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计算机与信息工程系《脉冲与数字电路》课程设计报告专业通信工程班级B090507学号B09050722姓名张亚威报告完成日期2011/06/24指导教师秦玉洁评语：成绩：批阅教师签名：批阅时间：1.任务和设计要求设计具有时、分、秒计数显示，以24小时循环计时的时钟电路，带有清零和校准功能；2.设计原理采用硬件描述语言Verilog进行编程，实现20MHZ晶振到1HZ的分频；采用verilog语言实现数字表功能实现的各个模块；通过各个模块的代码生成相应的模块原理图；再将各个模块生成的原理图进行叠加组成一个数字表系统；3.系统设计设计的数字表有6个输入，16个输出；6个输入中，有一个是时钟信号，开发板上的28号引脚输入的50MHZ的时钟信号；一个清零端，当数字表正常显示时，按下清零端可以实现数字钟整体电路图：4.各个模块设计基于EP1C6Q240C8的数字钟设计，有6个模块组成：Fdiv分频模块Control模式选择模块Tune校正模块Zoushi时间正常运行模块Saomiao数码管动态扫描模块；DecoderBCD译码模块；Fdiv模块：功能：实现20MHZ的时钟信号分成10KHZ的信号和1HZ的信号；输入：clk为20MHZ的时钟信号；输出：f10000HZ为10KH的时钟信号；F1HZ为1HZ的时钟信号；Fdiv模块代码：modulefdiv(clk,f10000Hz,f1Hz);outputf10000Hz,f1Hz;inputclk;regf10000Hz,f1Hz;integerCNT1=0,CNT2=0;always@(posedgeclk)beginif(CNT11999)beginCNT1=CNT1+1;f10000Hz=1'b0;endelsebeginCNT1=0;f10000Hz=1'b1;endendalways@(posedgef10000Hz)beginif(CNT29999)beginCNT2=CNT2+1;f1Hz=1'b0;endelsebeginCNT2=0;f1Hz=1'b1;endendendmodulefdiv模块波形仿真：由于实际的分频波形仿真中，由于要将20MHZ的分成1HZ的，需要将信号缩小20000000倍，因此，此处采用将20HZ的先分成10HZ，然后再将10HZ的分成1HZ的时钟信号；在仿真中这样整，在实际演示中再改下代码，实现真正的20MHZ到1HZ的分频；它们只是一个倍数关系而已；Control模块：功能：实现电子表的正常显示及时间校正模式的转换；输入：key模式修改键，每来一个高电平，mode加一次。如果mode的值为2，则mode被赋值为1；Reset复位键，如果reset为1，则mode被赋值为0；输出：mode用于输出到下一级模块，进行模式判断；Control模块源代码：modulecontrol(mode,key,reset);inputkey,reset;output[1:0]mode;reg[1:0]mode;always@(posedgekey)beginif(reset)beginmode=2'b00;endelsebeginmode=mode+2'b01;if(mode==2)beginmode=2'b00;endendendendmoduleControl模块波形仿真Tune模块功能：实现秒分时的校正；输入：Mode为模式选择，mode为0时是正常显示时间模式；mode为1时，是秒、分、时加一模式。Mode为2时，是时分秒减一模式；Ht为时调节输入；mt为分调节输入；St为秒调节输入；输出：Aa为秒的个位；Ba为秒的十位；Da为分钟的个位；Ea为分钟的十位；Ga为小时的个位；Ha为小时的十位；Tune调时模块源代码：moduletune(mode,ht,mt,st,aa,ba,da,ea,ga,ha);input[1:0]mode;inputht;inputmt;inputst;output[3:0]aa;output[2:0]ba;output[3:0]da;output[2:0]ea;output[3:0]ga;output[1:0]ha;reg[3:0]aa,da,ga;reg[2:0]ba,ea;reg[1:0]ha;always@(posedgest)beginif(mode==1)beginaa=aa+1;if(aa==9)beginba=ba+1;aa=0;endif(ba==5&&aa==9)ba=0;endelseif(mode==2)beginaa=aa-1;if(aa==0)beginba=ba-1;aa=9;endif(ba==0&&aa==0)ba=5;endendalways@(posedgemt)beginif(mode==1)beginda=da+1;if(da==9)beginea=ea+1;da=0;endif(ea==5&&da==9)ea=0;endelseif(mode==2)beginda=da-1;if(da==0)beginea=ea-1;da=9;endif(ea==0&&da