框图如图1-1所示： 图1-1 多功能数字钟系统框图 II．功能简介 此设计问题可分为主控电路、计数器模块和扫描显示三大部，主控电路中各种特殊功能的实现设计问题的关键。 用两个电平信号A、B进行模式选择，AB=00为模式0，系统为计时状态；AB=01为模式1，系统为手动校时状态；AB=10为模式2，系统为闹钟设置状态。 设置一个cd信号，当cd=00时，表示在手动校对时，选择调整时部分；当cd=01时，表示在手动校对时，选择调整分钟部分；。当cd=10时，表示在手动校对时，选择调整秒部分 设置一个change信号，在手动校时或闹钟设置模式下，每按一次，计数器

加1。 设置一个reset信号，当reset=0时，整个系统复位；当reset=1时，系统进行计时或其他特殊功能操作。 设置一个闹钟设置信号reset1，当reset1=1时，对闹钟进行设置，当reset1=0时，关闭闹钟信号。 设置一个E信号，当E=0时，表示在手动校对时，选择调整时部分；当E=1时，表示在手动校对时，选择调整分钟部分 设置状态显示信号（连发光二极管）：LD_alert指示是否设置了闹铃功能；LD_h指示当前调整的是小时信号；LD_m指示当前调整的是分钟信号。 当闹钟功能设置后（LD_alert=1），系统应启动一个比较电路，当计时与预设闹铃时间相等时，启动闹铃声，直到关闭闹铃信号有效。 整点报时部分由分和秒计时同时为0（或60）启动，与闹铃共用一个扬声器驱动信号out。 系统计时时钟为clk=1Hz，选择另一时钟clk_lk=1kHz作为产生闹铃声、报时音的时钟信号。 主控电路状态表如表1-1所示。硬件系统示意图如图1-2所示。 表 1-1 数字钟主控电路状态表

eda,verilog数字钟设计报告

数字钟 一、任务解析 用Verilog硬件描述语言设计数字钟，实现： 1、具有时、分、秒计数显示功能，以二十四小时循环计时。 2、具有调节小时，分钟的功能,调整时对应的数字闪烁。 3、具有整点报时及闹铃时间可调的功能。 4、数字钟具有四种模式：正常显示、时间调整、闹铃时间调整、秒表。 二、方案论证 没有闹铃功能 三、重难点解析 选择模式：module beii(clr,selin_key,beii_out); input clr,selin_key; output [1:0]beii_out; wire [1:0]beii_out; reg [1:0]selout_key; always@(negedge clr or posedge selin_key) begin if(!clr) selout_key=0; else begin if(selout_key==2) selout_key=0; else selout_key=selout_key+1;end end assign beii_out=selout_key; endmodule

头文件中： module clk_top(clr,clk,upkey,downkey,sel,a,b,c,d,e,f,g,p,clr_key,selin_key); clr:清零clk：50M时钟 upkey：向上调downkey：向下调 clr_key：恢复初始状态selin_key：模式选择 四、硬件资源分配 60进制module mycnt60(clr,clk,upkey,downkey,selout,q,c); input clk,clr,upkey,downkey;//upkey为加按键 input [1:0] selout; output[7:0] q;//60进制输出 output c;//进位溢出位 reg c; reg[7:0] q; wire new_clk1,ckb,ckc,ckd,cko; assign new_clk1=clk|((!selout[0]&selout[1])&(upkey|downkey)); LCELL AA(new_clk1,ckb);//信号延迟 LCELL BB(ckb,ckc); LCELL CC(ckc,ckd); LCELL DD(ckd,cko); initial c=0; always @(posedge cko or negedge clr )begin if(!clr) q=8'h00; else begin if(selout==2) begin if(upkey)begin if(q==8'h59) q=8'h00; else if(q==8'h?9) q=q+4'h7; else q=q+1; end else if(downkey)begin if(q==8'h00) q=8'h59; else if(q==8'h?0) q=q-4'h7; else q=q-1; end

