【導(dǎo)讀】校時功能、定時鬧鐘功能以及校園打鈴功能。此數(shù)字鐘是一個將“時”、“分”、“秒”顯示于人的視覺器官的計時裝置，它的計時周期為24小時，顯示滿刻度為23時59分59秒；校時功能可以根據(jù)需要自行設(shè)置時間；校園打鈴功能，即在每天固定時間響鈴20s。法，由各個基本模塊共同構(gòu)建了一個基于FPGA的數(shù)字鐘。塊、數(shù)據(jù)譯碼模塊、顯示以及報時模塊組成。經(jīng)編譯和仿真所設(shè)計的程。序，在可編程邏輯器件上下載驗證。本系統(tǒng)用晶體振蕩器產(chǎn)生時間標(biāo)準(zhǔn)。信號，這里采用石英晶體振蕩器，然后經(jīng)過分頻得到需要的秒計時信號。顯示器件選用LED七段數(shù)碼管，在譯碼。顯示電路輸出的驅(qū)動下，顯示出清晰、直觀的數(shù)字符號。

　　

【正文】 tmpSa:=tmpSa+1。COUT1=39。039。 END IF。 END IF。 END IF 。 QSA=tmpsa。QSB=tmpsb。 END PROCESS 。 END a。 時計數(shù)模塊的仿真波形圖如下圖所示： 西安歐亞學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 29 圖 413 秒計數(shù)模塊仿真波形圖 時鐘校時模塊 本系統(tǒng)需要對分和時實現(xiàn)校時功能，即可以利用按鍵調(diào)整分和時。利用上述計數(shù)電路的特點(diǎn)，可通過人為產(chǎn)生脈沖的方法來產(chǎn)生計數(shù)的增加，以便實現(xiàn)校時功能。 電路圖如下圖所示： 圖 414 時鐘校時模塊圖 其中， StateMachine 模塊的代碼如下： LIBRARY IEEE。 USE 。 ENTITY StateMachine IS PORT ( CLK,reset: IN STD_LOGIC。 y : OUT STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0))。 END StateMachine。 ARCHITECTURE behav OF StateMachine IS TYPE states IS (st0, st1, st2)。 SIGNAL stx : states。 西安歐亞學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 30 BEGIN COMREG : PROCESS(CLK,RESET) BEGIN 決定轉(zhuǎn)換狀態(tài)的進(jìn)程 IF RESET =39。039。 THEN STX = st0。 ELSIF CLK39。EVENT AND CLK = 39。139。 THEN CASE STX IS WHEN st0 = STX = st1。 WHEN st1 = STX = st2。 WHEN st2 = STX = st0。 WHEN OTHERS = STX = st0。 END CASE 。 END IF。 END PROCESS COMREG 。 COM1: PROCESS(STX) 輸出控制信號的進(jìn)程 BEGIN CASE STX IS WHEN st0 = y = 11 。 WHEN st1 = y = 01 。 WHEN st2 = y = 10 。 WHEN OTHERS = y=11 。 END CASE 。 END PROCESS COM1 。 END behav。 帶校時功能的整體時鐘模塊 將上面的模塊聯(lián)合在一起，就得到了整體時鐘模塊，并且可以實現(xiàn)校時功能。 系統(tǒng)模塊圖如下圖所示： 西安歐亞學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 31 圖 415 時鐘模塊框圖 頂層模塊圖如下圖所示： 圖 415 時鐘模塊頂層圖 整個時鐘模塊的仿真波形圖如下圖所示： 西安歐亞學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 32 圖 415 時鐘模塊仿真波形圖 定時鬧鈴模塊 定時 鬧鈴 模塊由兩部分組成， 一部分負(fù)責(zé)調(diào)整鬧鈴的時間，另一部分負(fù)責(zé)在規(guī)定的時間觸發(fā)打鈴。其中，控制部分的功能和時鐘校時模塊的功能相同，但是實現(xiàn)方式不太相同。本模塊中，第一個按鍵不按下的狀態(tài)下，按第二個按鍵，調(diào)整分計數(shù)，而在第一個按鍵按下的狀態(tài)下，按第二個按鍵調(diào)整的是時計數(shù)。 鬧鈴控制模塊 控制部分的代碼如下所示： LIBRARY ieee。 USE 。 ENTITY ctrl_memo IS PORT( reset,k1,up_key: IN STD_LOGIC。 k1 高電平為調(diào)時，低電平為調(diào)分 Q_hourb : OUT INTEGER RANGE 0 TO 10?！皶r ”高位 Q_houra : OUT INTEGER RANGE 0 TO 10。“時 ”低西安歐亞學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 33 位 Q_minueb : OUT INTEGER RANGE 0 TO 10。 Q_minuea : OUT INTEGER RANGE 0 TO 10)。 END ctrl_memo。 