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eda电子钟课程设计 eda课设数字钟设计篇一
:in std_logic;数码管使能
clk
:in std_logic;时钟信号
rst
:in std_logic;复位信号
sec_1
:out std_logic_vector(3 downto 0);秒高位
sec_01 :out std_logic_vector(3 downto 0);秒低位
min_1
:out std_logic_vector(3 downto 0);分高位
min_01 :out std_logic_vector(3 downto 0);分低位
hou_1
:out std_logic_vector(3 downto 0);时高位
hou_01 :out std_logic_vector(3 downto 0);时低位
bee
:out std_logic);end clock;
architecture behovior of clock is signal sec_high:std_logic_vector(3 downto 0);
signal sec_low
:std_logic_vector(3 downto 0);signal min_high:std_logic_vector(3 downto 0);
signal min_low:std_logic_vector(3 downto 0);signal hou_high:std_logic_vector(3 downto 0);
signal hou_low
:std_logic_vector(3 downto 0);
signal cy_min
:std_logic;分进位
signal cy_hou
:std_logic;时进位
signal logo_1
:std_logic;标志
signal logo_2
:std_logic;
signal logo_3
:std_logic;
begin miaolow:process(clk,rst,en)
begin
if(rst = '0')
then
sec_low <= “1000”;附给秒低位为8
elsif(clk'event and clk = '1' and en = '1')then 检测时钟上升沿及数码管使能端
if(sec_low = “1001”)then
sec_low <= “0000”;
else
sec_low <= sec_low + “0001”;加一
end if;
end if;
end process miaolow;
logo_1 <= sec_low(3)and sec_low(0);
sec_01<= sec_low;秒个位放8
miaohigh:process(clk,rst)
begin
if(rst = '0')
then
sec_high <= “0101”;
elsif(clk'event and clk = '1')then检测时钟上升沿
if(logo_1 = '1')then
if(sec_high = “0101”)then
sec_high <= “0000”;
cy_min <= '1';
else
sec_high <= sec_high + “0001”;加一
cy_min <= '0';
end if;
end if;
end if;
end process miaohigh;
sec_1 <= sec_high;秒十位放5
fenlow:process(cy_min,rst,en)
begin
if(rst = '0')
then 若复位位为0
min_low <= “1000”;则分个位为8
elsif(cy_min'event and cy_min = '1' and en = '1')then检测时钟上升沿及数码管使能端
if(min_low = “1001”)then
min_low <= “0000”;
else
min_low <= min_low + “0001”;加一
end if;
end if;
end process fenlow;
logo_2 <= min_low(3)and min_low(0);
min_01 <= min_low;分个位放8
fenhigh:process(cy_min,rst)
begin
if(rst = '0')
then
min_high <= “0101”;
elsif(cy_min'event and cy_min = '1')then检测分进位上升沿
if(logo_2 = '1')then
if(min_high = “0101”)then若分十位为5
min_high <= “0000”;
cy_hou <= '1';时进位为1
else
min_high <= min_high + “0001”;加一
cy_hou <= '0';
end if;
end if;
end if;
end process fenhigh;
min_1 <= min_high;分十位放5
shilow:process(cy_hou,rst,en)
begin
if(rst = '0')
then
hou_low <= “1001”;
elsif(cy_hou'event and cy_hou = '1'
and en = '1')then检测时进位上升沿及数码管使能端
if(hou_low = “1001”)then若时低位为9
hou_low <= “0000”;
elsif(hou_high = “0010” and hou_low = “0011”)then若时十位为2，个位为3
hou_low <= “0000”;
else
hou_low <= hou_low + “0001”;加一
end if;
end if;
end process shilow;
logo_3 <= hou_low(3)and hou_low(0);
hou_01 <= hou_low;时个位放3
shihigh:process(cy_hou,rst)
begin
if(rst = '0')
then
hou_high <= “0001”;
elsif(cy_hou'event and cy_hou = '1')then检测时进位上升沿
if(hou_high = “0010” and hou_low = “0011”)then若时十位为2，时个位为3
hou_high <= “0000”;
elsif(logo_3 = '1')then
hou_high <= hou_high + “0001”;加一
end if;
end if;
end process shihigh;
bee_clock:process(clk)
begin
if(clk'event and clk = '1')then检测时钟上升沿
if(sec_high = “0101” and sec_low = “1001”
and min_high = “0101” and min_low = “1001”)then
bee <= '1';
else
bee <= '0';
end if;
end if;
end process bee_clock;
hou_1 <= hou_high;时十位放2
end behovior;
library ieee;use ;use ;use ;entity clock1 is port(en
:in std_logic;
clk
:in std_logic;
rst
:in std_logic;sec_1
:out std_logic_vector(3 downto 0);
sec_01 :out std_logic_vector(3 downto 0);min_1
:out std_logic_vector(3 downto 0);
min_01 :out std_logic_vector(3 downto 0);hou_1