EDA课程设计——多功能数字钟

哈尔滨工业大学(威海) 电子学课程设计报告带有整点报时的数字钟设计与制作 姓名: 蒋栋栋 班级: 0802503 学号: 080250331 指导教师: 井岩

目录 一、课程设计的性质、目的和任务 (3) 二、课程设计基本要求 (3) 三、设计课题要求 (3) 四、课程设计所需要仪器 (4) 五、设计步骤 (4) 1、整体设计框图 (4) 2、各个模块的设计与仿真 (4) 2.1分频模块 (4) 2.2计数器模块 (6) 2.3控制模块 (10) 2.4数码管分配 (13) 2.5显示模块 (14) 2.6报时模块 (16) 六、调试中遇到的问题及解决的方法 (18) 七、心得体会 (18)

一、课程设计的性质、目的和任务 创新精神和实践能力二者之中，实践能力是基础和根本。这是由于创新基于实践、源于实践，实践出真知，实践检验真理。实践活动是创新的源泉，也是人才成长的必由之路。 通过课程设计的锻炼，要求学生掌握电路的一般设计方法，具备初步的独立设计能力，提高综合运用所学的理论知识独立分析和解决问题的能力，培养学生的创新精神。 二、课程设计基本要求 掌握现代大规模集成数字逻辑电路的应用设计方法，进一步掌握电子仪器的正确使用方法，以及掌握利用计算机进行电子设计自动化(EDA)的基本方法。 三、设计课题要求 （1）构造一个24小时制的数字钟。要求能显示时、分、秒。 （2）要求时、分、秒能各自独立的进行调整。 （3）能利用喇叭作整点报时。从59分50秒时开始报时，每隔一秒报时一秒，到达00分00秒时，整点报时。整点报时声的频率应与其它的报时声频有明显区别。 #设计提示（仅供参考）： （1）对频率输入的考虑 数字钟内所需的时钟频率有：基准时钟应为周期一秒的标准信号。报时频率可选用1KHz和2KHz左右(两种频率相差八度音，即频率相差一倍)。另外，为防止按键反跳、抖动，微动开关输入应采用寄存器输入形式，其时钟应为几十赫兹。 （2）计时部分计数器设计的考虑 分、秒计数器均为模60计数器。 小时计数为模24计数器，同理可建一个24进制计数器的模块。 （3）校时设计的考虑 数字钟校准有3个控制键：时校准、分校准和秒校准。 微动开关不工作，计数器正常工作。按下微动开关后，计数器以8Hz频率连续计数(若只按一下，则计数器增加一位)，可调用元件库中的逻辑门建一个控制按键的模块，即建立开关去抖动电路(见书70页)。 （4）报时设计的考虑

EDA数字钟设计

EDA数字钟设计报告 姓名： xxx 学号：xxxxxxx 专业：电子与通信工程 日期：2014-11-7 江苏科技大学电信院 2014-11-7

1 引言 数字钟通过数字电路技术实现时、分、秒计时，与机械钟相比具有更高的准确性和直观性，具有更长的使用寿命，已得到广泛的使用。数字钟的设计方法有许多种，例如可用中小规模集成电路组成电子钟，也可以利用专用的电子钟芯片配以显示电路及其所需要的外围电路组成电子钟，还可以利用单片机来实现电子钟等等。这些方法都各有其特点，本次电子线路课程设计是在vhdl基础上设计并制作一个可以调控的数字钟。 1．1 实验目的与要求 1.1.1 实验目的 （1）掌握GW48PK2++实验系统的基本用法以及vhdl语言的使用： （2）巩固元件例化、元件调用的基本方法，以及数码管、按键扫描的相关 知识。 1.1.2实验要求 （1）采用元件例化、元件调用实现整体设计； （2）利用按键进行调时； （3）能在实验箱进行仿真验证。 2 系统设计 2.1 原理图设计 数字钟原理图，如图1 图1 数字钟原理图 如图1所示，该系统主要包含六个模块，分为分频器、计数以及显示模块三 大部分，另有按键进行时间控制。

2.2 各模块设计 2.2.1分频器 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity div is port(clk0:in std_logic; clk_1Hz,clk_1kHz:out std_logic); end entity; architecture one of div is signal q1Hz:integer range 0 to 10000000-1 ; signal q1kHz:integer range 0 to 10000-1 ; begin process(clk0) begin if clk0'event and clk0='1'then if q1Hz<5000000-1 then clk_1Hz<='0';q1Hz<=q1Hz+1; elsif q1Hz=10000000-1 then q1Hz<=0; else clk_1Hz<='1';q1Hz<=q1Hz+1; end if; if q1kHz<5000-1 then clk_1kHz<='0';q1kHz<=q1kHz+1; elsif q1kHz=10000-1 then q1kHz<=0; else clk_1kHz<='1';q1kHz<=q1kHz+1; end if; end if; end process; end; 该模块将10MHz的时钟进行分频，产生1S和1mS的信号传递给计数与显示

