ISE实现多功能数字钟设计Word格式文档下载.docx
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。
nCLR（nCR），
.CLK_1HzOut（CP_1Hz））;
//用以时钟计数的CP
defparamU0。
N=25，
U0。
CLK_Freq=50000000,
OUT_Freq=1；
Divider50MHzU1（。
CLK_50M（CLK_50）,
.CLK_1HzOut（CP_200Hz））;
//用以动态扫描的CP,供给数码管
defparamU1。
N=18，
U1.CLK_Freq=50000000,
U1。
OUT_Freq=200；
//===========60进制秒计数器=========
Scounter10S0（TSecond[3:
0]，nCR,EN，CP_1Hz）;
//秒：
个位
Scounter6S1（TSecond[7：
4]，nCR,（TSecond[3：
0]==4’h9）,CP_1Hz）;
十位
//===========60进制分计数器=========
Mcounter10M0（TMinute［3:
0],nCR,ENM_L，EN，CP_1Hz）;
//分：
Mcounter6M1（TMinute［7：
4］，nCR,ENM_H,EN,CP_1Hz）;
assignENM_L=Adj_Min？
Vdd:
（TSecond==8’h59）；
//分钟按书上CP调时
assignENM_H=（Adj_Min＆＆（TMinute[3：
0]==4'
h9））||（TMinute[3:
0］==4'
h9）&
＆（TSecond==8’h59）；
//24小时制
counter24H0（Hour_24[7：
4]，Hour_24[3:
0］,nCR，ENH，EN,CP_1Hz）;
assignENH=Adj_Hour？
（（TMinute==8’h59）＆＆（TSecond==8’h59））；
//===========12小时与24小时进制切换控制==========
assignDisplay_HourAdjust=（（Hour_24==8'
h20）||（Hour_24==8’h21））?
（Hour_24-24）：
（Hour_24—18）;
assignHour_12=（Hour_24〈8'
h13）?
Hour_24:
Display_HourAdjust；
assignDisplay_HourT=Hchange？
Hour_12：
Hour_24；
//===========闹钟============
//—--——-———-时钟秒—-————---
//counter60CCS（nCR，CP_1Hz,EN,CSecond［7：
4]，CSecond［3:
0]）;
//——————-——-时钟分—-—————-—
counter60CCM（nCR,CP_1Hz,CMin_EN，CMinute［7:
4］,CMinute[3:
0]）；
//--产生分使能信号--
assignCMin_EN=（！
EN&
＆Adj_Clock&
＆Adj_Min）；
//————-—-———时钟时————-----
Counter24CCCH（nCR,CP_1Hz,CHour_EN,CHour[7:
4］,CHour[3：
0］）;
//-—产生时使能信号--
assignCHour_EN=（！
EN＆&
Adj_Clock&
＆Adj_Hour）;
//—-闹钟响——
always@（ENorClock_EN）//闹钟开关
begin
if（EN&
&
Clock_EN&
＆（CHour==Display_HourT）＆&
（CMinute==TMinute））Alarm<
=1;
elseAlarm〈=0；
end
always＠（posedgeCLK_50ornegedgeENornegedgeAlarm）//表示闹钟的LED
if（~EN）Led_Alarm〈=0;
else
begin
if（~Alarm）Led_Alarm<
=0;
elseLed_Alarm<
=~Led_Alarm；
end
//alarm_clockAL0（Hour24，Minute,CP_1Hz,Set_Alarm，Close_clock，nCR，KeySet_Hour_ev,KeySet_Minute_ev,LD_7,Alarm_Hour，Alarm_Minute）；
//===========数码显示=========
always@（Adj_Clock）//确定数码管显示闹钟还是正常时钟
if（Adj_Clock）beginDisplay_Hour<
=CHour;
Minute<
=CMinute；
end
