基于FPGA的Verilog-HDL数字钟设计精选.docxVIP

基于FPGA的Verilog HDL数字钟设计专业班级 姓 名 学 号 一、实验目的1.掌握可编程逻辑器件的应用开发技术?——设计输入、编译、仿真和器件编程；2.熟悉一种EDA软件使用；3.掌握Verilog设计方法；?4.掌握分模块分层次的设计方法；?5.用Verilog完成一个多功能数字钟设计;?6.学会FPGA的仿真。二、实验要求功能要求：利用实验板设计实现一个能显示时分秒的多功能电子钟，基本功能：准确计时，以数字形式显示时、分、秒，可通过按键选择当前显示时间范围模式；计时时间范围 00:00:00－23:59:59可实现校正时间功能；可通过实现时钟复位功能：00:00:00扩展功能：定时报：时间自定(不要求改变)，闹1分钟(1kHz)---利用板上LED或外接电路实现。仿广播电台正点报时：XX:59:[51,53,55,57(500Hz);59(1kHz)] ---用板上LED或外接报整点时数：XX:00:[00.5-XX.5](1kHz)，自动、手动---用板上LED或外接手动输入校时；手动输入定时闹钟；万年历；其他扩展功能；设计步骤与要求：计算并说明采用Basys2实验板时钟50MHz实现系统功能的基本原理。在Xilinx ISE13.1 软件中，利用层次化方法，设计实现模一百计数及显示的电路系统，设计模块间的连接调用关系，编写并输入所设计的源程序文件。对源程序进行编译及仿真分析（注意合理设置，以便能够在验证逻辑的基础上尽快得出仿真结果）。输入管脚约束文件，对设计项目进行编译与逻辑综合，生成下载所需.bit文件。在Basys2实验板上下载所生成的.bit文件，观察验证所设计的电路功能。实验设计功能说明：实现时钟，时间校时，闹铃定时，秒表计时等功能时钟功能：完成分钟/小时的正确计数并显示；秒的显示用LED灯的闪烁做指示；时钟利用4位数码管显示时分；闹钟定时：实现定时提醒及定时报时，利用LED灯代替扬声器发出报时声音；时钟校时：当认为时钟不准确时，可以分别对分钟和小时位的值进行调整；秒表功能：利用4个数码管完成秒表显示： 可以实现清零、暂停并记录时间等功能。秒表利用4位数码管计数；方案说明：本次设计由时钟模块和译码模块组成。时钟模块中50MHz的系统时钟clk分频产生一个1Hz的使能控制信号enable，并以此产生1s的脉冲second_en以实现每秒计时，控制各个模式下的计数显示。由模式控制信号选择当前数码管显示哪个状态：mode=00，时钟常规显示状态，mode=01，闹铃定时状态，mode=10，时钟校时状态，mode=11，秒表计时状态；时钟：利用count，smin0，smin1，shour0，shour1的计数来实现，具体情况见程序； 校时：当turn=1时，调整分位smin1、smin0；当turn=0时，调整小时位shour1、shour0；闹铃：当turn=1时，调整分位amin1、amin0；当turn=0时，调整小时位ahour1、ahour0；秒表：当pause=0时，开始计时；当pause=1时，暂停。实验代码时钟模块module clock(clk, clr, pause, turn, mode, sec, min1, min0, hour1, hour0, alert, LD_alert );input clk; //时钟信号(50MHz)input clr; //清零键input pause; //秒表暂停键input turn; //调整分还是小时位的控制input [1:0]mode; //决定时钟显示功能状态output sec; //接发光二极管output [3:0]min1; //用于输出接数码管4output [3:0]min0; //用于输出接数码管3output [3:0]hour1; //用于输出接数码管2output [3:0]hour0; //用于输出接数码管1output alert; //接发光二极管，代替蜂鸣器output LD_alert; //当闹铃设定后，发光二极管显示wire sec; //秒位显示wire LD_alert; //用于闹铃存在时的提醒显示//wire clk1; //时钟1s//wire clk2; //时钟100ms，用