大连理工大学数电实验报告.doc

大连理工大学本科实验报告题目：数字钟课程名称：数字电路课程设计学院（系）： 电子信息工程 专 业： 电子 班 级： 电子1301班 学生姓名： 陈冠谋 学 号： 201383022 完成日期：2015年7月18日 成 绩： 2014 年 7 月 18 日注意：本页要求放在实验报告第一页课程设计得分表考 勤课程设计50分考试40分作业合计最后得分 一、数字钟课程设计要求：1、设计一个具有时、分、秒的十进制数字显示（小时从0023）计时器。 2、整点报时。两种方法任选其一：发出仿中央人民广播电台的整点报时信号，即从59分50秒起，每隔2秒钟发出一次低音“嘟”的信号，连续5次，最后一次要求高音“嘀”的信号，此信号结束即达到整点。“嘟”是500Hz左右的频率输出，“嘀”是1000Hz左右的频率输出通过LED闪烁实现，闪烁频率及花型可自己设计并在这里说明。3、手动校时、校分、校秒。4、定时与闹钟功能，能在设定的时间发出闹铃声。 5、设计一个秒表，显示1%秒到60秒、手动停止。6、设计一个倒计时，显示小时、分钟、秒。7、其他创新。第1题25分，其他每题5分二、课程设计考试（40分，每题分）：考试题目： 1、 实体名2、 计数器3、 异步清零4、 进位输出5、 仿真图6、 数码管输出7、 分频8、 元件例化9、 引脚分配10、下载一、设计要求1、设计一个数字钟，能够显示当前时间，分别用6个数码管显示小时、分钟、秒钟的时间，秒针的计数频率为1Hz，可由系统脉冲分频得到。2、整点报时，可通过LED闪烁实现，闪烁频率及花型可自己设计。3、能够调整小时和分钟的时间，调整的形式为通过按键进行累加。4、具有闹钟功能，闹钟时间可以任意设定（设定的形式同样为通过按键累加），并且在设定的时间能够进行提示，提示同样可以由LED闪烁实现。二、设计分析及系统方案设计数字计时器一般都由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器等几部分组成。其中振荡器和分频器组成标准秒信号发生器，由不同进制的计数器、译码器和显示器组成计时系统。秒信号送入计时器进行计数，把累积的结果以时、分、秒、的数字显示出来。时显示由二十四进制计数器、译码器、显示器构成，分、秒 显示由六十进制计数器、译码器、显示器构成。原理框图如下：显示器 显示器 显示器 显示器 显示器 显示器译码器译码器译码器译码器译码器译码器 十进制 计数器 六进制 计数器 十进制 计数器 六进制 计数器 十进制 计数器 三进制 计数器时十位 时个位 分十位 分个位 秒十位 秒个位 分频器 晶振三、系统以及模块硬件电路设计系统的管脚配置如下表所示：四、系统的VHDL设计1.系统所用的库：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;use ieee.std_logic_arith.all;2.系统顶层实体名及内容entity time isport(clk,rst,stop,pls,plm,plh:in std_logic; alarmstart:in std_logic; p,q,r,t,u,v:out std_logic_vector(6 downto 0);-时钟数码管输出 w,x:out std_logic_vector(6 downto 0);-闹钟小时数码管输出 y,z:out std_logic_vector(3 downto 0);-闹钟分钟输出 alarm:out std_logic;-闹钟开关 reptime:out std_logic);-清零end;architecture data of time is signal clk1s,clk1sp,clk10s,clk1m,clk1mp,clk10m,clk1h,clk1hp,rep:std_logic; signal a,b,c,d,e,f:std_logic_vector(3 downto 0); signal alarmstart1:std_logic; signal alarm1m,alarm10m,alarm1h,alarm10h:std_logic_vector(3 downto 0);begin3.时钟部分process(stop) begin case stop is when 0=clk1spclk1spclk1mpclk1mpclk1hpclk1hp=plh; end case;end process;process(clk,rst) variable num:integer range 0 to 49999999; begin if rst=0 then num:=0; elsif rising_edge(clk) then if num=49999999 then num:=0; else num:=num+1; end if; if num25000000 then clk1s=0; else clk1s=1; end if; end if;end process;4.时钟校时部分 process(clk1sp,rst) begin if rst=0 then a=0000; elsif clk1spevent and clk1sp=1 then if a=1001 then a=0000; else a=a+1; end if;end if; if a=0000 then clk10s=1; else clk10s=0; end if; end process;process(clk10s,rst) begin if rst=0 then b=0000; elsif clk10sevent and clk10s=1 then if b=0101 then b=0000; else b=b+1; end if; end if; if b=0000 then clk1m=1; else clk1m=0; end if;end process;process(clk1mp,rst) begin if rst=0 then c=0000; elsif clk1mpevent and clk1mp=1 then if c=1001 then c=0000; else c=c+1; end if; end if; if c=0000 then clk10m=1; else clk10m=0; end if; end process; process(clk10m,rst) begin if rst=0 then d=0000; elsif clk10mevent and clk10m=1 then if d=0101 then d=0000; else d=d+1; end if; end if; if d=0000 then clk1h=1; else clk1h=0; end if;end process;process(clk1hp,rst) begin if rst=0 then e=0000;f=0000; elsif clk1hpevent and clk1hp=1 then if e=1001 then e=0000;f=f+1; elsif e=0011 and f=0010 then e=0000;f=0000; else e=e+1; end if; end if;end process;5.整点报时部分process(clk1s)beginif clk1sevent and clk1s=1 then if c=0000 and d=0000 then if (b=0000 and a=0000) or (b=0000 and a=0100) or (b=0000 and a=0010) then rep=1; else rep=0; end if; else rep=0; end if;end if;reptime=rep;end process;6.设置闹钟部分process(plm,alarmstart)begin if alarmstart=1 then if plmevent and plm=1 then if alarm1m=1001 then alarm1m=0000; if alarm10m=0101 then alarm10m=0000; else alarm10m=alarm10m+1; end if; else alarm1m=alarm1m+1; end if; end if; else alarm1m=alarm1m;alarm10m=alarm10m; end if;y=alarm1m;z=alarm10m;end process;process(plh,alarmstart)begin if alarmstart=1 then if plhevent and plh=1 then if alarm1h=1001 then alarm1h=0000;alarm10h=alarm10h+1; elsif alarm1h=0011 and alarm10h=0010 then alarm1h=0000;alarm10h=0000; else alarm1h=alarm1h+1; end if; end if; else alarm1h=alarm1h;alarm10h=alarm10h; end if;end process;7.时钟与闹钟时间对比产生闹钟信号process(clk1s)begin if alarmstart=1 then if clk1sevent and clk1s=1 then if (c=alarm1m and d=alarm10m and e=alarm1h and f=alarm10h) then alarmstart1=1; else alarmstart1=0; end if; alarm=alarmstart1; end if; else alarmppppppppppqqqqqqqqqqrrrrrrrrrrttttttttttuuuuuuuuuuvvvvvvvvvvwwwwwwwwwwxxxxxxxxxx=0010000;end case;end process; end;5 结