Verilog设计一个具有时、分、秒计时的电子钟电路,按24小时制计 时。要求: (1)准确计时,以数字形式显示时、分、秒的时间; (2)具有分、时校正功能,校正输入脉冲频率为1Hz; 的所有程序代码
时间: 2023-07-10 16:43:37 浏览: 41
以下是 Verilog 设计的电子钟电路代码,可以实现时分秒计时、数字显示、分时校正等功能:
```
module electronic_clock(
input clk, // 时钟输入
input rst, // 复位输入
input correction, // 校正输入
output [6:0] seg_a, seg_b, seg_c, seg_d, seg_e, seg_f, seg_g // 数码管输出
);
reg [3:0] hour = 4'b0000; // 时
reg [5:0] minute = 6'b000000; // 分
reg [5:0] second = 6'b000000; // 秒
reg [3:0] hour_temp = 4'b0000; // 时校正临时变量
reg [5:0] minute_temp = 6'b000000; // 分校正临时变量
reg [5:0] second_temp = 6'b000000; // 秒校正临时变量
reg [2:0] state = 3'b000; // 状态机变量
reg [3:0] pulse_cnt = 4'b0000; // 校正脉冲计数器
reg [3:0] pulse_cnt_max = 4'b0100; // 校正脉冲计数器最大值
always @(posedge clk, posedge rst) begin
if (rst) begin // 复位
hour <= 4'b0000;
minute <= 6'b000000;
second <= 6'b000000;
hour_temp <= 4'b0000;
minute_temp <= 6'b000000;
second_temp <= 6'b000000;
state <= 3'b000;
pulse_cnt <= 4'b0000;
end else begin
case (state) // 状态机
3'b000: begin // 秒计数
if (second == 6'b595959) begin
second <= 6'b000000;
state <= 3'b001;
end else begin
second <= second + 6'b000001;
end
end
3'b001: begin // 分计数
if (minute == 6'b5959) begin
minute <= 6'b000000;
state <= 3'b010;
end else begin
minute <= minute + 6'b000001;
end
end
3'b010: begin // 时计数
if (hour == 4'b2359) begin
hour <= 4'b0000;
state <= 3'b000;
end else begin
hour <= hour + 4'b0001;
end
end
3'b011: begin // 秒校正
if (pulse_cnt == pulse_cnt_max) begin
second <= second_temp;
state <= 3'b000;
pulse_cnt <= 4'b0000;
end else begin
pulse_cnt <= pulse_cnt + 4'b0001;
end
end
3'b100: begin // 分校正
if (pulse_cnt == pulse_cnt_max) begin
minute <= minute_temp;
state <= 3'b010;
pulse_cnt <= 4'b0000;
end else begin
pulse_cnt <= pulse_cnt + 4'b0001;
end
end
3'b101: begin // 时校正
if (pulse_cnt == pulse_cnt_max) begin
hour <= hour_temp;
state <= 3'b010;
pulse_cnt <= 4'b0000;
end else begin
pulse_cnt <= pulse_cnt + 4'b0001;
end
end
default: begin
state <= 3'b000;
end
endcase
if (correction) begin // 校正输入触发
case (state)
3'b000: begin // 秒校正
second_temp <= second;
state <= 3'b011;
end
3'b010: begin // 分校正
minute_temp <= minute;
state <= 3'b100;
end
3'b001, 3'b011, 3'b100: begin // 等待
state <= state;
end
3'b0100: begin // 时校正
hour_temp <= hour;
state <= 3'b101;
end
default: begin // 其他
state <= 3'b000;
end
endcase
pulse_cnt <= 4'b0000;
end
end
end
// 数码管显示模块
seven_seg_display seven_seg_display(
.value1(hour[3:0]), // 数码管1显示时的个位
.value2(hour[2:0]), // 数码管2显示时的十位
.value3(minute[5:4]), // 数码管3显示分的十位
.value4(minute[3:0]), // 数码管4显示分的个位
.value5(second[5:4]), // 数码管5显示秒的十位
.value6(second[3:0]), // 数码管6显示秒的个位
.seg_a(seg_a), // 数码管a输出
.seg_b(seg_b), // 数码管b输出
.seg_c(seg_c), // 数码管c输出
.seg_d(seg_d), // 数码管d输出
.seg_e(seg_e), // 数码管e输出
.seg_f(seg_f), // 数码管f输出
.seg_g(seg_g) // 数码管g输出
);
endmodule
// 数码管显示模块
module seven_seg_display(
input [3:0] value1, // 数码管1显示的值
input [2:0] value2, // 数码管2显示的值
input [1:0] value3, // 数码管3显示的值
input [3:0] value4, // 数码管4显示的值
input [1:0] value5, // 数码管5显示的值
input [3:0] value6, // 数码管6显示的值
output seg_a, seg_b, seg_c, seg_d, seg_e, seg_f, seg_g // 数码管输出
);
reg [6:0] seven_seg_table [9:0] = { // 数字对应的七段数码管表
7'b1000000, // 0
7'b1111001, // 1
7'b0100100, // 2
7'b0110000, // 3
7'b0011001, // 4
7'b0010010, // 5
7'b0000010, // 6
7'b1111000, // 7
7'b0000000, // 8
7'b0010000 // 9
};
reg [3:0] value1_seg = 4'b0000; // 数码管1的七段码
reg [3:0] value2_seg = 4'b0000; // 数码管2的七段码
reg [3:0] value3_seg = 4'b0000; // 数码管3的七段码
reg [3:0] value4_seg = 4'b0000; // 数码管4的七段码
reg [3:0] value5_seg = 4'b0000; // 数码管5的七段码
reg [3:0] value6_seg = 4'b0000; // 数码管6的七段码
always @(value1, value2, value3, value4, value5, value6) begin
value1_seg <= seven_seg_table[value1];
value2_seg <= seven_seg_table[value2];
value3_seg <= seven_seg_table[value3];
value4_seg <= seven_seg_table[value4];
value5_seg <= seven_seg_table[value5];
value6_seg <= seven_seg_table[value6];
end
assign seg_a = value1_seg[0];
assign seg_b = value2_seg[0];
assign seg_c = value2_seg[1];
assign seg_d = value2_seg[2];
assign seg_e = value1_seg[1];
assign seg_f = value1_seg[2];
assign seg_g = value1_seg[3];
endmodule
```
在以上代码中,`electronic_clock` 模块是主模块,在其中包含了时分秒计数、分时校正等逻辑,同时调用了 `seven_seg_display` 模块实现数码管显示。`seven_seg_display` 模块是数码管显示模块,将输入的数字转换为对应的七段码,并输出到数码管上。
使用该电子钟电路,可以实现时分秒计时、数字形式显示时间以及分时校正功能。其中,时分秒计时使用状态机实现,每秒钟计数一次;数字显示使用七段数码管显示,将时分秒分别显示在三对数码管上;分时校正功能使用一个状态机和一个计数器实现,当校正输入触发时,状态机切换到相应的校正状态,计数器开始计数,当计数器计数到最大值时,将校正值赋给相应的时分秒变量,状态机再切换回正常计数状态。
注意:以上代码仅供参考,实际使用时需要根据具体的硬件平台和数码管类型进行调整。