Verilog HDL实现电子时钟设计

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"Verilog HDL实现的电子时钟设计" 在电子工程领域,硬件描述语言(Hardware Description Language, HDL)如Verilog被广泛用于设计和验证数字系统的逻辑功能。这个特定的设计是基于Verilog实现的一个电子时钟,它包含了时、分、秒的计数和显示功能,以及整点报时提醒。 模块`clock`是这个设计的核心,它接收多个输入和输出信号。输入包括: 1. `clk27M`:外部提供的27MHz时钟信号,通常由晶体振荡器提供。 2. `load_hour`, `load_min`, `load_sec`:这三个信号用于在程序运行过程中手动置数小时、分钟和秒。 3. `data`:8位二进制数据,用于设定或更新时钟的数值。 4. `reset`:复位信号,当该信号有效时,所有计数器将重置到初始状态。 5. `pause`:暂停信号,用于控制秒计数器是否暂停。 输出包括: 1. `clk`:生成的1Hz时钟信号,用于驱动时钟的显示部分。 2. `alertout`:整点报时输出,当分钟和秒都为零时,该信号有效。 3. 6个7段译码器输出(`dechourH`, `dechourL`, `decminH`, `decminL`, `decsecH`, `decsecL`):这些用于驱动7段LED显示器,显示小时、分钟和秒的十进制值。 模块内部包含以下子模块: 1. `divider_27M`:分频器,将27MHz的时钟分频得到1Hz的时钟输出。 2. `count24 count_hour`, `count60 count_min`, `count60 count_sec`:三个计数器,分别用于计算小时、分钟和秒。它们接收分频后的时钟信号,并根据各自的计数范围(24小时、60分钟、60秒)进行递增。`load`信号允许在任意时刻设置新的时间值,`min_to_hour`和`sec_to_min`信号用于同步不同计数器间的转换。 3. `decode4_7hour2`, `decode4_7hour4`, `decode4_7min6`, `decode4_7min0`, `decode4_7sec6`, `decode4_7sec0`:这些是4到7段译码器,将4位二进制数转换为7段码,以驱动7段LED显示器显示小时和分钟的十进制数值。 4. `alertonehour`:整点报时模块,当分钟和秒都为零时,产生`alertout`信号。 整个设计通过这些子模块协同工作,实现了完整的电子时钟功能。用户可以通过`load`信号和`data`输入设置时间,而`clk`和7段译码器输出则驱动实际的显示。`alertout`信号则提供了整点报时的额外功能。通过Verilog的并行和顺序执行特性,这个设计能够高效地在FPGA或ASIC上实现。
2009-02-14 上传
摘 要:Verilog是广泛应用的硬件描述语言,可以用在硬件设计流程的建模、综合和模拟等多个阶段。随着硬件设计规模的不断扩大,应用硬件描述语言进行描述的CPLD结构,成为设计专用集成电路和其他集成电路的主流。通过应用Verilog HDL对多功能电子钟的设计,达到对Verilog HDL的理解,同时对CPLD器件进行简要了解。 本文的研究内容包括: 对Altera公司Flex 10K系列的EPF10K 10简要介绍,Altera公司软件Max+plusⅡ简要介绍和应用Verilog HDL对多功能电子钟进行设计。 关键词:多功能电子钟;硬件描述语言 Abstract:Verilog is the most widely used hardware description language.It can be used to the modeling, synthesis, and simulation stages of the hardware system design flow. With the scale of hardware design continually enlarging, describing the CPLD with HDL become the mainstream of designing ASIC and other IC.To comprehend Verilog HDL and get some knowledge of CPLD device, we design a block with several functions with Verilog HDL. This thesis is about to discuss the above there aspects: Introduce the EPF10K 10 of Flex 10K series producted by Altera Corporation simply. the software Max+plusⅡ,Design the block with several functions with Verilog HDL. Keywords: block with several functions; hardware description language ******************************************* 目  录 1 引言 2 1.1课题的背景、目的 2 1.2 课题设计环境 2 2 EPF10K 10相关说明及VERILOG HDL简介 2 2.1 EPF10K 10相关说明 2 2.2 VERILOG HDL硬件描述语言简介 4 3应用VERILOG HDL描述的多功能电子钟 5 3.1功能描述 5 3.2 源程序 6 3.3模块仿真 13 4 应用VERILOG HDL描述的多功能电子钟功能模块及仿真 15 4.1 计时模块 15 4.2 闹铃设置模块 17 4.3 校时模块 19 4.4 秒表功能模块 22 4.5 整点报时模块 25 4.6 闹铃屏蔽及响铃功能 27 4.7 秒表提示铃声功能 28 5结束语 30 6致谢 30 参考文献 31