數(shù)字邏輯設計

1、2014-2015(1)學期數(shù)字邏輯課程設計多功能數(shù)字電子表學院：計算機與控制工程班級： 計131姓名： 段倫彪學號： 201358501108指導老師：沙麗杰一、 功能簡介1.正常計時：秒（16）、分（16）、小時（12）計數(shù)；秒計時的頻率為1Hz，數(shù)碼管用動態(tài)掃描實時顯示計時的秒、分、小時。2.整點報時：逢整點蜂鳴器在“15”分鐘的第11、13、秒發(fā)頻率為512Hz的低音，在“15”分鐘的第15秒發(fā)頻率為1024Hz的高音。3.校時：校小時（K11），顯示小時數(shù)碼管以4Hz的頻率遞增計數(shù)；4.暫停功能，在某個時間打開暫停開關，時間會在同時停止，當關閉開關之后，時間繼續(xù)往下計時。5.復位功能

2、，當打開復位開關時，時分秒全部清零， 二、 總體結構框圖三、 各模塊框圖1、 計時器2、 動態(tài)顯示3、 分頻器 4、 報時器四、 各模塊VHDL程序分頻器1，功能是把1024hz的頻率信號轉換成512hz的頻率：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity fenpin1 is port(clk:in std_logic; clr:in std_logic; y:out std_logic_vector(1 downto 0); co:out std_logic);end fenp

3、in1;architecture fp1 of fenpin1 issignal q: std_logic_vector(1 downto 0);begin process(clk) begin if(clr=0) then q=00; co=0; elsif(clkevent and clk=1) then if(q=01) then q=00; co=1; else q=q+1; co=0; end if; end if; y=q; end process;end fp1;二選一，功能主要實現(xiàn)調時的功能，當kg打開時，小時的計數(shù)器以4hz的頻率遞增，由此實現(xiàn)小時的快速調時：library

4、ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity mux2 isport(min,hz,kg:in std_logic; h:out std_logic);end mux2;architecture m2 of mux2 isbegin process(kg) begin if(kg=1) then h=hz; else h=min; end if; end process;end m2;分頻器2，把4hz的頻率信號轉化成1hz的信號，4hz的用于小時的調時，1hz的用于秒正常輸入信號：library ieee;use ieee.std_logic_1164.al

5、l;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity fenpin is port(clk:in std_logic; clr:in std_logic; y:out std_logic_vector(1 downto 0); co:out std_logic);end fenpin;architecture fp of fenpin issignal q: std_logic_vector(1 downto 0);begin process(clk) begin if(clr=0) then q=00; co=0; elsif(clkevent and clk=1

6、) then if(q=11) then q=00; co=1; else q=q+1; co=0; end if; end if; y=q; end process;end fp;12進制計數(shù)器：小時每12循環(huán)一次：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity count_12 is port(clk:in std_logic; clr:in std_logic; msh:out std_logic_vector(7 downto 4); msl:out std_logic_ve

7、ctor(3 downto 0); co:out std_logic); end count_12;architecture c12 of count_12 issignal qh:std_logic_vector(7 downto 4);signal ql:std_logic_vector(3 downto 0);begin process(clk) begin if(clr=0) then qh=0000; ql=0000; co=0; elsif(clkevent and clk=1) then if(qh=0001 and ql=0001) then qh=0000; ql=0000;

8、 co=1; elsif(ql=1001) then qh=qh+1; ql=0000; co=0; else qh=qh; ql=ql+1; co=0; end if; end if; msh=qh; msl=ql; end process; end c12;16進制計數(shù)器，用于秒和小時的計數(shù)：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity count_16 is port(clk:in std_logic; clr:in std_logic; msh:out std_logic_

9、vector(7 downto 4); msl:out std_logic_vector(3 downto 0); co:out std_logic); end count_16;architecture c16 of count_16 issignal qh:std_logic_vector(7 downto 4);signal ql:std_logic_vector(3 downto 0);begin process(clk) begin if(clr=0) then qh=0000; ql=0000; co=0; elsif(clkevent and clk=1) then if(qh=

10、0001 and ql=0101) then qh=0000; ql=0000; co=1; elsif(ql=1001) then qh=qh+1; ql=0000; co=0; else qh=qh; ql=ql+1; co=0; end if; end if; msh=qh; msl=ql; end process; end c16;響鈴，其實是二選一選擇器，用于輸出1024還是512hz的鈴聲：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity alarm1 isport (mi

11、n2,min1,sce2,sce1:in std_logic_vector(3 downto 0); clk1,clk2: in std_logic; q:out std_logic);end alarm1;architecture a1 of alarm1 isbegin process(sce1,sce2,clk1,clk2) begin if(min2=0001 and min1=0101) then if ( sce2=0001and sce1=0001) then q=clk1; elsif(sce2=0001 and sce1=0011) then q=clk1; elsif(sc

12、e2=0001 and sce1=0101) then q=clk2; else q=0; end if; else q=0; end if;end process;end a1;模8計數(shù)器：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity count_8 is port(clk:in std_logic; clr:in std_logic; y:out std_logic_vector(2 downto 0); co:out std_logic); end count_8;archi

13、tecture c8 of count_8 issignal q:std_logic_vector(2 downto 0);begin process(clk) begin if clr=0 then q=000;co=0; elsif(clkevent and clk=1) then if(q=111) then q=000;co=1; else q=q+1;co=0; end if; end if; y=q; end process;end c8;8選一選擇器：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity mux8_1 isport(h1,

14、h0,m1,m0:in std_logic_vector(3 downto 0); s1,s0,k1,k2:in std_logic_vector(3 downto 0); sel:in std_logic_vector(2 downto 0); y:out std_logic_vector(3 downto 0);end mux8_1;architecture m8 of mux8_1 isbegin process(sel) begin if(sel=000) then y=h1; elsif(sel=001) then y=h0; elsif(sel=010) then y=k1; el

15、sif(sel=011) then y=m1; elsif(sel=100) then y=m0; elsif(sel=101) then y=k2; elsif(sel=110) then y=s1; elsif(sel=111) then ycoutcoutcoutcoutcoutcoutcoutcoutcoutcoutcout=0000001; end case; end if; end process;end rtl;五、 仿真圖二選一選擇器波形仿真圖：4選一波形仿真圖：12進制波形仿真圖：六、 下載檢驗1. 正常計時：秒（16）、分（16）、小時（12）計數(shù)；秒計時的頻率為1Hz，數(shù)碼管用動態(tài)掃描實時顯示計時的秒、分、小時。2. 整點報時：逢整點蜂鳴器在“15”分鐘的第11、13、秒發(fā)頻率為512Hz的低音，在“15”分鐘的第15秒發(fā)頻率為1024Hz的高音。3. 校時：提供高電平時，顯示小時數(shù)碼管以4Hz的頻率遞增計數(shù)；七、 心得體會通過此次自己動手編程這個數(shù)字電子表，對quartus