数字电子课程设计--数字钟.docx

数字电子课程设计课题1.用VHDL语言设计一个能显示时.分.秒的数字电子钟。课题2.用VHDL设计路口交通灯控制逻辑电路。1 课程设计要求： 1.数字电子钟设计要求：l 设计由晶振电路产生1Hz标准秒信号的单元电路 (实际秒脉冲由开发箱提供)；l 数字钟功能1为数字钟；l 功能2为闹钟设置；l 功能3为数字跑表； 2.交通灯设计要求：l 满足一下时序要求：南北方向红灯亮，东西方向绿灯亮；南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮；l 每一方向的红（绿）黄灯总共维持30秒；l 十字路口要有时间显示，具体为：当某一方向绿灯亮时，置显示器为30秒，然后以每秒减一技术方式工作，直至减到数为4秒时，红绿灯熄灭，黄灯开始间隙闪耀4秒，减到0时，红绿灯交换，一次工作循环结束，进入下一步另一方向的工作循环；l 红绿灯均采用发光二极管；l 设计由晶振电路产生1Hz标准秒信号的单元电路 (实际秒脉冲由开发箱提供)；l 要求对整体电路进行仿真，观察并记录下仿真波形；l 选作部分：可以手动调整和自动控制，夜间为黄灯闪耀；l 选作部分：东西方向或南北方向上的绿灯亮变为红灯亮，中间插入黄灯闪耀4秒过度，而从红灯亮变为绿灯亮，不需要黄灯过度，直接由红灯变为绿灯；3 设计方案及整体电路的工作原理：1.数字电子钟的设计原理： 数字电子钟的功能有三个，时钟.闹钟设置和跑表功能，要让三个功能独自运行互不干扰，却又只能在同一个显示器（6个七段显示器）上显示，就必须设计切换显示的功能。设a.b.c.d.e.f为输出外接显示器，分别代表秒.分.时，设信号a0.b0.C0.和信号a1.b1.c1.及a2.b2.c2.分别为实现时钟.跑表.闹钟设置的信号，当需要显示哪个是就把相应的信号赋值给外接显示器的输出端，从而实现切换显示。闹钟设置采用单脉冲计数的方法实现，跑表与时钟相识，不同之处在于时钟采用1Hz脉冲信号，跑表采用100Hz（自设分频器获得）脉冲信号。 2.交通灯设计原理：交通灯的设计采用状态机编写，分3个状态，状态一为紧急状态，所有红灯亮，黄绿灯停，时间停留在30秒。（只由手动控制）状态二：南北行，东西停，即南北红灯不亮，绿灯亮，东西红灯亮绿灯不亮。状态三与状态二相反。在1Hz的时钟脉冲信号驱动下，当显示倒计时减到0时当前状态跳转到下一状态。黄灯闪耀原理：设计分频器获得100Hz脉冲信号，定义计数器，从1到100，当计数器小于35时赋值给变量y为0，大于35时赋值y为1，然后将y赋值给黄灯。-数字钟设计总结报告一方案设计与论证方案：编写一个可控的时钟，闹铃功能，跑表功能，可分三个进程 最后根据输入信号的不同 判断实施哪项功能。二VHDL语言编程LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;ENTITY shizhong ISPORT(CLK,CLK2,CLK3,S,M,N,MQ,MT:in std_logic;：对输入输出信号的定义 X1,X3,X5:out std_logic_vector(3 downto 0); X2,X4:out std_logic_vector(3 downto 0); deng:out std_logic; X6:out std_logic_vector(3 downto 0);END shizhong;ARCHITECTURE one OF shizhong ISSIGNAL H,a1,a3,a5,b1,b3,b5,c1,c3,SZ:std_logic_vector(3 downto 0);SIGNAL a2,a4,b2,b4,c4,c2,XZ:std_logic_vector(3 downto 0);SIGNAL c5,c6,a6,b6:std_logic_vector(3 downto 0);SIGNAL CLK1,CLK_100:std_logic;signal r:std_logic_vector(24 downto 0);signal r0:std_logic_vector(24 downto 0);BEGINp0:PROCESS(CLK)BEGINif CLKevent and clk=1thenif r0=20000000 then CLK1=1;r0=0000000000000000000000000； ：分频每一秒一个脉冲Else CLK1=0;r0=r0+1; end if; end if; if CLKevent and CLK=1thenif r=200000 then CLK_100=1;r=0000000000000000000000000;else CLK_100=0;r=r+1; ：分频每一秒一百个脉冲 end if; end if; end process ;p1:PROCESS(CLK1) ：基本是中的设计BEGINIF(S=0)THENa1=0000;a2=0000;a3=0000;a4=0000;a5=0000;a6=0000;ELSIF(CLK1event and CLK1=1)THENa1=a1+1;if(a1=1001)thena1=0000;a2=a2+1;if(a2=0101and a1=1001)thena2=0000;a3=a3+1;if(a3=1001and a2=0101and a1=1001)thena3=0000;a4=a4+1;if(a4=0101and a3=1001and a2=0101and a1=1001)thena4=0000;a5=a5+1;if(a5=1001and a4=0101and a3=1001and a2=0101and a1=1001)thena5=0000;a6=a6+1;if(a6=0010and a5=0011and a4=0101and a3=1001and a2=0101and a1=1001)thena6=0000;a5=0000;a4=0000;a3=0000;a2=0000;a1=0000;end if; ：基本数字钟的设计end if;end if;end if;end if;end if;END IF;END PROCESS;p2:PROCESS(CLK1,CLK2,CLK3)BEGINIF(CLK2event and CLK2=1)THENXZ=XZ+1;if(XZ=0101)thenXZ=0000;end if;END IF; ：闹铃 选择键的选择 有计数器实现IF(CLK3event and CLK3=1)THENSZ=SZ+1;if(SZ=1001)thenSZb1b2b3b4b5b6NULL; ：把时间赋值给选中的位置END CASE;if(a1=b1 and a2=b2 and a3=b3 and a4=b4 and a5=b6 and a6=b6)thenif(CLK1event and CLK1=0)thendeng=1;H1110)then deng=0;H=0000;end if;end if;end if;END PROCESS; ：实现闹铃的功能p3:PROCESS(CLK_100) ：跑表的功能BEGINIF(MQ=1)THENc1=0000;c2=0000;c3=0000;c4=0000;c5=0000;c6=0000;elsif(MT=1)THENc1=c1;c2=c2;c3=c3;c4=c4;c5=c5;c6=c6;ELSIF(CLK_100event and CLK_100=1)THENc1=c1+1;if(c1=1001)thenc1=0000;c2=c2+1;if(c2=1001and c1=1001)thenc2=0000;c3=c3+1;if(c3=1001and c2=1001and c1=1001)thenc3=0000;c4=c4+1;if(c4=0101and c3=1001and c2=1001and c1=1001)thenc4=0000;c5=c5+1;if(c5=1001and c4=0101and c3=1001and c2=1001and c1=1001)thenc5=0000;c6=c6+1;if(c6=0101and c5=1001and c4=0101and c3=1001and c2=1001and c1=1001)thenc6=0000;end if;end if;end if;end if;end if;END IF;END IF;END PROCESS;p4:PROCESS(S,M,N) ：s=1是 时钟m=1是跑表n=1是闹铃BEGINIF(S=1 and M=0 and N=0)THENX1=a1;X2=a2;X3=a3;X4=a4;X5=a5;X6=