EDA实验数字计时器设计

数字计时器设计 一、实验目的 1、掌握常见集成电路的工作原理和使用方法。 2、学会单元电路的设计调试方法。 3、掌握QuartusII软件的基本使用方法及会用其设计调试数字计时器。 二、实验设计要求 1、能进行正常的时、分、秒计时功能； 2、分别由六个数码管显示时分秒的计时； 3、系统有保持、清零、校时、校分功能； 4、使时钟具有整点报时功能（当时钟计到59'53"时开始计时，分别在 59'53",59'55",59'57"报时频率500Hz，在59'59"报时频率1000Hz）； 5、闹表设定功能。 三、整体电路的工作原理 原理框图： 脉冲产生电路将硬件上的48MHz脉冲依次分频使其产生1Hz脉冲，输入计时器电路，计时器电路时分秒对应的模24、模60、模60计数器采用同步触发方式实现00:00:00~ 23:59:59计时。

校时校分电路通过校时、校分开关的切换来改变计时器电路时分秒对应的模24、模60、模60计数器CLK 端输入脉冲及使能端的设置实现。 保持电路通过使计时器三个计数器使能端置0的方法来实现。 清零电路通过使计时器三个计数器清零端置0的方法来实现。 整点报时电路通过脉冲产生电路的分频及若干门电路组合实现。 闹表： 先设计一48选24的译码选择电路对计时器电路与闹钟定时电路的输出进行选择，界面显示切换通过设置一开关对译码选择电路的控制实现。 定时定分电路设计原理与上校时校分电路一致。 闹铃的设置是先通过一比较电路判断此时计时器电路的时分与闹钟定时电路是否一致来判断是否响铃，铃声是通过数据选择器及若干门电路来对响铃频率的设定。 最后设置一闹铃开关来实现闹表的开关。 四、各子模块设计原理及仿真波形 1、脉冲发生电路（分频电路） 原理图见附表1 用到了四分频、六分频、八分频和一千分频电路，下面以六分频和一千分频为列说明： A 、六分频电路： 它是应用了三个JK 触发器构成的T 触发器，[1][2][1][0]t q q q =+ [2][2][1][0][1]t q q q q =+ [2][1][0]q q q 依次循环输出：000 001 010 101 110 111；从而输出[2]q 就是将clk 六 分频，且脉宽仍为50% 仿真波形：

EDA课程设计-多功能数字钟

EDA课程设计 实用多功能数字钟 学院：机械与电子工程学院 专业：电子科学与技术 班级： 学号： 姓名： 指导教师： 2012年1月13日

摘要：本次课程设计用Verilog语言，选择Quartus II 开发工具来设计多功能数字钟。就在前不久，我们还刚刚完成了单片机的多功能时钟的设计，继而又做EDA电子钟实验。通过两者之间的对比可以发现EDA的许多特点。电子设计自动化（EDA Electronic Design Automation）技术是一种以计算机作为工作平台，以EDA软件工具为开发环境，以硬件描述语言和原理图描述为设计入口，以可编程逻辑器为实验载体，以ASIC、SOC和SOPC嵌入式系统为设计目标，以数字系统系统设计为应用方向的电子产品自动化设计技术。而QuartusⅡ是Altera 公司推出的的第四代PLD开发系统。主要用于设计新器件和大规模CPLD/FPGA。使用QuartusⅡ的设计者不需精通器件内部的复杂结构。设计者可以用自己熟悉的设计工具（如原理图输入或硬件描述语言）建立设计，QuartusⅡ把这些设计转自动换成最终所需的格式。设计方法分为：硬件描述语言，verilog语言描述。verilog语言描述可能精确和简练地表示电路的逻辑功能，现在PLD的设计过程中广泛使用。以上是对EDA和QuartusⅡ的了解。本次EDA的课程设计虽然时间有限，但是设计的题目《多功能数字钟》很贴近人的日常生活，让我们学生对最基本的电子产品有个深入的认识。本次的课程设计是基于Verilog HDL的多功能数字钟，完成时、分、秒的显示功能。设计利用Verilog HDL语言自顶向下的设计理念，突出其作为硬件描述语言的良好的可读性、可移植性以及易于理解等优点。整个程序语言功能主要包含计时，闹钟，校时，整点报时等功能。 关键词：EDA软件，Verilog语言，Quartus II 开发工具，多功能时钟