elsebeginDisplay_Hour〈=Display_HourT;
=TMinute；
end
always@（posedgeCP_200Hz）
begin
if（Change==1）//数码管进行时分显示
begin
case（HEX）
4'
b1110：
beginHEX〈=4'
b0111；
bcd<
=Display_Hour[7：
4］；
end//第一根数码管显示小时十位
4’b0111:
b1011;
bcd〈=Display_Hour[3：
0］；
end//第二根显示小时个位
b1011：
beginHEX<
=4'
b1101;
bcd〈=Minute[7:
4］;
end//第三根显示分钟十位
b1101:
b1110；
=Minute[3：
0］;
end//第四根显示分钟个位
default:
=0111；
bcd〈=Display_Hour［7:
4];
endcase
end
else//数码管进行秒显示,change为低电平时显示秒
b1110:
b1101；
=TSecond[7：
end//第三根显示秒十位
beginHEX〈=4’b1110;
=TSecond[3:
end//第四根显示秒个位
default：
beginHEX〈=1101；
bcd〈=TSecond[7：
end
SEG7_LUTL0（HEX0，bcd）；
//调用数码管子函数
//======整点报时==========
assignLD_6=LD_6_RADIO;
always@（CP_1Hz）
if（（Minute[7:
0］==8'
h00）＆&
（counter[7:
0]〈（Hour_24[7：
4］*10+Hour_24［3:
0]）））
LD_6_RADIO<
=CP_1Hz；
else
=0；
always＠（posedgeCP_1Hz）
if（Minute［7:
0］==8’h00）
counter[7：
0]〈=counter[7:
0]+1’b1；
else
0］<
=8'
h00;
end
endmodule
五、顶层模块设计图
六、子模块设计
1、50MHz分频器
moduleDivider50MHz（CLK_50M，nCLR,CLK_1HzOut）；
parameterN=25；
//位宽
parameterCLK_Freq=50000000；
//50MHz时钟输入
parameterOUT_Freq=1；
//1Hz时钟输出
inputnCLR,CLK_50M；
//输入端口说明
outputregCLK_1HzOut；
//输出端口说明
reg[N-1:
0]Count_DIV；
//内部节点,存放计数器的输出值
always@（posedgeCLK_50MornegedgenCLR）
if（！
nCLR）beginCLK_1HzOut〈=0；
Count_DIV<
elsebegin
if（Count_DIV<
（CLK_Freq/（2*OUT_Freq）—1））//计数器模
Count_DIV<
=Count_DIV+1’b1；
//分频器计数加1
elsebegin
//分频器输出清零
CLK_1HzOut<
=～CLK_1HzOut;
//输出信号取反
2、秒模10计数器
moduleScounter10（Q，nCR，EN,CP）；
inputCP,nCR，EN;
outputQ；
reg［3：
0］Q；
always@（posedgeCPornegedgenCR）
begin
if（～nCR）Q<
=4'
//异步清零
elseif（~EN）Q<
=Q；
//暂停计数
elseif（Q==4’b1001）Q〈=4’b0000;
elseQ<
=Q+1'
b1；
3、秒模6计数器
moduleScounter6（Q,nCR，EN，CP）;
inputCP,nCR，EN；
reg[3:
0]Q;
if（~nCR）Q〈=4’b0000；
elseif（～EN）Q<
elseif（Q==4'
b0101）Q<
=4’b0000；
elseQ〈=Q+1'
b1;
4、分模10计数器
moduleMcounter10（Q,nCR，EN1,EN2，CP）;
inputCP,nCR，EN1，EN2；
outputQ;
reg［3:
0］Q;
always＠（posedgeCPornegedgenCR）
if（~nCR）Q<
elseif（~EN1|｜！
EN2）Q<
b1001）Q〈=4’b0000;
elseQ〈=Q+1’b1；
5、分模6计数器
moduleMcounter6（Q，nCR,EN1,EN2,CP）；
inputCP,nCR,EN1,EN2；
reg[3：
if（～nCR）Q〈=4’b0000；
elseif（~EN1||~EN2）Q〈=Q;
elseif（Q==4’b0101）Q〈=4’b0000;
=Q+1’b1;
