FPGA实现多功能闹钟：数字逻辑与EDA实验

"这篇文档是关于数字逻辑与EDA课程的实验报告，主要任务是使用FPGA实现一个具备多种功能的闹钟，包括正常时间显示、闹钟时间显示、整点报时、计时、定时、校时以及响铃。实验中涉及到的硬件设备包括拨动开关、按键和数码管等，通过编写相应的Verilog或VHDL代码来控制各个功能模块，如计时器、闹钟设置、LED显示和声音产生等。" 在数字逻辑与EDA的实验中，学生需要利用FPGA（Field Programmable Gate Array）技术来构建一个多功能的闹钟系统。这个系统不仅具备基础的时钟功能，还提供了一些额外的实用特性。首先，它能够显示当前的时间，包括小时、分钟和秒，并且可以设置和显示闹钟时间。当闹钟时间到达时，系统会触发响铃。此外，它还具有整点报时功能，即每到整点时，会发出特定的报时音。 实验中，系统的操作主要通过硬件接口进行。SW0拨动开关用作系统复位，Key0键用于在计时、校时和闹钟设置模式间切换，Key1键选择要调整的时间字段（时、分、秒），而Key2键则用来增加所选时间字段的数值。实验还使用了GPIO0引脚连接小扬声器，用于整点报时和闹钟响铃。数码管LED0-LED5显示秒、分、时的数值，通过LEDG1和LEDG0两个灯指示当前操作模式。 为了实现这些功能，代码被分解为多个子模块。主模块`clock`负责整体协调，`alarm`子模块处理按点报时，`alarm_time`子模块用于设置闹钟时间，`counter_time`子模块实现计时功能，`led`子模块处理LED显示，`adder`子模块执行加法运算，`hexcounter`子模块是一个16进制计数器，`clk50mto1`子模块将50MHz时钟分频到1Hz，`switch`子模块实现去抖动，`bitsel`子模块处理模式选择，`sound_ddd`和`sound_ddd_du`子模块则分别生成整点报时和闹钟的声音效果。 整个设计的关键在于，通过逻辑门阵列的编程，实现各个子模块的逻辑功能，并通过总线将它们连接起来，形成一个完整的系统。每个子模块都有特定的输入和输出，通过这些输入输出信号，实现整个系统的协同工作。这种设计方法展示了EDA技术在实现复杂数字系统中的灵活性和实用性，同时也提供了实践经验，加深了学生对数字逻辑和硬件描述语言的理解。