:out std_logic_vector(3 downto 0);
hou_01 :out std_logic_vector(3 downto 0);
bee
:out std_logic);end clock1;
architecture behovior of clock1 is signal sec_high:std_logic_vector(3 downto 0);
signal sec_low
:std_logic_vector(3 downto 0);signal min_high:std_logic_vector(3 downto 0);
signal min_low:std_logic_vector(3 downto 0);signal hou_high:std_logic_vector(3 downto 0);
signal hou_low
:std_logic_vector(3 downto 0);
signal cy_min
:std_logic;
signal cy_hou
:std_logic;signal logo_1
:std_logic;
signal logo_2
:std_logic;
signal logo_3
:std_logic;
begin miaolow:process(clk,rst,en)
begin
if(rst = '0')
then
sec_low <= “1000”;
elsif(clk'event and clk = '1' and en = '1')then
if(sec_low = “1001”)then
sec_low <= “0000”;
else
sec_low <= sec_low + “0001”;
end if;
end if;
end process miaolow;
logo_1 <= sec_low(3)and sec_low(0);
sec_01<= sec_low;
miaohigh:process(clk,rst)
begin
if(rst = '0')
then
sec_high <= “0101”;
elsif(clk'event and clk = '1')then
if(logo_1 = '1')then
if(sec_high = “0101”)then
sec_high <= “0000”;
cy_min <= '1';
else
sec_high <= sec_high + “0001”;
cy_min <= '0';
end if;
end if;
end if;
end process miaohigh;
sec_1 <= sec_high;fenlow:process(cy_min,rst,en)
begin
if(rst = '0')
then
min_low <= “1000”;
elsif(cy_min'event and cy_min = '1' and en = '1')then
if(min_low = “1001”)then
min_low <= “0000”;
else
min_low <= min_low + “0001”;
end if;
end if;
end process fenlow;
logo_2 <= min_low(3)and min_low(0);
min_01 <= min_low;
fenhigh:process(cy_min,rst)
begin
if(rst = '0')
then
min_high <= “0101”;
elsif(cy_min'event and cy_min = '1')then
if(logo_2 = '1')then
if(min_high = “0101”)then
min_high <= “0000”;
cy_hou <= '1';
else
min_high <= min_high + “0001”;
cy_hou <= '0';
end if;
end if;
end if;
end process fenhigh;
min_1 <= min_high;shilow:process(cy_hou,rst,en)
begin
if(rst = '0')
then
hou_low <= “1001”;
elsif(cy_hou'event and cy_hou = '1' and en = '1')then
if(hou_low = “1001”)then
hou_low <= “0000”;
elsif(hou_high = “0010” and hou_low = “0011”)then
hou_low <= “0000”;
else
hou_low <= hou_low + “0001”;
end if;
end if;
end process shilow;
logo_3 <= hou_low(3)and hou_low(0);
hou_01 <= hou_low;
shihigh:process(cy_hou,rst)
begin
if(rst = '0')
then
hou_high <= “0001”;
elsif(cy_hou'event and cy_hou = '1')then
if(hou_high = “0010” and hou_low = “0011”)then
hou_high <= “0000”;
elsif(logo_3 = '1')then
hou_high <= hou_high + “0001”;
end if;
end if;
end process shihigh;
bee_clock:process(clk)
begin
if(clk'event and clk = '1')then
if(sec_high = “0101” and sec_low = “1001”
and min_high = “0101” and min_low = “1001”)then
bee <= '1';
else
bee <= '0';
end if;
end if;
end process bee_clock;
hou_1 <= hou_high;
end behovior;
eda电子钟课程设计 eda课设数字钟设计篇二
课 程 设 计 报 告
设计题目：用vhdl语言实现数字钟的设计
班 级：电子1002班 学 号：20102625 姓 名：于晓 指导教师：李世平、李宁 设计时间：2012年12月
摘要
数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的钟表。本设计主要是实现数字钟的功能，程序用vhdl语言编写，整体采用top-to-down设计思路，具有基本的显示年月日时分秒和星期的功能，此外还有整点报时功能。该数字钟的实现程序分为顶层模块、年月模块、日模块、时分秒定时模块、数码管显示模块、分频模块、星期模块，此外还有一个库。该程序主要是用了元件例化的方法，此外还有进程等重要语句。
没有脉冲时，显示时分秒，set按钮产生第一个脉冲时，显示年月日，第2个脉冲到来时可预置年份，第3个脉冲到来时可预置月份，依次第4、5、6、7、8个脉冲到来时分别可预置日期、时、分、秒、星期，第 9个脉冲到来时设置星期后预置结束，正常工作，显示的是时分秒和星期。调整设置通过up来控制，up为高电平，upclk有脉冲到达时，预置位加1，否则减1。当整点到达时，报时器会鸣响，然后手动按键停止报时。
关键词：数字钟，vhdl，元件例化，数码管
1、课程设计目的
掌握利用可编程逻辑器件和eda设计工具进行电子系统设计的方法
2、课程设计内容及要求
设计实现一个具有带预置数的数字钟，具有显示年月日时分秒的功能。用6个数码管显示时分秒，set按钮产生第一个脉冲时，显示切换年月日，第2个脉冲到来时可预置年份，第3个脉冲到来时可预置月份，依次第4、5、6、7个脉冲到来时分别可预置日期、时、分、秒，第 8个脉冲到来后预置结束，正常工作，显示的是时分秒。up为高电平时，upclk有脉冲到达时，预置位加1.否则减1，还可以在此基础上增加其它功能。
