数字电路时钟设计verilog语言编写--

电子线路设计与测试

实验报告

一、实验名称

多功能数字钟设计

二、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。

三、设计内容及要求

1．基本功能

➢具有“秒”、“分”、“时”计时功能，小时按24小时制计时。

➢具有校时功能，能对“分”和“小时”进行调整。

2.扩展功能

➢仿广播电台正点报时。在59分51秒、53秒、55秒、57秒发出低音512Hz 信号，在59分59秒时发出一次高音1024Hz信号，音响持续1秒钟，在1024Hz音响结束时刻为整点。

➢定时控制，其时间为23时58分。

3.选做内容

➢任意时刻闹钟（闹钟时间可设置）。

➢自动报整点时数。

四．系统框图与说明

数字钟框图

1.数字钟电路系统由主体电路和扩展电路两大部分所组成。

2.秒计数器计满60后向分计数器进位，分计数器计满60后向小时计数器进位，小时计数器按照“24进制”规律计数。

3.计数器的输出经译码器送显示器。

五．设计步骤

1.列写多功能数字钟设计--层次结构图

多功能数字钟顶层模块

（clock_main.v）

小时计数器（counter24.v）

分钟计数器

（counter60.v）

秒钟计数器

（counter60.v）

6进制计数器（counter6.v）

10进制计数器

（counter10.v）

6进制计数器

（counter6.v）

10进制计数器

（counter10.v）

分频模块

（fre_divider.v）固定时刻

闹钟设定

校时模块

任意时刻闹钟（setclock.v）

整点报时模块

（baoshi.v）

2.拟定数字钟的组成框图，在Max+Plus II软件中，使用Verilog语言输入，采用分层次分模块的方法设计电路；

3.设计各单元电路并进行仿真；

4.对数字钟的整体逻辑电路图，选择器件，分配引脚，进行逻辑综合；

5.下载到Cyclone II FPGA实验平台上，实际测试数字钟的逻辑功能。

六．Verilog代码

//24进制时钟, 具有计时、校时、仿广播电台正点报时、固定时刻定时，任意时刻闹钟等功能

module

clock_main(LED_Hour,LED_Minute,LED_Second,Alarm,CP_1KHz,Jsh_Min_key,Jsh_Hour_ke y,Set_Hour_key,Set_Min_key,Show,Ctrl_Bell);

input CP_1KHz;//定义输入时钟

input Jsh_Min_key,Jsh_Hour_key;//定义校时按键

input Set_Hour_key,Set_Min_key;//定义闹钟定时按键

input Show; //定义显示模式按键

input Ctrl_Bell;//定义闹钟铃声控制

output [7:0]LED_Hour,LED_Minute,LED_Second;//定义输出变量

wire [7:0]LED_Hour,LED_Minute,LED_Second;//定义输出变量类型

wire [7:0]Hour,Minute,Second;

wire [7:0]Set_Hour_Out,Set_Min_Out;

wire Out_1Hz,Out_500Hz;//定义分频模块输出变量类型

reg Alarm_Ring,Alarm_Clock_1KHz;//定义仿广播电台报时和固定时刻定时铃声

output Alarm;//蜂鸣器输入

supply1Vdd;

wire Alarm_Clock;//任意时刻闹钟闹铃

wire MinL_EN,MinH_EN,Hour_EN;//定义中间变量类型

//分频

fre_dividerFD0(Out_1Hz,Out_500Hz,Vdd,Vdd,CP_1KHz);

//正常计时

counter10 U1(.Q(Second[3:0]),.nCR(Vdd),.EN(Vdd),.CP(Out_1Hz));

counter6

U2(.Q(Second[7:4]),.nCR(Vdd),.EN(Second[3:0]==4'h9),.CP(Out_1Hz));

assignMinL_EN=Jsh_Min_key?Vdd:(Second==8'h59);

assign

MinH_EN=(Jsh_Min_key&&(Minute[3:0]==4'h9))||(Minute[3:0]==4'h9)&&(Second==8'h59 );

counter10 U3(.Q(Minute[3:0]),.nCR(Vdd),.EN(MinL_EN),.CP(Out_1Hz));

counter6 U4(.Q(Minute[7:4]),.nCR(Vdd),.EN(MinH_EN),.CP(Out_1Hz));

assign Hour_EN=Jsh_Hour_key?Vdd:((Minute==8'h59)&&(Second==8'h59));

counter24 U5(Hour[7:4],Hour[3:0],Vdd,Hour_EN,Out_1Hz);

//仿广播电台正点报时

baoshi BS1(Alarm_Ring,Minute,Second,Out_500Hz,CP_1KHz);//在59分51秒、53秒、55秒、57秒发出低音512Hz信号，在59分59秒时发出一次高音1024Hz信号，音响持续1秒钟，在1024Hz音响结束时刻为整点

//固定时刻定时