cpldvhdl語(yǔ)言數(shù)字鐘(含秒表)設(shè)計(jì)

1、基于CPLD的VHDL語(yǔ)言數(shù)字鐘設(shè)計(jì)1基于CPLD的VHDL語(yǔ)言數(shù)字鐘（含秒表）設(shè)計(jì)利用一塊芯片完成除時(shí)鐘源、按鍵、揚(yáng)聲器和顯示器（數(shù)碼管）之外的所有數(shù)字電路功能。所有數(shù)字邏輯功能都在CPLD器件上用VHDL語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。這樣設(shè)計(jì)具有體積小、設(shè)計(jì)周期短（設(shè)計(jì)過(guò)程中即可實(shí)現(xiàn)時(shí)序仿真）、調(diào)試方便、故障率低、修改升級(jí)容易等特點(diǎn)。本設(shè)計(jì)采用自頂向下、混合輸入方式（原理圖輸入—頂層文件連接和VHDL語(yǔ)言輸入—各模塊程序設(shè)計(jì)）實(shí)現(xiàn)數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)、下載和調(diào)

2、試。一、一、功能說(shuō)明功能說(shuō)明已完成功能1.完成秒／分／時(shí)的依次顯示并正確計(jì)數(shù)；2.秒／分／時(shí)各段個(gè)位滿(mǎn)10正確進(jìn)位，秒／分能做到滿(mǎn)60向前進(jìn)位；3.定時(shí)鬧鐘：實(shí)現(xiàn)整點(diǎn)報(bào)時(shí)，又揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)時(shí)聲音；4.時(shí)間設(shè)置，也就是手動(dòng)調(diào)時(shí)功能：當(dāng)認(rèn)為時(shí)鐘不準(zhǔn)確時(shí)，可以分別對(duì)分／時(shí)鐘進(jìn)行調(diào)整；5.利用多余兩位數(shù)碼管完成秒表顯示：A、精度達(dá)10ms；B、可以清零；C、完成暫停可以隨時(shí)記時(shí)、暫停后記錄數(shù)據(jù)。待改進(jìn)功能：1.鬧鐘只是整點(diǎn)報(bào)時(shí)，不能手動(dòng)設(shè)置報(bào)時(shí)時(shí)

3、間，遺憾之一；2.秒表不能向秒進(jìn)位，也就是最多只能記時(shí)100ms；3.秒表暫停記錄數(shù)據(jù)后不能在原有基礎(chǔ)上繼續(xù)計(jì)時(shí)，而是復(fù)位重新開(kāi)始?！咀⒁狻棵氡頌楹髞?lái)添加功能，所以有很多功能不成熟！二、二、設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)方案1.數(shù)字鐘頂層設(shè)計(jì)外部輸入要求：輸入信號(hào)有1kHz／1Hz時(shí)鐘信號(hào)、低電平有效的秒／微秒清零信號(hào)CLR、低電平有效的調(diào)分信號(hào)SETmin、低電平有效的調(diào)時(shí)信號(hào)SEThour；外部輸出要求：整點(diǎn)報(bào)時(shí)信號(hào)SOUND（59分51／3／5／7

4、秒時(shí)未500Hz低頻聲，59分59秒時(shí)為1kHz高頻聲）、時(shí)十位顯示信號(hào)h1（abcdefg）、時(shí)個(gè)位顯示信號(hào)h0（abcdefg）、分十位顯示信號(hào)m1及分個(gè)位m0、秒十位s1及秒個(gè)位s0、微秒十位ms1及微秒個(gè)位ms0；數(shù)碼管顯示位選信號(hào)SEL0／1／2等三個(gè)信號(hào)。2.內(nèi)部功能模塊主要有：Fenp分頻模塊：主要是整點(diǎn)報(bào)時(shí)用的1kH與500Hz的脈沖信號(hào)，這里的輸入信號(hào)是1KHz信號(hào)，所以只要一個(gè)二分頻即可；時(shí)間基準(zhǔn)采用1Hz輸入信號(hào)直

5、接提供（當(dāng)然也可以分頻取得，這里先用的是分頻取得的信號(hào)，后考慮到精度問(wèn)題而采用硬件頻率信號(hào)。實(shí)現(xiàn)帶有100進(jìn)制進(jìn)位和清零功能，暫定等功能的微秒模塊MINSECONDB輸入為1Hz脈沖和低電平的清零信號(hào)CLR與暫定信號(hào)STOP，輸出微秒個(gè)位、十位及進(jìn)位信號(hào)CO（雖然沒(méi)有實(shí)現(xiàn)進(jìn)位功能，但還是編寫(xiě)了這個(gè)端口，只是在連線(xiàn)時(shí)懸空）。實(shí)現(xiàn)60進(jìn)制帶有進(jìn)位和清零功能的秒計(jì)數(shù)模塊SECOND，輸入為1Hz脈沖和低基于CPLD的VHDL語(yǔ)言數(shù)字鐘設(shè)計(jì)3四

6、、四、模塊說(shuō)明（含程序代碼）模塊說(shuō)明（含程序代碼）1.分頻模塊采用原理圖輸入方式實(shí)現(xiàn)2分頻與1000分頻，但這里并沒(méi)有用到1000分頻，因?yàn)楹髞?lái)考慮到精度問(wèn)題，將千分頻用直接輸入了。程序如圖：利用三個(gè)7490進(jìn)行硬件分頻！2.微秒模塊采用VHDL語(yǔ)言輸入方式，以時(shí)鐘clk，清零信號(hào)clr以及暫停信號(hào)STOP為進(jìn)程敏感變量，程序如下：libraryieeeuseieee.std_logic_1164.alluseieee.std_logi

7、c_unsigned.allentityMINSECONDbispt(clkclrmstop:instd_logic時(shí)鐘清零信號(hào)secm1secm0:outstd_logic_vect(3downto0)秒高位低位co:outstd_logic)輸出進(jìn)位信號(hào)endMINSECONDbarchitectureSECofMINSECONDbissignalclk1DOUT2:std_logicbeginprocess(clkclrm)var

8、iablecnt1cnt0:std_logic_vect(3downto0)計(jì)數(shù)VARIABLECOUNT2:INTEGERRANGE0TO10beginIFCLKEVENTCLK=1THENIFCOUNT2=0COUNT210THENCOUNT2:=COUNT21ELSECOUNT2:=0DOUT2=NOTDOUT2ENDIFENDIFifclrm=1then當(dāng)clr為1時(shí)，高低位均為0cnt1:=“0000“cnt0:=“0000“