3、vhdl程序设计
3.1整体设计思路
本设计采用top-down 模式设计，分模块进行，各功能都使用元件例化方式设计，主要有led显示模块、时分秒定时模块、日期模块、年月模块、分频模块、星期模块，此外还创建了一个程序包，用来实现年月日、时分秒的加减调整。主要运用了过程语句、元件例化语句、信号赋值语句、和顺序语句
图3-1-1 整体结构图
图3-1-2 顶层模块引脚图
3.2各模块设计思路
3.2.1 普通计数器（时、分、秒、月、年计数器）设计
时钟模块通过调用程序包的时分秒加减过程语句实现两个六十进制，一个二十四进制，秒的进位信号作为分的计数时钟信号，分的进位信号作为时的时钟信号。时的进位信号通过管脚映射到日期模块的计数时钟信号。
定时功能在时分秒模块中，是由分计数器在到达59时产生一个脉冲，让speaker产生高电位鸣响。
年月模块主要实现月份的十二进制计数器，和100进制的年份计数器。月份的计数信号由日期模块的进位信号传递过来，年份的时钟信号由月份的进位信号产生。
图3-2-1 时分秒引脚图 图3-2-2 年月引脚图 3.2.2 可变进制计数器（天计数器）模块设计
不同月中的天的数量是不同的，例如“大月”就有31“天”，“小月”有30“天”，平年“二月”有28“天”，而闰年“二月”有29“天”。所以天计数器应该具备进制可变的性能。日期模块主要分为三个部分，预置日期加，预置日期减和产生进位信号，使月份增加。平闰年的判断是通过年月模块传输过来年份信号（两个4位的bcd码），如果高位的信号为“xxx0”且低位的信号为“xx00”（如20，84等），或高位为“xxx1”且低位为“xx10”（如32等）则判断为闰年。这种方法的包含了一百年中的所有闰年的情况。然后判断大月小月可以判断月份来确定30进制还是31进制。进位信号也是分为大月、小月、平年闰年来确定是否产生。
图3-2-3 日模块引脚图
3.2.3 led显示模块
主要通过接受setpin的控制信号来选择显示的内容，把不同的信号赋给输出的端口，从而实现时分秒，年月日的切换。3.2.4 星期模块
通过七进制计数器实现，同时带有预置的功能，不能同年月调整联动，但是能单独调整。
图3-2-4 星期模块引脚图
4、仿真与分析
4.1 日模块
4.1.1 年份为2000年，月份为2月，有29天，初值设为2000年2月28日，仿真中日为：28、29、1、2、„
4.1.2 年份为1999年，月份为2月，有28天，初值设为1999年2月28日，仿真中日为：28、1、2、„
4.1.3 年份为2000年，月份为3月，有31天，初值设为2000年3月30日，仿真中日为：30、31、1、2、„
4.1.4 年份为2000年，月份为4月，有30天，初值设为2000年4月30日，仿真中日为：30、1、2、„
4.2 年月模块
初值设为1999年12月，lock为1时，显示年月，lock为3时，预置月，lock为2时，预置年
4.3 时分秒定时模块
lock为0时，显示时分秒，lock为5时，预置时，lock为6时，预置分，lock为7时，预置秒。当分到达59时，整点报时器响，speaker高电位，随着手动清零，恢复原位。
4.4 星期模块
初值设为星期1，仿真中显示为：1、2、3、4、5、6、7、1、„
4.5 分频模块
4.6 顶层设计模块
5、课程设计总结
本次课程设计历时两天半，经过自己不断的努力完成了数字钟的设计，程序代码的编写调试及仿真。以前只是看书或者编一些很小的程序用来仿真，觉得没怎么难，但当进行此次课程设计真正处理一个较大程序时，问题便都显现出来。虽然在这个过程中遇到了很多的问题，但是最终都得到了很好的解决。
我此次设计的程序是在课本原有数字钟程序的基础上进行添加更改得来的，最初在运行原有程序时很顺利，但是随着加的东西越来越多，程序中出现的问题也就越来越多。很多同学都觉得在已有程序上再添加东西看似简单，实则很容易混乱，理不清头绪，而且这个原有程序是用进程所写，比较麻烦。虽然这样容易出现问题，不过我觉得这是一个锻炼的好机会。、在处理分频模块时，最开始按照老师的要求设置了频率，但是当运行时，发现根本出不来，后来与同学讨论后，发现频率过大，后来改为八分频，使得分频
模块能够使用。在一开始加星期模块时，没怎么考虑，可是当加进去后才发现，星期模块不能与其他模块很好的相连，不能很好的做到与“日模块”相合，后来虽有改动，但最终没能改成功。在加定时器功能时，一开始单独为定时器列了一个模块，所写的程序也很复杂，错误百出，最后程序改好后，仿真却出不来。后来经过同学的提点，就把程序改简单了，单纯的来个脉冲就出现高电平，但后来仿真发现高电平一直在高位，没法给脉冲，最后没办法便手动脉冲。与顶层模块连接后，又发现分满59的脉冲没给，因为我的时分秒全都放在了一起，只能将定时模块挪到时分秒模块中，这样反而使得整个工程简单了一些。
在各个模块都能仿真成功后，顶层模块的程序与仿真却出现了很多问题。首先是顶层模块程序有很多警告，例如“second_waver”没有用到之类的，后来在改动的过程中，便把内变量换为了外变量，但是有些原来的警告没有了，但是新的警告又出现了，原本能够连好的u3与u4 模块均不能正常连接，后来与同学自习查找，才终于将错误找出，由于粗心大意误动了一些元件例化时的变量，使得时间拜拜浪费。最后在仿真的时候，仿真结果出不来，经过与同学商量在每个程序中都给年月日等变量均付了初值，才让仿真出来。
此次课程设计虽然只有短短的两天半的时间，但是经过前期的查找资料，后来的实验室实际操作，再到现在的报告总结，我收获了很多。其实完成一个设计，编程只是很小的一部分，最主要的在于查找资料以及调试程序，此次设计我在查找资料方面做的不是很充分，以至于设计的面很小，而且在遇到问题后不能很快的找出，以后一定要做好准备工作。此次课程设计中遇到的问题看似不大，但都是很好的问题，对我以后的设计有很大的帮助，一定会牢牢记住。
最后，此次课程设计的完成很大程度上取决于老师和同学对我的指导与帮助，这更能说明，一个较大设计的完成及实现，不是仅限于自身，我们要学会与别人交流沟通，才能做到更好。
6、参考文献
[1]李景华,杜玉远.可编程逻辑器件与eda技术.沈阳:东北大学出版社,2000 [2] 姜如东，vhdl语言程序设计及应用，北京邮电大学出版社
[3] 康华光．电子技术基础（数字部分）［m］．北 京：高等教育出版社，2001．
[4] [5]
eda电子钟课程设计 eda课设数字钟设计篇三
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
可以将高频时钟分频得到约2khz和1khz的音频，作为数字钟的报时频率。当电子钟显示xx：59：50时，数字钟开始报时“do“，持续一秒，而且每隔一秒报一下，直至显示xx：00：00时报“di”，持续一秒后停止。最后输出至喇叭。应调用元件库中的逻辑门建一个控制报时的模块。
（5）建一个七段译码的模块
因在系统可编程器件实验箱上的数码管没有经过译码，故要用ahdl语言写一个七段译码的模块，且应考虑数码管为共阳极。数码管上的点(d2、d4、d6)应置vcc。
四、课程设计所需要仪器
1、计算机一台
2、quartusⅱ软件
3、fpga开发板
五、设计步骤
1、模块介绍
（1）分频模块：产生1hz、1khz、2khz频率（2）计数器模块：生成60进制、24进制计数器（3）控制模块：按键控制、按键消抖
（4）显示模块：7段数码管显示器，分别显示小时、分钟、秒（5）报时模块：进行整点报时
2、各个模块的设计与仿真
2.1分频模块
clk晶振频率50mhz，分成2khz,1khz,1hz的信号。基准1hz信号作为时钟计时的秒计数时钟信号；分频的1khz,2khz信号用于报时电路的不同声讯。
程序代码：