6、模24计数器
modulecounter24（CntH,CntL,nCR,EN1,EN2,CP）;
inputCP，nCR，EN1，EN2;
outputreg［3:
0］CntH，CntL；
//小时的十位和个位输出
always＠（posedgeCPornegedgenCR）
if（～nCR）{CntH，CntL｝〈=8'
//异步清零
elseif（～EN1｜|~EN2）｛CntH,CntL}〈={CntH，CntL｝;
//暂停计数
elseif（（CntH）〉2｜|（CntL〉9）｜｜（CntH）==2&
（CntL）〉=3）
｛CntH，CntL｝〈=8'
//对小时计数器出错时的处理
elseif（（CntH）==2&
＆（CntL）〈3）//进行20～23计数
beginCntH<
=CntH;
CntL〈=CntL+1’b1；
elseif（CntL==9）//小时十位的计数
=CntH+1'
CntL〈=4’b0000;
else
beginCntH〈=CntH；
7、模60计数器
modulecounter60（nCLR,Clk，EN，CntH，CntL）;
inputnCLR，Clk，EN；
outputreg[3：
0］CntH，CntL;
always＠（posedgeClkornegedgenCLR）
if（～nCLR）
{CntH，CntL｝〈=0；
//异步清零
elseif（~EN）
{CntH，CntL}<
=｛CntH,CntL};
//暂停信号
elseif（（（CntH>
5）||（CntL〉9））｜｜（（CntH==5）&
＆（CntL==9）））
｛CntH,CntL}〈=8'
//异常处理
elseif（CntL==9）
=CntH+1'
CntL〈=0；
end//十位计数
beginCntH〈=CntH;
CntL<
=CntL+1’b1；
end//个位计数
8、数码管显示
moduleSEG7_LUT（oSEG,iDIG）；
input[3:
0]iDIG;
//二进制输入
outputreg[6:
0］oSEG；
//7段码输出
always＠（iDIG）
case（iDIG）
4'
h0：
oSEG=7'
b000_0001；
4’h1:
oSEG=7’b100_1111;
4’h2:
b001_0010;
4’h3:
b000_0110;
h4：
b100_1100；
h5:
oSEG=7’b010_0100;
h6:
b010_0000；
h7:
oSEG=7’b000_1111；
h8:
oSEG=7’b000_0000；
h9：
b000_0100；
default：
oSEG=7'
b1111111；
endcase
七、各模块仿真
1、模10计数器
测试代码：
//Inputs
regnCR;
regEN；
regCP；
//Outputs
wire[3:
0]Q；
//InstantiatetheUnitUnderTest（UUT）
counter10uut（
.Q（Q）,
。
nCR（nCR），
.EN（EN）,
.CP（CP）
）；
parameterPERIOD=40;
//时钟信号周期设置为40ns
alwaysbegin
CP=1’b0;
＃（PERIOD/2）CP=1'
#（PERIOD/2）；
initialbegin
//InitializeInputs
nCR=0;
EN=1；
CP=1；
//Wait100nsforglobalresettofinish
＃100;
nCR=1；
//Addstimulushere
2、模6计数器
测试代码:
//Inputs
regnCR；
regEN;
regCP;
counter6uut（
Q（Q），
.nCR（nCR）,
EN（EN），
CP（CP）
）;
parameterPERIOD=40；
CP=1'
b0；
#（PERIOD/2）CP=1’b1；
nCR=0；
#100；
nCR=1;
3、模24计数器
wire［3:
0］CntH;
0]CntL；
counter24uut（
CntH（CntH）,
.CntL（CntL），
EN（EN）,
#（PERIOD/2）CP=1'
#（PERIOD/2）;
EN=1;
4、模60计数器
regnCLR;
regClk;
0]CntH；
0］CntL；
counter60uut（
.nCLR（nCLR）,
Clk（Clk），
.EN（EN），
CntH（CntH），
.CntL（CntL）
Clk=1'
b0;
＃（PERIOD/2）Clk=1’b1;
＃（PERIOD/2）；
nCLR=0；
Clk=1;
nCLR=1；
//Addstimulush
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