EDA數(shù)字鐘實訓(xùn)報告VHDL程序

EDA實訓(xùn)報告指導(dǎo)教師朱小祥田歡專業(yè)電子信息工程技術(shù)班級電信1301姓名鄭登日期201５年6月23日—27日一、實訓(xùn)目的1、了解數(shù)字鐘的工作原理。2、進一步熟悉用VHDL語言編寫驅(qū)動七段碼管顯示的代碼。3、掌握VHDL編寫中的一些小技巧。二、實訓(xùn)原理多功能數(shù)字鐘應(yīng)該具有的功能有：顯示時－分－秒、整點報時、小時和分鐘可調(diào)等基本功能。首先要知道鐘表的工作機理，整個鐘表的工作應(yīng)該是在1Hz信號的作用下進行，這樣每來一個時鐘信號，秒增加1秒，當秒從59秒跳轉(zhuǎn)到00秒時，分鐘增加1分，同時當分鐘從59分跳轉(zhuǎn)到00分時，小時增加1小時，但是需要注意的是，小時的范圍是從0～23時。在實訓(xùn)中為了顯示的方便，由于分鐘和秒鐘顯示的范圍都是從0～59，所以可以用一個3位的二進制碼顯示十位，用一個四位的二進制碼（BCD碼）顯示個位，對于小時因為它的范圍是從0～23，所以可以用一個2位的二進制碼顯示十位，用4位二進制碼（BCD碼）顯示個位。實訓(xùn)中由于七段碼管是掃描的方式顯示，所以雖然時鐘需要的是1Hz時鐘信號，但是掃描確需要一個比較高頻率的信號，因此為了得到準確的1Hz信號，必須對輸入的系統(tǒng)時鐘進行分頻。對于整點報時功能，用戶可以根據(jù)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)和自身的具體要求來設(shè)計。本實訓(xùn)設(shè)計的是當進行整點的倒計時5秒時，讓LED來閃爍進行整點報時的提示。三、實訓(xùn)內(nèi)容本實驗的任務(wù)就是設(shè)計一個多功能數(shù)字鐘，要求顯示格式為小時－分鐘－秒鐘，整點報時，報時時間為10秒，即從整點前10秒鐘開始進行報時提示，喇叭開始發(fā)聲，直到過整點時，在整點前5秒LED開始閃爍，過整點后，停止閃爍。調(diào)整時間的的按鍵用按鍵模塊的S1和S2，S1調(diào)節(jié)小時，每按下一次，小時增加一個小時，S2調(diào)整分鐘，每按下一次，分鐘增加一分鐘。另外用按鍵作為系統(tǒng)時鐘復(fù)位，復(fù)位后全部顯示00－00－00。四、實訓(xùn)步驟1、寫出數(shù)碼管顯示的程序部分。2、寫出數(shù)字鐘的程序部分。3、寫出調(diào)時和蜂鳴器程序部分。4、管腳分配和下載實驗。5、修改程序，簡化，寫注釋。五、實訓(xùn)VHDL程序libraryieee;useieee.std_logic_1164.all;useieee.std_logic_arith.all;useieee.std_logic_unsigned.all;entityshizhongisport(sr:outstd_logic_vector(0to6);led:outstd_logic_vector(0to3);tr:outstd_logic_vector(0to5);clk:instd_logic; c1,c2,c3,c4:instd_logic;speak:outstd_logic);endshizhong;architecturebehaveofshizhongis----結(jié)構(gòu)體 signaldisp_temp:integerrange0to10; signalsec1m,sec10m:integerrange0to9:=0;----秒的個位和十位信號 signalsec1,sec10:integerrange0to10:=0;---------- signalhor1,hor10:integerrange0to10:=0; signalclk1khz:std_logic;---1KHz信號 signalclk1hz:std_logic;----1HZ信號 signalst:std_logic; signaldisplay:integerrange0to5; signalk1,k2:std_logic_vector(2downto0); signalk3:std_logic; signalf1:std_logic_vector(1downto0); signalcink:integerrange0to100; BEGIN--------------------------------------------------------50MHz分頻出1Hz信號 PROCESS(clk) variablecnt:integerrange0to49999999; begin ifclk='1'andclk'eventthen ifcnt=49999999thencnt:=0; else ifcnt<25000000thenclk1hz<='1'; elseclk1hz<='0'; endif; cnt:=cnt+1; endif; endif; endprocess;--------------------------------------------------------50MHz分頻出1KHz信號 PROCESS(clk) variablecnt1:integerrange0to49999; begin