library ieee;use ;entity fre is port(clk ,sel: in std_logic;clk1hz,clk1khz,clk2khz:out std_logic);end fre;architecture beh of fre is signal data1khz,data2khz,data1hz : std_logic := '0';begin clk1hz <= data1hz;clk1khz <= data1khz;clk2khz <= data2khz;clk1khz_pro : process(clk)--产生1khz信号 variable cnt : integer range 0 to 24999;begin if clk'event and clk='1' then if cnt = 24999 then cnt := 0;data1khz <= not data1khz;else cnt := cnt + 1;end if;end if;end process clk1khz_pro;clk2khz_pro : process(clk)--variable cnt : integer range 0 to 12499;begin if clk'event and clk='1' then if cnt = 12499 then cnt := 0;data2khz <= not data2khz;else cnt := cnt + 1;end if;end if;end process clk2khz_pro;clk1hz_pro : process(data1khz)--variable cnt : integer range 0 to 499;begin if data1khz'event and data1khz='1' then if sel='0' then cnt:=0;else if cnt = 499 then cnt := 0;data1hz <= not data1hz;else cnt := cnt + 1;end if;end if;end if;end process clk1hz_pro;end beh;
输入模块电路图：
产生2khz信号 产生1hz 信号 5 freclkclk1hzclk2khzinst selclk1khz2.2计数器模块
由秒计数器，分计数器，时计数器组成了最基本的数字钟计时电路，两个六十进制计数器与二十四进制计数器组合构成。
程序代码：
library ieee;use ;use ;use ;
entity shuzizhong is port(clk_change : in std_logic;s_en,m_en,h_en:in std_logic;sel:in std_logic;secout,minout,hourout :out std_logic;sl,sh,ml,mh,hl,hh:out std_logic_vector(3 downto 0);a:out std_logic_vector(15downto 0));end shuzizhong;architecture behav of shuzizhong is
signal low_rega,high_rega,low_regb,high_regb,low_regc,high_regc :std_logic_vector(3 downto 0):=“0000”;signal sout,mout,hout :std_logic :='0';begin--秒的60进制进制 counter_sec_l : process(clk_change,s_en)begin
sl<=low_rega;sh<=high_rega;ml<=low_regb;mh<=high_regb;hl<=low_regc;hh<=high_regc;6 if clk_change'event and clk_change='1' then if s_en='1' then if low_rega=“1001” then low_rega <= “0000”;else low_rega <= low_rega+'1';end if;end if;end if;end process counter_sec_l;counter_sec_h : process(clk_change,s_en,low_rega)begin if clk_change'event and clk_change='1' then if s_en='1' then if low_rega=“1001” then if high_rega =“0101”then high_rega <= “0000”;else high_rega <= high_rega+'1';end if;end if;end if;end if;end process counter_sec_h;sout <= '1' when low_rega=“1001” and high_rega=“0101” else '0';
----分钟的60进制设置 counter_min_l : process(clk_change,m_en)begin if clk_change'event and clk_change='1' then if m_en='1' then if sout='1'or sel='0' then if low_regb=“1001” then low_regb <= “0000”;else low_regb <= low_regb+'1';end if;end if;end if;end if;end process counter_min_l;counter_min_h : process(clk_change,m_en,low_regb)begin if clk_change'event and clk_change='1' then 7 if sout='1'or sel='0' then if m_en='1' then if low_regb=“1001” then
if high_regb =“0101”then
high_regb <= “0000”;else high_regb <= high_regb+'1';end if;end if;end if;end if;end if;end process counter_min_h;mout <= '1' when low_regb=“1001” and high_regb=“0101”and sout='1' else '0';--小时的24进制设置 counter_hour_l : process(clk_change,h_en)begin if clk_change'event and clk_change='1' then if h_en='1' then if mout='1'or sel='0' then if low_regc=“1001”or hout='1' then low_regc <= “0000”;else low_regc <= low_regc+'1';end if;end if;end if;end if;end process counter_hour_l;counter_hour_h : process(clk_change,h_en,hout)begin if clk_change'event and clk_change='1' then if mout='1'or sel='0' then if h_en='1' then if hout='1' then high_regc<=“0000”;else if low_regc=“1001” then high_regc <= high_regc+'1';end if;end if;end if;8 end if;end if;end process counter_hour_h;hout <= '1' when low_regc=“0011” and high_regc=“0010” else '0';secout<=sout;minout<=mout;hourout<=hout;a<=high_regb&low_regb&high_rega&low_rega;end behav;