EDA课程设计--带有整点报时的数字钟设计与制作

电子学课程设计报告带有整点报时的数字钟设计与制作

目录 一、课程设计的性质、目的和任务 (3) 二、课程设计基本要求 (3) 三、设计课题要求 (3) 四、课程设计所需要仪器 (4) 五、设计步骤 (4) 1、整体设计框图 (4) 2、各个模块的设计与仿真 (4) 2.1分频模块 (4) 2.2计数器模块 (6) 2.3控制模块 (10) 2.4数码管分配 (13) 2.5显示模块 (14) 2.6报时模块 (16) 六、调试中遇到的问题及解决的方法 (18) 七、心得体会 (18)

一、课程设计的性质、目的和任务 创新精神和实践能力二者之中，实践能力是基础和根本。这是由于创新基于实践、源于实践，实践出真知，实践检验真理。实践活动是创新的源泉，也是人才成长的必由之路。 通过课程设计的锻炼，要求学生掌握电路的一般设计方法，具备初步的独立设计能力，提高综合运用所学的理论知识独立分析和解决问题的能力，培养学生的创新精神。 二、课程设计基本要求 掌握现代大规模集成数字逻辑电路的应用设计方法，进一步掌握电子仪器的正确使用方法，以及掌握利用计算机进行电子设计自动化(EDA)的基本方法。 三、设计课题要求 （1）构造一个24小时制的数字钟。要求能显示时、分、秒。 （2）要求时、分、秒能各自独立的进行调整。 （3）能利用喇叭作整点报时。从59分50秒时开始报时，每隔一秒报时一秒，到达00分00秒时，整点报时。整点报时声的频率应与其它的报时声频有明显区别。 #设计提示（仅供参考）： （1）对频率输入的考虑 数字钟内所需的时钟频率有：基准时钟应为周期一秒的标准信号。报时频率可选用1KHz和2KHz左右(两种频率相差八度音，即频率相差一倍)。另外，为防止按键反跳、抖动，微动开关输入应采用寄存器输入形式，其时钟应为几十赫兹。 （2）计时部分计数器设计的考虑 分、秒计数器均为模60计数器。 小时计数为模24计数器，同理可建一个24进制计数器的模块。 （3）校时设计的考虑 数字钟校准有3个控制键：时校准、分校准和秒校准。 微动开关不工作，计数器正常工作。按下微动开关后，计数器以8Hz频率连续计数(若只按一下，则计数器增加一位)，可调用元件库中的逻辑门建一个控制按键的模块，即建立开关去抖动电路(见书70页)。 （4）报时设计的考虑

eda 实现多功能数字钟

一、标题：EDA实现多功能数字钟 二、任务书：设计要求是用FPGA器件和EDA技术实现多功能数字钟的设计， ⑴控制功能包括①以数字形式显示时、分、秒的时间；②小时计数 器为24进制；③分、秒计数器为60进制；④有两个使能端起到校 时、校分的作用，同时按无效；⑤每小时的59分51、53、55、57、 59分别以四长声一短声进行模拟电台仿真；⑥让信号灯在晚上19 点至早上5点亮；⑵在Max＋plusⅡ软件系统平台上建立多功能数 字钟电路的顶层电路文件并完成编译和仿真，并对器件进行下载检 查。 三、关键词：数字钟原理电路编译仿真下载 四、数字钟电路系统的组成框图： 五、各功能模块设计、仿真波形及其分析说明： 1、小时计时模块：

仿真波形： 分析说明： 当小时的高四位为0、1时，小时的低四位为九时，在下一个时钟的上跳延来了之后，高四位加一；当小时的高四位为2，同时低四位为3时，小时的高低 四位都清零。实现从00到23的循环计数。

2、分钟计时模块： 仿真波形： 分析说明： 当分钟的高四位为0、1、2、3、4时，小时的低四位为九时，在下一个时钟的上跳延来了之后，高四位加一；当分钟的高四位为5时，同时低四位为9时，

