學(xué)號：

班級：自動化 設(shè)計(jì)題目 多功能數(shù)字鐘電路設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 多功能數(shù)字鐘應(yīng)該具有的功能有：顯示時(shí)—分—秒、小時(shí)和分鐘可調(diào)等基本功能。整個(gè)鐘表的工作應(yīng)該是在1hz信號的作用下進(jìn)行，這樣每來一個(gè)時(shí)鐘信號，秒增加1秒，當(dāng)秒從59秒跳轉(zhuǎn)到00秒時(shí)，分鐘增加1分，同時(shí)當(dāng)分鐘從59分跳轉(zhuǎn)到00分時(shí)，小時(shí)增加1小時(shí)，小時(shí)的范圍為0~23時(shí)。

在實(shí)驗(yàn)中為了顯示的方便，由于分鐘和秒鐘顯示的范圍都是從0~59，所以可以用一個(gè)3位的二進(jìn)制碼顯示十位，用一個(gè)四位的二進(jìn)制碼（bcd碼）顯示個(gè)位，對于小時(shí)因?yàn)樗姆秶菑?~23，所以可以用一個(gè)2位的二進(jìn)制碼顯示十位，用一個(gè)4位的二進(jìn)制碼（bcd碼）顯示個(gè)位。

實(shí)驗(yàn)中由于七段碼管是掃描的方式 顯示，所以雖然時(shí)鐘需要的是1hz時(shí)鐘信號，但是掃描需要一個(gè)比較高頻率的信號，因此為了得到準(zhǔn)確的1hz信號，必須對輸入的系統(tǒng)時(shí)鐘50mhz進(jìn)行分頻。

調(diào)整時(shí)間的按鍵用按鍵模塊的s1和s2，s1調(diào)節(jié)小時(shí)，每按下一次，小時(shí)增加一個(gè)小時(shí)；

s2調(diào)整分鐘，每按下一次，分鐘增加一分鐘。另外用s8按鍵作為系統(tǒng)時(shí)鐘復(fù)位，復(fù)位后全部顯示00—00—00。

三．基于verilog hdl語言的電路設(shè)計(jì)、仿真與綜合（一）頂層模塊 本程序采用結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法，將其分為彼此獨(dú)立又有一定聯(lián)系的三個(gè)模塊，如圖1所示：

圖1：頂層結(jié)構(gòu)框圖（二）子模塊 1.分頻器 分頻器的作用是對50mhz的系統(tǒng)時(shí)鐘信號進(jìn)行分頻，得到頻率為1000hz的信號，作為顯示器的輸入信號。

源程序如下：

module fenpin(input cp, output cpout);reg cpout;reg [31:0] cout;reg cp_en;always @(posedge cp)//將50mhz分頻為1khz begin cout <=(cout == 32＇d50000)? 32＇d0 :(cout + 32＇d1);cp_en <=(cout == 32＇d50000)? 1＇d1 : 1＇d0;cpout <= cp_en;end endmodule 功能仿真波形如圖2所示(以五分頻為例)：

2.控制器和計(jì)數(shù)器 控制器的作用是，調(diào)整小時(shí)和分鐘的值，并能實(shí)現(xiàn)清零功能。計(jì)數(shù)器的作用是實(shí)現(xiàn)分鐘和秒鐘滿60進(jìn)1，小時(shí)則由23跳到00。當(dāng)?shù)竭_(dá)59分55秒的時(shí)候，led燈會閃爍來進(jìn)行報(bào)時(shí)。因?yàn)榭刂破骱陀?jì)數(shù)器的驅(qū)動信號頻率均為1hz，故從分頻器輸出的信號進(jìn)入控制器后，要進(jìn)行二次分頻，由1khz變?yōu)?hz。

if(clk_en)begin if(r1==1)begin if(hour<24)hour=hour+1;if(hour==24)begin hour=0;end r1=0;end if(r2==1)begin if(minute<60)minute=minute+1;if(minute==60)begin minute=0;if(hour<24)hour=hour+1;if(hour==24)begin hour=0;end end r2=0;end if(second<60)second=second+1;if(second==60)begin second=0;if(minute<60)minute=minute+1;源程序如下：

module kongzhiqi(cpout,s1,s2,ret, hour,minute,second,led);input cpout,s1,s2,ret;output [5:0] hour;output [5:0] minute;output [5:0] second;output led;reg [5:0] hour;reg [5:0] minute;reg [5:0] second;reg r1;reg r2,r8,led;reg [10:0] cout;reg clk_en;always@(posedge cpout)begin if(s1==0)begin r1=1;end if(s2==0)begin r2=1;end if(ret==0)begin r8=1;end cout=(cout==32＇d1000)?32＇d0:(cout + 32＇d1);clk_en=(cout==32＇d1000)?1＇d1:1＇d0;led=1;end else led=0;if(r8==1)//清零 begin hour=0;minute=0;second=0;r8=0;end end end endmod if(minute==60)begin minute=0;if(hour<24)hour=hour+1;if(hour==24)begin hour=0;end end end if((minute==59)&&(second>55))begin if(led==1)led=0;else 功能仿真波形如圖3所示：

3．顯示器 顯示器的作用是將時(shí)—分—秒的值在數(shù)碼管上依次顯示出來。從分頻器輸出的1khz的信號作為數(shù)碼管的掃描信號。sel 表示三個(gè)數(shù)碼管選擇位，它的取值表示八個(gè)數(shù)碼管，從左至右依次是111~000。ledga表示七段數(shù)碼管，它的取值決定特定位數(shù)上顯示的數(shù)字。