输入模块电路图：
shuzizhongclk_changes_enm_enh_enselsecoutminouthouroutsl[3..0]sh[3..0]ml[3..0]mh[3..0]hl[3..0]hh[3..0]a[15..0]inst
2.3控制模块
分五个状态0状态正常计时，按下按键进入下一状态开始调时模式1，按下按键进入调秒模式2，按下按键进入调分模式3，按下按键进入调小时模式4.按下按键恢复正常计时模式。
程序代码：
library ieee;use ;use ;entity key_press is port(set ,mode: in std_logic;clk1khz,clk1hz: in std_logic;secout,minout: in std_logic;clk_change,clk2hz_en:out std_logic;sel,s_ce,m_ce,h_ce:out std_logic;s_en,m_en,h_en:out std_logic);end key_press;architecture beh of key_press is 9 signal key1,key2:std_logic;signal sce_reg, mce_reg ,hce_reg:std_logic;signal ssl,ssen,mmen,hhen:std_logic;signal con : integer range 0 to 4 :=0;--按键按下（延时）begin
key_press2 : process(set,clk1khz)variable cnt :integer range 0 to 999;begin if set='0' then if clk1khz'event and clk1khz='1'then if cnt=50 and set='0' then cnt :=cnt+1;key2 <= '1';else cnt:=cnt+1;key2 <= '0';end if;end if;else cnt:=0;key2<='0';end if;end process key_press2;key_press1 : process(mode,clk1khz)variable cnt :integer range 0 to 999;begin if mode='0' then if clk1khz'event and clk1khz='1'then if cnt=50 and mode='0' then cnt :=cnt+1;key1 <= '1';else cnt:=cnt+1;key1 <= '0';end if;end if;else cnt:=0;key1<='0';end if;end process key_press1;count : process(key1,key2)begin if key1'event and key1='1' then if con=4 then con<=0;else con<=con+1;end if;end if;10 end process count;con_pro : process(con)begin case con is when 0 => ssl<='1';sce_reg <= '0';ssen <='1';mce_reg <= '0';mmen <='1';hce_reg <= '0';hhen <='1';clk2hz_en <='0';when 1 => ssl<='0';sce_reg <= '0';ssen <='1';mce_reg <= '0';mmen <='1';hce_reg <= '0';hhen <='1';clk2hz_en <='1';when 2 => ssl<='0';sce_reg <= '1';ssen <='1';mce_reg <= '0';mmen <='0';hce_reg <= '0';hhen <='0';clk2hz_en <='1';when 3 => ssl<='0';sce_reg <= '0';ssen <='0';mce_reg <= '1';mmen <='1';hce_reg <= '0';hhen <='0';clk2hz_en <='1';when 4 => ssl<='0';sce_reg <= '0';ssen <='0';mce_reg <= '0';mmen <='0';hce_reg <= '1';hhen <='1';clk2hz_en <='1';when others => ssl<='0';sce_reg <= '0';ssen <='1';mce_reg <= '0';mmen <='1';hce_reg <= '0';hhen <='1';clk2hz_en <='0';end case;end process con_pro;sel_pro : process(ssl)begin case ssl is when '0'=> s_ce<=sce_reg;m_ce<=mce_reg;h_ce<=hce_reg;clk_change<=key2;when '1'=> s_ce<=ssen;11 m_ce<=mmen;h_ce<=hhen;clk_change<=clk1hz;when others=> s_ce<=ssen;m_ce<=secout;h_ce<=minout;clk_change<=clk1hz;end case;end process sel_pro;sel<=ssl;s_en<=ssen;m_en<=mmen;h_en<=hhen;end beh;
输入模块电路图： key_presssetclk_changemodeclk2hz_enclk1khzselclk1hzs_cesecoutm_ceminouth_ces_enm_enh_eninst
2.4数码管分配
程序代码：
library ieee;use ;entity display is port(datain : in std_logic_vector(3 downto 0);dataout : out std_logic_vector(7 downto 0));end display;architecture duan of display is begin process(datain)begin case datain is 12 when “0000” => dataout <=“11000000”;--dp,g,f,e,d,c,b,a when “0001” => dataout <=“11111001”;when “0010” => dataout <=“10100100”;when “0011” => dataout <=“10110000”;when “0100” => dataout <=“10011001”;when “0101” => dataout <=“10010010”;when “0110” => dataout <=“10000010”;when “0111” => dataout <=“11111000”;when “1000” => dataout <=“10000000”;when “1001” => dataout <=“10010000”;when “1010” => dataout <=“10111111”;when “1011” => dataout <=“10000011”;when “1100” => dataout <=“10100111”;when “1101” => dataout <=“10100001”;when “1110” => dataout <=“10000110”;when “1111” => dataout <=“10001110”;when others => null;end case;end process;end;
输入模块电路图：
displaydatain[3..0]dataout[7..0]inst