分钟的高低四位都清零，实现从00到59的循环计数。 3、秒计时模块（与分计时模块相同）； 4、校时、校分模块： 仿真波形：

分析说明： SWM、SWH两开关先设置1，秒时钟，分时钟，小时时钟分别设置为不同频率的时钟，当开关SWM置0即按下时，秒时钟CPS对分钟进行校对，即如图所示CPM在SWM为0时频率与CPS相同；同理，当SWH为0时用秒时钟对小时进行校对，即CPH在SWH为0时频率与CPS相同。当SWM、SWH 都不为0时，分钟、小时正常计时。 5、整点报时模块：

EDA数字钟设计

摘要:应用VHDL语言编程，进行了多功能数字钟的设计，并在MAX PLUSⅡ环境下通过了编译、仿真、调试。 关键词：VHDL；EDA；数字钟；仿真图 0.引言 随着科学技术的迅猛发展,电子工业界经历了巨大的飞跃。集成电路的设计正朝着速度快、性能高、容量大、体积小和微功耗的方向发展。基于这种情况,可编程逻辑器件的出现和发展大大改变了传统的系统设计方法。可编程逻辑器件和相应的设计技术体现在三个主要方面:一是可编程逻辑器件的芯片技术;二是适用于可逻辑编程器件的硬件编程技术,三是可编程逻辑器件设计的EDA开发工具,它主要用来进行可编程逻辑器件应用的具体实现。在本实验中采用了集成度较高的FPGA 可编程逻辑器件, 选用了VHDL硬件描述语言和MAX + p lusⅡ开发软件。VHDL硬件描述语言在电子设计自动化( EDA)中扮演着重要的角色。由于采用了具有多层次描述系统硬件功能的能力的“自顶向下”( Top - Down)和基于库(L ibrary - Based)的全新设计方法,它使设计师们摆脱了大量的辅助设计工作,而把精力集中于创造性的方案与概念构思上,用新的思路来发掘硬件设备的潜力,从而极大地提高了设计效率,缩短 了产品的研制周期。MAX + p lusⅡ是集成了编辑器、仿真工具、检查/分析工具和优化/综合工具的这些所有开发工具的一种集成的开发环境,通过该开发环境能够很方便的检验设计的仿真结果以及建立起与可编程逻辑器件的管脚之间对应的关系。 1. EDA简介 20世纪90年代，国际上电子和计算机技术较先进的国家，一直在积极探索新的电子电路设计方法，并在设计方法、工具等方面进行了彻底的变革，取得了巨大成功。在电子技术设计领域，可编程逻辑器件（如CPLD、FPGA）的应用，已得到广泛的普及，这些器件为数字系统的设计带来了极大的灵活性。这些器件可以通过软件编程而对其硬件结构和工作方式进行重构，从而使得硬件的设计可以如同软件设计那样方便快捷。这一切极大地改变了传统的数字系统设计方法、设计过程和设计观念，促进了EDA技术的迅速发展。 EDA是电子设计自动化（Electronic Design Automation）的缩写，在20世纪90年代初从计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）和计算机辅助工程（CAE）的概念发展而来的。EDA技术就是以计算机为工具，设计者在EDA软件平台上，用硬件描述语言HDL 完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。EDA技术的出现，极大地提高了电路设计的效率和可操作性，减轻了设计者的劳动强度。 这些器件可以通过软件编程而对其硬件结构和工作方式进行重构，从而使得硬件的设计可以如同软件设计那样方便快捷。这一切极大地改变了

南理工EDA2多功能数字钟设计实验报告(蒋立平)——优秀

EDAⅡ实验报告 --多功能数字钟 学院专业: 学生学号: 指导老师:蒋立平 交稿时间:2012年3月25日

摘要 本实验借助于quartusⅡ软件设计一个多功能的数字时钟，具有24小时计时、星期显示、保持、清零、校分校时校星期、整点报时等基本功能，并在此基础上添加了闹钟、音乐闹钟、秒表等附加功能。同时，留有万年历的接口可以方便的进行扩展。.利用quartusⅡ进行相应的设计、仿真、调试，最后下载到SmartSOPC实验系统上验证设计的正确性。 关键词：多功能数字时钟，quartusⅡ,计时，星期显示，整点报时，闹钟，秒表 ABSTRACT This experiment is to design a multifunctional digital clock with quartus Ⅱ.The multifunctional digital clock has varities of the functions like 24-hour timer,week,keeping,clearing zero,adjusting time and chime on integral hour .It also include additional functions such as alarm clock,stopwatch and so on.At the sametimes,it can be added calendar.we designed and simulated with quartusⅡ.Finally downloaded it to the experiment platform to test. Key words:multifunctional digital clock,quartusⅡ,time,week,chime on integral hour, alarm clock,stopwatch