==0)ea=5;endendalways@(posedgeht)beginif(mode==1)beginga=ga+1;if(ga==9)beginha=ha+1;ga=0;endif(ha==2&&ga==3)beginha=0;ga=0;endendelseif(mode==2)beginga=ga-1;if(ga==0)beginha=ha-1;ga=9;endif(ga==0&&ha==0)beginga=3;ha=2;endendendendmoduleTune调时模块仿真波形：Mode为0时，ht,mt,st均不起作用；Mode为1时，小时加到23，ht再来一个上升沿，小时变为0；Mode为1时，秒、分加到59，st、mt再来一个上升沿，秒、分变成0；Mode为2时，小时减到0，ht再来一个上升沿，小时变为23；Mode为2时，秒、分减到0，st、mt再来一个上升沿，秒、分变成59；Zoushi模块：功能：实现时间的正常显示及校正显示；正常显示，当秒加到59时，1HZ的脉冲信号CLK1再来一个上升沿，秒变为0，同时分加一；当正常显示时，复位端来一个上升沿的脉冲，显示变成输入端输入的数据；Mode变成模式1时，显示变成输入端输入的数据；Mode变成模式2时，显示变成输入端输入的数据；Saomiao模块：功能：实现数码管的动态扫描；输入：clk10K输入10KHZ的时钟信号作为数码管的动态扫描时钟信号；a[3..0]上一级输出的秒的个位；b[2..0]上一级输出的秒的十位；c[3..0]上一级输出的分秒之间的标志位；d[3..0]上一级输出的分的个位；e[2..0]上一级输出的分的十位；f[2..0]上一级输出的秒的时分之间的标志位；g[3..0]上一级输出的时的个位；h[2..0]上一级输出的时的个位；输出：zx[3..0]数码管将要显示的4位BCD码；Zw[7..0]八位数码管动态扫描输出；Saomiao数码管扫描模块源代码：modulesaomiao(a,b,c,d,e,f,g,h,f10000HZ,zx,zw);inputf10000HZ;input[3:0]a,d,g,c,f;input[2:0]b,e;input[1:0]h;output[3:0]zx;output[7:0]zw;reg[3:0]zx;reg[7:0]zw;reg[2:0]slip;always@(posedgef10000HZ)beginif(slip==100)slip=4'b000;elseslip=slip+1'b1;endalways@(slip)begincase(slip)4'd0:beginzw=8'b11111110;zx=a;end4'd1:beginzw=8'b11111101;zx=b;end4'd2:beginzw=8'b11111011;zx=c;end4'd3:beginzw=8'b11110111;zx=d;end4'd4:beginzw=8'b11101111;zx=e;end4'd5:beginzw=8'b11011111;zx=f;end4'd6:beginzw=8'b10111111;zx=g;end4'd7:beginzw=8'b01111111;zx=h;enddefault:zw=8'bx;endcaseendendmoduleSaomiao数码管扫描模块仿真波形：Zx显示的是上一级输出的4位BCD码，此处是以十进制的形式显示的；Decoder模块：功能：将上一级输出的4为BCD码转换成数码管能正常显示的数据；输入：zx[3..0]上一级输出的4位BCD码；输出：seg[6..0]数码管能正常显示的数据；Decoder译码模块源代码：moduledecoder(zx,seg);input[3:0]zx;output[6:0]seg;reg[6:0]seg;always@(zx)begincase(zx)4'b0000:seg=7'b0111111;4'b0001:seg=7'b0000110;4'b0010:seg=7'b1011011;4'b0011:seg=7'b1001111;4'b0100:seg=7'b1100110;4'b0101:seg=7'b1101101;4'b0110:seg=7'b1111101;4'b0111:seg=7'b0000111;4'b1000:seg=7'b1111111;4'b1001:seg=7'b1101111;4'b1010:seg=7'b1000000;default:seg=7'bx;endcaseendendmoduleDecoder译码模块仿真波形：输入的4位BCD码从0~10，则数码管显示0~9和一横标志位；5.系统调试与性能分析在第一次做好之后，下载到开发板里面，出现了问题，不能下载成功；最初认为是下载器的驱动没有安装好，后来经过认真的分析是因为在选择芯片的时候，选错了芯片；在进行了芯片的正确选择，以及引脚的正确配置后，成功的加生成的.sof文件下载到了开发板中；6.设计过程中遇到的问题及解决方法。程序完全调时成功后，下载到开发板中，显示全部为0，可能是时钟分频的问题；解决方法是修改源代码，进行正确的时钟信号分频；