2.5显示模块
使用七段数码管显示小时、分钟与秒
程序代码：
library ieee;use ;entity scan is port(clk1khz : in std_logic;sl,sh,ml,mh,hl,hh : in std_logic_vector(3 downto 0);clk2hz_en : in std_logic;s_ce,m_ce,h_ce : in std_logic;en_out : out std_logic_vector(7 downto 0);13 dataout : out std_logic_vector(3 downto 0));end scan;architecture beh of scan is signal cnt : integer range 0 to 7;signal en : std_logic_vector(7 downto 0);signal clk2hz : std_logic;signal h_ce_reg,m_ce_reg,s_ce_reg : std_logic;begin h_ce_reg <= not h_ce;m_ce_reg <= not m_ce;s_ce_reg <= not s_ce;cnt_pro : process(clk1khz)begin if clk1khz'event and clk1khz='1' then if cnt = 7 then cnt <= 0;else cnt <= cnt + 1;end if;end if;end process cnt_pro;clk2hz_pro :process(clk1khz)variable c : integer range 0 to 499 := 0;begin if clk1khz'event and clk1khz='1' then if clk2hz_en ='1' then if c =499 then c := 0;clk2hz <= not clk2hz;else c := c + 1;end if;else clk2hz <= '0';end if;end if;end process clk2hz_pro;scan_pro : process(cnt,sl,sh,ml,mh,hl,hh)begin case cnt is when 0 => dataout <= sl;en <= “11111110”;when 1 => dataout <= sh;en <= “11111101”;when 2 => dataout <= ml;en <= “11110111”;when 3 => dataout <= mh;en <= “11101111”;when 4 => dataout <= hl;en <= “10111111”;14 when 5 => dataout <= hh;en <= “01111111”;when 6 => dataout <= “1010”;en <= “11111011”;when 7 => dataout <= “1010”;en <= “11011111”;when others => null;end case;end process scan_pro;
en_out <= en or((clk2hz & clk2hz)or(h_ce_reg & h_ce_reg))& clk2hz &((clk2hz & clk2hz)or(m_ce_reg & m_ce_reg))& clk2hz &((clk2hz & clk2hz)or(s_ce_reg & s_ce_reg));end beh;
输入模块电路图：
scanclk1khzen_out[7..0]sl[3..0]dataout[3..0]sh[3..0]ml[3..0]mh[3..0]hl[3..0]hh[3..0]clk2hz_ens_cem_ceh_ceinst
2.6报时模块
利用蜂鸣器进行整点报时
程序代码：
library ieee;use ;use ;use ;--整点报时 entity baoshi is port(clk1khz,clk2khz : in std_logic;a:in std_logic_vector(15 downto 0);sel:in std_logic;bell:out std_logic);end baoshi;architecture zhong of baoshi is signal c1,ring:std_logic;begin ring_bell :process(clk1khz,clk2khz)15 begin case a is when “***0” => c1<=clk1khz;when “***0” => c1<=clk1khz;when “***0” => c1<=clk1khz;when “***0” => c1<=clk1khz;when “***0” => c1<=clk1khz;when “***0” => c1<=clk2khz;when “***0” => c1<=clk2khz;when others => c1<='0';end case;end process ring_bell;
bs: process(c1)begin if sel='1' then if c1='1' then ring<='0';else ring<='1';end if;end if;end process bs;bell<=ring;
end zhong;
输入模块电路图：
baoshiclk1khzbellclk2khza[15..0]selinst
整体模块电路图
displayshuzizhongs_enm_enh_enselclk_changes_enm_enh_enselsecoutminouthouroutsl[3..0]sh[3..0]ml[3..0]mh[3..0]hl[3..0]hh[3..0]setmodefreclkinputvccinputvccdata[3..0]datain[3..0]secoutminoutinst1scanclk1khzclk1khzsl[3..0]sh[3..0]ml[3..0]mh[3..0]hl[3..0]a[15..0]dataout[7..0]outputdataout[7..0]en_out[7..0]dataout[3..0]outputen_out[7..0]data[3..0]key_presssetclk1khzmodeclk1khzclk1hzsecoutminoutclk_changeclk2hz_ensels_cem_ceh_ces_enm_enh_eninst6s_enm_enh_enselinst7a[15..0]inputvcchh[3..0]clk2hz_ens_cem_ceh_ceinst4baoshiclk1khzclk2khza[15..0]selclk1khzbellclk2khza[15..0]sel++selclkclk1hzselclk1khzclk2khzinst2clk1khzclk2khzsecoutminoutoutputbellinst
六、调试中遇到的问题及解决的方法：
1、编程时，经常导致语法错误，如：“；”没有写上，变量类型没有预先标明，前后变量名字由于缺少一个或多一个字母而导致出错。解决办法：对照错误，认真检查程序，看哪个地方的标点，变量没有写上或标明。
2、进行编译或波形仿真时，经常得到的不是预想中的结果。
解决办法：将需要编译或进行仿真的实体文件置顶，经检错无误后，进行波形仿真，在仿真之前需要合理设置仿真结束时间和信号周期。
3、在控制时间的显示的时候，由于变量太多多发现不能完全的控制住变量，导致显示的时候出现了乱码，数码管显示不正常 解决办法：减少变量，仔细推敲，合理命名。
七、心得体会