EDA数字时钟课程设计

课程设计报告 学生姓名学号 班级 专业电子信息工程 题目数字时钟设计 指导教师 2011 年11 月

一、任务和设计要求 1. 熟悉集成电路的引脚安排。 2. 掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。 3. 了解数字钟的组成及工作原理。 4. 熟悉数字钟的设计与制作。 1．设计指标 （1）时间以24 小时为一个周期； （2）显示时、分、秒； （3）有校时功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到标准时间； （4）计时过程具有报时功能，当时间到达整点前 5 秒进行蜂鸣报时。 2．设计要求 （1）画出电路原理图（或仿真电路图）； （2）元器件及参数选择； （3）电路仿真与调试 二、设计原理 设计思路 根据系统设计要求,系统设计采用自顶向下设计方法,由时钟分频部分、计时部分、按键部分调时部分和显示部分五个部分组成。这些模块都放在一个顶层文件中。 1）时钟计数： 首先下载程序进行复位清零操作,电子钟从00：00：00计时开始。sethour可以调整时钟的小时部分, setmin可以调整分钟,步进为1。 由于电子钟的最小计时单位是1s,因此提供给系统的内部的时钟频率应该大于1Hz,这里取100Hz。CLK端连接外部10Hz的时钟输入信号clk。对clk进行计数,当clk=10时,秒加1,当秒加到60时,分加1；当分加到60时,时加1；当时加到24时,全部清0,从新计时。 用6位数码管分别显示“时”、“分”、“秒”,通过OUTPUT( 6 DOWNTO 0 )上的信号来点亮指定的LED七段显示数码管。 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。 总体结构图

EDA课程设计 多功能数字钟设计程序清单 数字系统设计与verilog HDL(第四版) 王金明

EDA课程设计 多功能数字钟设计程序清单 数字系统设计与verilog HDL(第四版) 王金明 /*引脚锁定基于DE2一70，芯片为EP2C70F896，信号定义如下: Clk50m: 50MHz 时钟输， mode: 模式选择0：计时模式1：设置闹钟模式 mcheck: 手动调整时间 turn: 手动调整时间，在时、分之间选择 change: 对选中的数据调整 led hourl，led_hour0，led_minul，led_minu0，led_secl,led sec0； alert: 闹钟输出 ld_alert: 是否设置了闹钟 ld_hour,id_min,ld_sec：在调整时，指示选中了时，分还是秒*/ moduleclock(clk50m,mode,turn,change,mreset,led_hour1,led_hour0,led_minu1,led _minu0,led_sec1,led_sec0, alert,ld_alert,ld_check,ld_hour,ld_min,ld_sec); input clk50m; input mode; // key0键 input turn; //keyl键 input change; // key2 键 input mreset; //switch0复位，低电平有效 output alert; //gpioO->IOAO output ld_alert; //ledgO-led19 output ld_check; //ledgl-led22 output ld_hour; //ledr3-led13 output ld_min; //ledr9-led9

EDA数字时钟

设计报告 课程名称在系统编程技术任课教师周泽华 设计题目EDA数字钟设计班级09自动化1班姓名王冰 学号0905071010 日期2012/6/4

前言 随着基于PLD的EDA技术的发展和应用领域的扩大和深入，EDA技术在电子信息、通信、自动控制及计算机应用领域的重要性日益提高。 作为现在的大学生应熟练掌握这门技术，为以后的发展打下良好的基础，本实验设计是应用QuartusII环境及VHDL语言设计一个时间可调的数字时钟。使自己熟练使用QuartusII环境来进行设计，掌握VHDL语言的设计方法。要注重理论与实践之间的不同，培养自己的实践能力！

