Verilog实现的多功能数字钟电路设计

"石油大学08课程设计数电——多功能数字钟电路设计，使用Verilog语言在FPGA上实现" 在此次石油大学08课程设计中，学生们被要求使用Verilog语言设计一个多功能数字钟。这个设计的目标是创建一个能够在1Hz时钟信号驱动下工作的时钟系统，该系统能显示小时、分钟和秒，并具有整点报时功能以及时间调整按键。设计还包含了复位功能，允许用户将时间重置回00:00:00。 设计的具体要求如下： 1. 时钟系统的核心是秒计数器，每接收一个1Hz的时钟脉冲，秒就递增1。当秒达到59时，会跳转到00，并且同时触发分钟计数器增加1分钟。同样，当分钟达到59时，小时计数器会增加1小时，但小时的范围限制在0到23之间。 2. 设计应能显示小时、分钟和秒，采用24小时制。 3. 整点报时功能：在整点前5秒，LED将以1Hz的频率闪烁，整点过后停止闪烁。 4. 调整时间的按键S1用于增加小时，S2用于增加分钟，而S8按键用于系统复位。 设计原理与方案概述： 设计采用模块化的方法，主要包含以下几个部分： 1. 顶层设计方案：包括一个主模块，它接收50MHz的输入时钟clk，以及按键S1、S2、S8的输入。S1每被按下，小时增加1；S2被按下，分钟增加1；S8用于复位。 2. 分频器：从50MHz的时钟生成不同频率的时钟，包括1Hz、1kHz和2Hz的时钟信号，分别用于驱动不同的计数器。 3. 控制器：根据输入的按键信号和时钟信号，控制计数器的加法操作和LED的闪烁。 4. 计数器：小时、分钟和秒分别由各自的计数器来跟踪，确保在正确的时间进行进位操作。 5. 显示器：输出端口leds连接到七段数码管，显示当前的时间；wei连接到数码管的控制端，以正确地显示每一位数字。 整体仿真源文件展示了各个模块的协同工作，其中s1、s2、s8的输入波形反映了按键的状态，按下为0，未按下为1。在复位操作后，所有计数器归零，当S1或S2被按下时，相应的时间单位增加。 通过这个设计，学生不仅掌握了Verilog硬件描述语言，还实践了数字逻辑设计和FPGA编程，理解了数字时钟系统的工作原理和实际实现。这样的课程设计有助于培养学生的动手能力和理论联系实际的能力。