一个多星期的课程设计让我受益匪浅，也让我真正明白理论与实践相结合的重要性。通过具体实践才能让自己清楚哪些知识已经掌握，哪些知识仍需巩固加强。与此同时，我也对eda以及vhdl语言有了进一步了解，对于其结构、语法、功能等认识不少。当然，我目前所做的还仅仅只是一些基本操作，要想真正将其融会贯通还需要今后更多的学习与实践。虽然只是一个小设计，我却也从中学到了不少设计流程和一些相关问题。设计是一个十分严谨的过程，容不得随意和马虎。要想快速而高效地完成一项设计，必须先有一个清晰明了的设计思路，设想好一个整体框架，然后在此基础上，逐渐将各个部分功能进行完善。在设计的过程中，也曾遇到不少困难，但正所谓坚持就是胜利，要想取得成功，必须要有努力付出，这样所取得的结果才更有意义。
eda电子钟课程设计 eda课设数字钟设计篇四
数字钟
一、实验目的
1、掌握多位计数器相连的设计方法。
2、掌握十进制，六进制，二十四进制计数器的设计方法。
3、掌握扬声器的驱动及报时的设计。
4、led灯的花样显示。
5、掌握cpld技术的层次化设计方法。
二、实验器材
1、主芯片altera epf10k10lc84-4。2、8个led灯。
3、扬声器。4、4位数码显示管。5、8个按键开关（清零，调小时，调分钟）。
三、实验内容
根据电路特点，运用层次设计概念设计。将此设计任务分成若干模块，规定每一模块的功能和各模块之间的接口。
1、时计时程序： library ieee;use ;use ;
entity hour is
port(reset,clk : in std_logic;
daout : out std_logic_vector(7 downto 0));end hour;
architecture behav of hour is
signal count : std_logic_vector(3 downto 0);signal counter : std_logic_vector(3 downto 0);begin
p1: process(reset,clk)
begin
if reset='0' then
count<=“0000”;
counter<=“0000”;
elsif(clk'event and clk='1')then
if(counter<2)then
if(count=9)then
count<=“0000”;
counter<=counter + 1;
else
count<=count+1;
end if;
else
if(count=3)
then
counter<=“0000”;
else
count<=count+1;
count<=“0000”;
end if;
end if;
end if;
end process;
daout(7 downto 4)<=counter;daout(3 downto 0)<=count;
end behav;
2、分计时程序： library ieee;
use ;use ;
entity minute is
port(reset,clk,sethour: in std_logic;
daout : out std_logic_vector(7 downto 0);
enhour : out std_logic);end minute;
architecture behav of minute is
signal count : std_logic_vector(3 downto 0);signal counter : std_logic_vector(3 downto 0);signal carry_out1 : std_logic;signal carry_out2 : std_logic;begin
p1: process(reset,clk)begin
if reset='0' then
count<=“0000”;
counter<=“0000”;
elsif(clk'event and clk='1')then
if(counter<5)then
if(count=9)then
count<=“0000”;
counter<=counter + 1;
else
count<=count+1;
end if;
carry_out1<='0';
else
if(count=9)then
count<=“0000”;
counter<=“0000”;
carry_out1<='1';
else
count<=count+1;
carry_out1<='0';
end if;
end if;end if;end process;
p2: process(clk)begin
if(clk'event and clk='0')then
if(counter=0)then
if(count=0)then
carry_out2<='0';
end if;
else
carry_out2<='1';
end if;end if;end process;
daout(7 downto 4)<=counter;daout(3 downto 0)<=count;enhour<=(carry_out1 and carry_out2)or sethour;end behav;
3、秒计时程序： library ieee;
use ;use ;
entity second is
port(reset,clk,setmin : in std_logic;
daout : out std_logic_vector(7 downto 0);
enmin : out std_logic);end second;
architecture behav of second is
signal count : std_logic_vector(3 downto 0);signal counter : std_logic_vector(3 downto 0);signal carry_out1 : std_logic;signal carry_out2 : std_logic;begin
p1: process(reset,clk)begin
if reset='0' then
count<=“0000”;
counter<=“0000”;
elsif(clk'event and clk='1')then
if(counter<5)
then
if
(count=9)
then
count<=“0000”;
counter<=counter + 1;
else
count<=count+1;
end if;
carry_out1<='0';
else
if(count=9)
then
count<=“0000”;
counter<=“0000”;
carry_out1<='1';
else
count<=count+1;
carry_out1<='0';
end if;
end if;end if;end process;daout(7 downto
4)<=counter;
daout(3
downto
0)<=count;enmin<=carry_out1 or setmin;end behav;6
4、alert程序： library ieee;
use ;use ;
entity alert is port（clkspk : in std_logic;
second : in std_logic_vector(7 downto 0);
minute : in std_logic_vector(7 downto 0);
speak : out std_logic;
lamp : out std_logic_vector(8 downto 0));end alert;
architecture behav of alert is signal divclkspk2 : std_logic;begin p1: process(clkspk)begin
if(clkspk'event and clkspk='1')then
divclkspk2<=not divclkspk2;
end if;end process;p2: process(second,minute)begin if(minute=“01011001”)then case second is