ifclk='1'andclk'eventthen ifcnt1=49999thencnt1:=0; else ifcnt1<25000thenclk1khz<='1';cink<=cink+1;ifcink>=100thencink<=0;endif; elseclk1khz<='0'; endif; cnt1:=cnt1+1; endif; endif; endprocess;---------------------------------------------------------- process(clk1hz) variables1,s2,s3,s4,s5,s6:integerrange0to9; begin ifclk1hz='1'andclk1hz'eventthen ifs1>=9ands2>=5thens1:=0;s2:=0; ifs3>=9ands4>=5thens3:=0;s4:=0; ifs5>=3ands6>=2thens5:=0;s6:=0; elsifs6>2thens6:=0; elsifs5>=9thens5:=0;s6:=s6+1; elses5:=s5+1;endif; elsifs3>=9thens3:=0;s4:=s4+1; elses3:=s3+1;endif; elsifs1>=9thens1:=0;s2:=s2+1; elses1:=s1+1;endif; ifs3>9ands4>5thens3:=0;s4:=0;endif; ifs5>3ands6>2thens5:=0;s6:=0;endif; ifs6>2thens6:=0;endif; ifs5>9thens5:=0;endif; ifs3>9thens3:=0;endif; ifs4>5thens4:=0;endif; ifc1='0'thens3:=s3+1;endif;ifc2='0'thens4:=s4+1;endif;ifc3='0'thens5:=s5+1;endif;ifc4='0'thens6:=s6+1;endif; sec1m<=s1;sec10m<=s2;sec1<=s3;sec10<=s4;hor10<=s6;hor1<=s5; endif; endif; ifs3=0ands4=0ands1<5ands2=0thenspeak<='0';led<="1111"; elsespeak<='1';led<="0000";endif;endprocess;----------------------------------------------------------process(display) begin case(display)is when0=>disp_temp<=hor10;tr<="011111"; when1=>disp_temp<=hor1;tr<="101111"; when2=>disp_temp<=sec10;tr<="110111"; when3=>disp_temp<=sec1;tr<="111011"; when4=>disp_temp<=sec10m;tr<="111101"; when5=>disp_temp<=sec1m;tr<="111110"; whenothers=>tr<="111111";endcase;endprocess;----------------------------------------------------------process(clk1khz)beginif(clk1khz'eventandclk1khz='1')thenifdisplay=5thendisplay<=0; else display<=display+1;endif; endif; endprocess; process(disp_temp)begincasedisp_tempiswhen0=>sr<="1000000";when1=>sr<="1111001";when2=>sr<="0100100";when3=>sr<="0110000";when4=>sr<="0011001";when5=>sr<="0010010";when6=>sr<="0000010";when7=>sr<="1111000";when8=>sr<="0000000";when9=>sr<="0010000"; whenothers=>sr<="1111111";endcase; endprocess;endbehave;六、管腳分配七、實訓(xùn)結(jié)果本實驗的任務(wù)就是設(shè)計一個多功能數(shù)字鐘，要求顯示格式為小時－分鐘－秒鐘，整點報時，報時時間為10秒，即從整點前10秒鐘開始進行報時提示，喇叭開始發(fā)聲，直到過整點時，在整點前5秒LED開始閃爍，過整點后，停止閃爍。調(diào)整時間的的按鍵用按鍵模塊的S1和S2，S1調(diào)節(jié)小時，每按下一次，小時增加一個小時，S2調(diào)整分鐘，每按下一次，分鐘增加一分鐘。另外用按鍵作為系統(tǒng)時鐘復(fù)位，復(fù)位后全部顯示00－00－00。八、實訓(xùn)總結(jié)通過本次實驗對軟件EDA軟件有了更深的了解，掌握在Quartus