源程序如下：

4＇b0000: led = 7＇b0111_111;4＇b0001: led = 7＇b0000_110;4＇b0010: led = 7＇b1011_011;4＇b0011: led = 7＇b1001_111;4＇b0100: led = 7＇b1100_110;4＇b0101: led = 7＇b1101_101;4＇b0110: led = 7＇b1111_101;4＇b0111: led = 7＇b0000_111;4＇b1000: led = 7＇b1111_111;4＇b1001: led = 7＇b1101_111;default: led = 7＇b0000_000;endcase if(sel==3＇b100)led=7＇b1000_000;if(sel==3＇b011)case(shiwei2)4＇b0000: led = 7＇b0111_111;4＇b0001: led = 7＇b0000_110;4＇b0010: led = 7＇b1011_011;4＇b0011: led = 7＇b1001_111;4＇b0100: led = 7＇b1100_110;module xianshi(cpout,hour,minute, second,sel,ledag);input cpout;input hour，minute，second;output sel，ledag;reg [2:0] sel;reg [6:0] led;reg [3:0] shi1,ge1,shi2,ge2,shi3,ge3;always @(posedge cpout)begin shiwei1=hour/10;gewei1=hour%10;shiwei2=minute/10;gewei2=minute%10;shiwei3=second/10;gewei3=second%10;if(sel==3＇b110)case(shiwei1)4＇b0000: led = 7＇b0111_111;4＇b0001: led = 7＇b0000_110;4＇b0010: led = 7＇b1011_011;4＇b0011: led = 7＇b1001_111;4＇b0100: led = 7＇b1100_110;4＇b0101: led = 7＇b1101_101;4＇b0110: led = 7＇b1111_101;4＇b0111: led = 7＇b0000_111;4＇b1000: led = 7＇b1111_111;4＇b1001: led = 7＇b1101_111;default: led = 7＇b0000_000;endcase if(sel==3＇b101)case(gewei1)default: led = 7＇b0000_000;endcase if(sel==3＇b111)case(gewei3)4＇b0000: led = 7＇b0111_111;4＇b0001: led = 7＇b0000_110;4＇b0010: led = 7＇b1011_011;4＇b0011: led = 7＇b1001_111;4＇b0100: led = 7＇b1100_110;4＇b0101: led = 7＇b1101_101;4＇b0110: led = 7＇b1111_101;4＇b0111: led = 7＇b0000_111;4＇b1000: led = 7＇b1111_111;4＇b1001: led = 7＇b1101_111;default: led = 7＇b0000_000;endcase sel = sel + 3＇d1;end assign ledag=led;endmodule 4＇b0101: led = 7＇b1101_101;4＇b0110: led = 7＇b1111_101;4＇b0111: led = 7＇b0000_111;4＇b1000: led = 7＇b1111_111;4＇b1001: led = 7＇b1101_111;default: led = 7＇b0000_000;endcase if(sel==3＇b010)case(gewei2)4＇b0000: led = 7＇b0111_111;4＇b0001: led = 7＇b0000_110;4＇b0010: led = 7＇b1011_011;4＇b0011: led = 7＇b1001_111;4＇b0100: led = 7＇b1100_110;4＇b0101: led = 7＇b1101_101;4＇b0110: led = 7＇b1111_101;4＇b0111: led = 7＇b0000_111;4＇b1000: led = 7＇b1111_111;4＇b1001: led = 7＇b1101_111;default: led = 7＇b0000_000;endcase if(sel==3＇b001)led=7＇b1000_000;if(sel==3＇b000)case(shiwei3)4＇b0000: led = 7＇b0111_111;4＇b0001: led = 7＇b0000_110;4＇b0010: led = 7＇b1011_011;4＇b0011: led = 7＇b1001_111;4＇b0100: led = 7＇b1100_110;4＇b0101: led = 7＇b1101_101;4＇b0110: led = 7＇b1111_101;4＇b0111: led = 7＇b0000_111;4＇b1000: led = 7＇b1111_111;4＇b1001: led = 7＇b1101_111;總結(jié)體會 這次課程設(shè)計(jì)雖然只有短短的四天，但我的收獲卻很大。通過這次實(shí)習(xí)，我掌握了eda設(shè)計(jì)的基本流程（即設(shè)計(jì)輸入—編譯—調(diào)試—仿真—下載），領(lǐng)會了自頂而下結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)，并具備了初步的eda程序設(shè)計(jì)能力。

我感覺，這個(gè)程序最難的地方在于頂層模塊的設(shè)計(jì)，因?yàn)轫攲幽K需要將各個(gè)子模塊按照電路原理有機(jī)地結(jié)合起來，這需要扎實(shí)的理論功底，而這正是我所欠缺的。相比而言，子模塊的設(shè)計(jì)就容易多了，因?yàn)関erilog語言和c語言有很多相似之處，只要明白了實(shí)驗(yàn)原理，就不難完成，水平的高下只體現(xiàn)在程序的簡潔與否。verilog源程序的編寫很容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，這就需要耐心的調(diào)試。因?yàn)楹芏嗲闆r下，一長串的錯(cuò)誤往往是由一個(gè)不經(jīng)意的小錯(cuò)誤引起的。當(dāng)程序?qū)艺{(diào)屢錯(cuò)的時(shí)候，最好和其他同學(xué)溝通交流一下，他們不經(jīng)意的一句話，就可能給我啟發(fā)，使問題迎刃而解。

這次實(shí)習(xí)，給我感觸最深的還是行為態(tài)度問題。人的能力有大有小，但只要端正態(tài)度，不拋棄，不放棄，任何人都能取得令自己滿意的成績。在此，我由衷的感謝在這次課程設(shè)計(jì)中給了我巨大幫助的老師和同學(xué)們！

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