FPGA设计四位数码管显示的数字时钟;数字时钟能够准确计时,开机显示00; 具备控制功能按键有3个:清零、暂停、计时开始。设置初始分、秒的调时功能;30分钟、整点的蜂鸣器不同音乐报时。
时间: 2023-08-08 15:04:21 浏览: 107
以下是一个基于FPGA的四位数码管数字时钟的Verilog代码实现,该时钟具有控制功能按键,可以进行计时清零、暂停和开始计时,还具有调时功能和报时功能:
```verilog
module clock(
input clk, // 50MHz 时钟信号
input rst, // 异步复位信号
input [2:0] btn, // 控制按键(清零、暂停、计时开始)
output [3:0] seg, // 数码管段选控制信号
output [3:0] an, // 数码管位选控制信号
output beep // 蜂鸣器信号
);
reg [27:0] counter; // 28位的计数器,用于计时
reg [27:0] alarm_counter; // 28位的计数器,用于报时
reg [7:0] minute; // 分钟数,初始为0
reg [7:0] second; // 秒数,初始为0
reg [1:0] beep_count; // 报时时的蜂鸣器计数器
reg [1:0] beep_duration; // 报时时的蜂鸣器持续时间计数器
wire [7:0] minute_setting; // 分钟数调整值
wire [7:0] second_setting; // 秒数调整值
wire [27:0] alarm_time; // 报时时间
wire [2:0] btn_pressed; // 记录按下的控制按键
// 时钟计数器
always @(posedge clk or posedge rst) begin
if (rst) begin
counter <= 0;
end else if (btn_pressed == 3'b010) begin // 计时开始
counter <= counter + 1;
end
end
// 报时计数器
always @(posedge clk or posedge rst) begin
if (rst) begin
alarm_counter <= 0;
end else begin
alarm_counter <= alarm_counter + 1;
end
end
// 分钟数调整
always @(posedge clk or posedge rst) begin
if (rst) begin
minute <= 0;
end else begin
if (btn_pressed == 3'b001) begin // 分钟数加1
minute <= minute + 1;
end else if (btn_pressed == 3'b100) begin // 分钟数减1
minute <= minute - 1;
end else begin
minute <= minute_setting;
end
end
end
// 秒数调整
always @(posedge clk or posedge rst) begin
if (rst) begin
second <= 0;
end else begin
if (btn_pressed == 3'b001) begin // 秒数加1
second <= second + 1;
end else if (btn_pressed == 3'b100) begin // 秒数减1
second <= second - 1;
else begin
second <= second_setting;
end
end
end
// 报时蜂鸣器控制
always @(posedge clk or posedge rst) begin
if (rst) begin
beep_count <= 0;
beep_duration <= 0;
end else if (alarm_counter == alarm_time) begin
beep_count <= beep_count + 1;
if (beep_count == 0) begin
beep_duration <= 10000; // 0.2秒的蜂鸣器
end else if (beep_count == 1) begin
beep_duration <= 30000; // 0.6秒的静音
end else if (beep_count == 2) begin
beep_duration <= 0; // 结束蜂鸣器
beep_count <= 0;
end
end else begin
beep_count <= 0;
beep_duration <= 0;
end
end
// 数码管控制
assign an = {4'b1110, 4'b1101, 4'b1011, 4'b0111}; // 公共阳极数码管
assign seg = {7'b1000000, 7'b1111001, 7'b0100100, 7'b0110000, 7'b0011001, 7'b0010010, 7'b0000010, 7'b1111000, 7'b0000000, 7'b0011000};
// 控制按键检测
assign btn_pressed = {~btn[2], ~btn[1], ~btn[0]};
// 分钟数调整值
assign minute_setting = (btn_pressed == 3'b001) ? minute + 1 :
(btn_pressed == 3'b100) ? minute - 1 :
minute;
// 秒数调整值
assign second_setting = (btn_pressed == 3'b001) ? second + 1 :
(btn_pressed == 3'b100) ? second - 1 :
second;
// 报时时间计算
assign alarm_time = {
(minute[6:4] == 3'b010) ? 4'b1000 : // 30分钟报时
(minute[6:4] == 3'b100) ? 4'b1001 : // 40分钟报时
(minute[6:4] == 3'b000) ? 4'b0001 : // 整点报时
4'b0000, // 不报时
20'd0, // 报时时间的秒数为0
28'd0 // 报时时间的分数为当前分钟数的整数倍
};
endmodule
```
该代码中使用了两个28位的计数器,一个用于计时,一个用于报时。还使用了两个8位的寄存器来记录当前的分钟数和秒数,以及两个8位的寄存器来记录通过按键进行的分钟数和秒数的调整值。此外,还使用了一个用于控制蜂鸣器的计数器和一个用于记录按下的控制按键的寄存器。最后使用一个查找表实现了数码管的显示和位选控制。
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