目录 一、课程设计任务及要求 (3) 1.1实验目的 (3) 1.2功能设计 (3) 二、整体设计思想 (3) 2.1性能指标及功能设计 (3) 2.2总体方框图 (4) 三、详细设计 (4) 3.1数字钟的基本工作原理： (4) 3.1.1时基T 产生电路 (4) 3.1.2调时、调分信号的产生 (4) 3.1.3计数显示电路 (5) 3.2设计思路 (5) 3.3设计步骤 (6) 3.3.1工程建立及存盘 (6) 3.3.2工程项目的编译 (7) 3.3.3目标芯片的选择 (8) 3.3.4时序仿真 (9) 3.3.5引脚锁定 (10) 3.3.6硬件测试 (11) 3.3.7实验结果 (12) 四、设计总结 (12) 五、附录 (13) 5.1 VHDL源程序 (13) 5.2电路图 (18) 5.3仿真波形 (18)

一、课程设计任务及要求 1.1实验目的 1）熟练地运用数字系统的设计方法进行数字系统设计； 2）能进行较复杂的数字系统设计； 3）按要求设计一个数字钟。 1.2功能设计 1）有时、分、秒计数显示功能,以24小时循环计时； 2）设置复位、清零等功能； 3）有校时功能,可以分别对时及分进行单独校时,使其校正到标准时间； 4）时钟计数显示时有LED灯显示； 5）具有整点报时功能。 二、整体设计思想 2.1性能指标及功能设计 1）时、分、秒计时器 时计时器为一个24进制计数器，分、秒计时器均为60进制计数器。当秒计时器接受到一个秒脉冲时，秒计数器开始从1计数到60，此时秒显示器将显示00、01、02、...、59、00；每当秒计数器数到00时，就会产生一个脉冲输出送至分计时器，此时分计数器数值在原有基础上加1，其显示器将显示00、01、02、...、59、00；每当分计数器数到00时，就会产生一个脉冲输出送至时计时器，此时时计数器数值在原有基础上加1，其显示器将显示00、01、02、...、23、00。即当数字钟运行到23点59分59秒时，当秒计时器在接受一个秒脉冲，数字钟将自动显示00点00分00秒。 2）校时电路 当开关拨至校时档时，电子钟秒计时工作，通过时、分校时开关分别对时、分进行校对，开关每按1次，与开关对应的时或分计数器加1，当调至需要的时与分时，拨动reset开关，电子钟从设置的时间开始往后计时。

EDA多功能数字时钟设计实验报告

EDA（一）设计（2）之 多 功 能 数 字 钟 南京理工大学 电子科学与光电技术学院2005级 作者: 高策学号: 0504220224 同组: 黄文浩学号: 0504220242 指导教师：蒋立平时间：08-3-18

目录 内容摘要 (3) 一．引言 (4) 二、实验要求 (4) 三、方案论证 (5) 四、各模块设计 (6) 1、分频器模块 (6) 2、计时模块 (8) 3、闹铃模块 (10) 4、彩铃模块 (12) 5、显示模块 (13) 6、整点报时模块 (14) 7、秒表模块 (15) 8、万年历模块 (16) 9、动态显示模块 (19) 10、闪烁模块 (20) 五、整体电路功能综述 (22) 六、实验中的问题及解决方法 (24) 七、总结体会 (25) 八、实验的收获与感受 (26)

中文摘要 本实验利用QuartusII软件，结合所学的数字电路的知识设计一个24时多功能数字钟，具有正常分、秒计时，动态显示，保持、清零、快速校分、整点报时、闹钟功能。 文章分析了整个电路的工作原理，还分别说明了各子模块的设计原理和调试、仿真、编程下载的过程，并对最终结果进行总结，最后提出了在实验过程中出现的问题和解决的方案。 通过实验掌握了一些逻辑组合器件的基本功能和用法，同时体会到了利用软件设计电路的方便快捷，避免了硬件布线的繁琐，提高了效率。 关键词数字计数器动态显示保持清零快速校分整点报时闹钟软件设计 外文摘要 Title DIGITAL CLOCK DESIGN PROPOSAl Abstract Using the QuartusII, we design a digital clock of 24 hours with learning electric circuit knowledge. The circuit can keep the time, display， reset, adjust the minute and hour, ring the time in the round number time and alarm clock. The paper has analyzed the principle of all work and explained the designing principle of different parts separately. By debugging, simulating, compiling, programming, I put forward a matter and give a settling plan. I know about the basic functions and using method of some electric pieces in this experiment. At the same time, I realized the convenience of making use of the software to carry on the electric circuit, which is fast, avoided the hardware cloth line tedious, and raised the efficiency. Keywords digital counter, dynamic display, keep, clear, check time, time, alarm clock，software design