QuartusII软件实现VHDL计时电路设计

"本资源是关于使用Quartus II软件进行简易计时电路设计的教程，主要使用VHDL语言，实现数码管显示时间、可校准的计时频率以及整点时间闪烁功能。" 在电子工程领域，尤其是数字系统设计中，Quartus II是一款广泛使用的软件工具，它支持VHDL和Verilog HDL硬件描述语言，用于FPGA（Field-Programmable Gate Array）和CPLD（Complex Programmable Logic Device）的设计、仿真和编程。在这个项目中，我们将深入探讨如何利用Quartus II设计一个具有特定功能的计时电路。 首先，设计目标是创建一个计时电路，它能够通过四个数码管显示时间。其中，低两位以20进制计数，而高两位则以11进制计数。这样的设计要求对数码管的驱动逻辑有深入理解，同时需要熟悉不同的进制转换规则。 为了实现计时功能，我们需要构建分频器。分频器是一种电路，可以将输入时钟信号的频率降低。在给出的VHDL代码段中，可以看到两个分频器实体——Hz_10和Hz_1，分别用于生成1Hz和10Hz的时钟信号。这两个分频器使用了变量`cout`来计数，当达到预设的计数阈值时，输出时钟信号翻转。例如，`m_10`和`m_1`定义了10Hz和1Hz的分频系数，它们是根据所需的时钟周期计算得出的。 此外，该计时电路还具有校准功能。高两位的计数可被1Hz的信号校准，低两位则使用10Hz的信号校准。这允许用户根据需要调整不同部分的计时精度。值得注意的是，高两位的进制可以任意设置，而无需重新编译整个电路，这展示了VHDL的灵活性。 附加要求中提到，在计数达到特定整点时间，如0300时，4盏LED灯会按照10Hz闪烁5秒钟。这一功能可能通过一个额外的计数器和比较器实现，当计数值匹配到设定的整点时间时，启动闪烁模式。在闪烁期间，LED的状态由定时器控制，使其按照10Hz的频率切换。 这个实验不仅要求掌握VHDL编程，还需要理解数字逻辑、计数器、分频器和时序控制等概念。通过完成这个项目，学生可以加深对数字系统设计的理解，同时提升使用Quartus II进行硬件描述语言编程的技能。