when “01010001”=>lamp<=“000000001”;speak<=divclkspk2;when “01010010”=>lamp<=“000000010”;speak<='0';when “01010011”=>lamp<=“000000100”;speak<=divclkspk2;when “01010100”=>lamp<=“000001000”;speak<='0';when “01010101”=>lamp<=“000010000”;speak<=divclkspk2;when “01010110”=>lamp<=“000100000”;speak<='0';when “01010111”=>lamp<=“001000000”;speak<=divclkspk2;when “01011000”=>lamp<=“010000000”;speak<='0';when “01011001”=>lamp<=“100000000”;speak<=clkspk;when others=>lamp<=“000000000”;end case;end if;end process;end behav;8
5、seltime程序 library ieee;
use ;use ;
entity seltime is port（ckdsp : in std_logic;
reset : in std_logic;
second : in std_logic_vector(7 downto 0);
minute : in std_logic_vector(7 downto 0);
hour : in std_logic_vector(7 downto 0);
daout : out std_logic_vector(3 downto 0);
sel : out std_logic_vector(2 downto 0));end seltime;
architecture behav of seltime is signal sec : std_logic_vector(2 downto 0);begin
process(reset,ckdsp)begin
if(reset='0')then sec<=“000”;
elsif(ckdsp'event and ckdsp='1')then
sec<=“000”;else
sec<=sec+1;end if;end if;end process;
process(sec,second,minute,hour)begin case sec is
when “000”=>daout<=second(3 downto 0);when “001”=>daout<=second(7 downto 4);when “011”=>daout<=minute(3 downto 0);when “100”=>daout<=minute(7 downto 4);when “110”=>daout<=hour(3 downto 0);when “111”=>daout<=hour(7 downto 4);when others=>daout<=“1111”;end case;end process;
if(sec=“111”)then
sel<=sec;end behav;
6、deled程序： library ieee;
use ;use ;
entity deled is port（s: in std_logic_vector(3 downto 0);
a,b,c,d,e,f,g,h: out std_logic);end deled;
architecture behav of deled is
signal data:std_logic_vector(3 downto 0);signal dout:std_logic_vector(7 downto 0);begin data<=s;process(data)begin
case data is
when “0000”=>dout<=“00111111”;when “0001”=>dout<=“00000110”;when “0010”=>dout<=“01011011”;when “0011”=>dout<=“01001111”;when “0100”=>dout<=“01100110”;when “0101”=>dout<=“01101101”;when “0110”=>dout<=“01111101”;when “0111”=>dout<=“00000111”;when “1000”=>dout<=“01111111”;when “1001”=>dout<=“01101111”;when “1010”=>dout<=“01110111”;when “1011”=>dout<=“01111100”;when “1100”=>dout<=“00111001”;when “1101”=>dout<=“01011110”;when “1110”=>dout<=“01111001”;when “1111”=>dout<=“01000000”;when others=>dout<=“00000000”;end case;end process;h<=dout(7);
g<=dout(6);
f<=dout(5);
e<=dout(4);d<=dout(3);c<=dout(2);b<=dout(1);a<=dout(0);end behav;
7、顶层原理图：
四、实验结果 顶层原理图仿真波形：
五、心得体会
1、系统设计进要行充分的方案论证，不可盲目就动手去做；
2、实验中对每一个细节部分都要全面思考，要对特殊情况进行处理；
3、对于数字系统，要考虑同步、异步问题；
4、数字电路的理论分析要结合时序图；
5、遇到问题，要顺藤摸瓜，分析清楚，不可胡乱改动，每做一次改变都要有充分的理由；
6、模块化设计方法的优点在于其简洁性，但是在实验设计中也发现，在实验最终电路确定之前，要尽量减少模块重叠嵌套，因为在总的电路敲定之前，电路还不成熟，很多地方需要改进，如果在开始时就进行多层模块化，里层模块电路的修改将影响其外层的全部电路，这样就是牵一发动全身，很显然，这样将导致电 数字钟课程设计 电路设计的低效，所以在设计过程中，一定要尽量减少超过两层的模块；
7、遇到问题花了很长时间没有解决掉，要学会想他人请教，别人的不经意一点，可能就能把自己带出思维死区。
eda电子钟课程设计 eda课设数字钟设计篇五
[ 标签：数字钟, eda ]
1、设计一个能显示1/10秒、秒、分、时的12小时数字钟。
2、时钟源使用频率为0.1hz的连续脉冲。
3、设置两个按钮，一个供“开始”及“停止”用，一个供系统“复位”用。
4、时钟显示使用数码管显示。
基于vhdl的多功能数字钟的设计 eda课程设计 资料类别课程(专业)eda 适用年级大学文件格式word+dls 文件大小1725k 上传时间2008-10-10 20:57:00 预览文件无（只能预览文件中的部分内容）下载次数0内容简介：eda课程设计 基于vhdl的多功能数字钟的设计，共11页，6086字，附源程序。摘要：介绍了利用vhdl硬件描述语言设计的多功能数字钟的思路和技巧。在max+plusii开发环境中编译和仿真了所设计的程序，并在可编程逻辑器件上下栽验证。仿真和验证结果表明，该设计方法切实可行。
eda-时钟设计-基于altera数字钟的实
现:eda课程设计 基于vhdl的多功能数字钟的设计:eda数字钟设计报告:资料包括： 论文(12页2036字)图纸说明：中文摘要：数字钟学习的目的是掌握各类计数器及它们相连的设计方法；掌握多个数码管显示的原理与方法；掌握fpga技术的层次化设计方法；掌握用vhdl语言的设计思想以及整个数字系统的设计。此数字钟设计具有时，分，秒计数显示功能，以24小时为计数循环；能实现清零，调节小时，分钟以及整点报时的功能。