ARCHITECTURE a OF ctrl_memo IS BEGIN PROCESS(reset,k1,up_key) VARIABLE Q_tmpma: INTEGER RANGE 0 TO 10。 VARIABLE Q_tmpmb: INTEGER RANGE 0 TO 10。 VARIABLE Q_tmpha: INTEGER RANGE 0 TO 10。 VARIABLE Q_tmphb: INTEGER RANGE 0 TO 10。 BEGIN IF reset=39。039。 THEN Q_tmpma:= 0。 Q_tmpmb:= 0。Q_tmpha:= 0。 Q_tmphb:= 0。 ELSIF up_key39。event AND up_key=39。139。 THEN IF k1=39。139。 THEN IF Q_tmphb=2 AND Q_tmpha=3 THEN Q_tmphb:=0。 Q_tmpha:=0 。 ELSIF Q_tmpha=9 THEN Q_tmpha:=0。 Q_tmphb:=Q_tmphb+1。 ELSE Q_tmpha:=Q_tmpha+1。 END IF。 else IF Q_tmpmb=5 AND Q_tmpma=9 THEN Q_tmpmb:=0。 Q_tmpma:=0 。 ELSIF Q_tmpma=9 THEN Q_tmpma:=0。 Q_tmpmb:=Q_tmpmb+1。 ELSE Q_tmpma:=Q_tmpma+1。 END IF。 END IF。 END IF 。 西安歐亞學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 34 Q_hourb=Q_tmphb。 Q_houra=Q_tmpha。 Q_minueb=Q_tmpmb。 Q_minuea=Q_tmpma。 END PROCESS 。 END a。 其頂層模塊圖如下圖所示： 圖 416 定時鬧鐘模塊頂層圖 鬧鈴比較模塊 比較模塊 把輸入的時信號和秒信號和預(yù)設(shè)的時間進(jìn)行比較，如果相同，就會輸出高電平。 的代碼如下： LIBRARY ieee。 USE 。 ENTITY parer IS PORT( CLk0: IN STD_LOGIC。 QH_A,QM_A: IN INTEGER RANGE 0 TO 10。 QH_B: IN INTEGER RANGE 0 TO 10。 QM_B: IN INTEGER RANGE 0 TO 10。 HARM_A,MARM_A: IN INTEGER RANGE 0 TO 10。 HARM_B: IN INTEGER RANGE 0 TO 10。 MARM_B: IN INTEGER RANGE 0 TO 10。 SPEAK: OUT STD_LOGIC)。 END parer。 ARCHITECTURE a OF parer IS SIGNAL Y: STD_LOGIC。 西安歐亞學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 35 BEGIN SPEAK=CLK0 AND Y。 Y=39。139。 WHEN (QH_A=HARM_A) AND (QM_A = MARM_A) AND (QH_B = HARM_B) AND (QM_B=MARM_B) ELSE 39。039。 END a。 頂層模塊圖如下圖所示： 圖 415 定時鬧鐘比較模塊頂層圖 校園打鈴鬧鈴模塊 校園打鈴模塊 校園打鈴的 原 理和定時鬧鈴相似，只是沒有設(shè)置模塊，所有的打鈴時間都是預(yù)設(shè)好的，并且分為春季作息時間和夏季作息時間。本模塊把輸入的時信號和秒信號和預(yù)設(shè)的時間進(jìn)行比較，如果相同，就會輸出高電平。 本模塊的代碼如下： LIBRARY ieee。 USE 。 USE 。 ENTITY COMP_TIME IS 西安歐亞學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 36 PORT( K3: IN STD_LOGIC。 QH_A,QM_A: IN INTEGER RANGE 0 TO 10。 QH_B: IN INTEGER RANGE 0 TO 10。 QM_B: IN INTEGER RANGE 0 TO 10。 Q_Y: OUT STD_LOGIC)。 END COMP_TIME。 ARCHITECTURE a OF COMP_TIME IS SIGNAL QTIME:STD_LOGIC_VECTOR(12 DOWNTO 0)。 SIGNAL Q_HA:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0)。 SIGNAL Q_HB:STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0)。 SIGNAL Q_MA:STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0)。 SIGNAL Q_MB:STD_LOGIC_VECTOR (2 DOWNTO 0)。 BEGIN Q_HA = conv_std_logic_vector (QH_A,4)。 Q_HB = conv_std_logic_vector (QH_B,2)。 Q_MA = conv_std_logic_vector (QM_A,4)。 Q_MB = conv_std_logic_vector (QM_B,3)。 QTIME=Q_HB amp。 Q_HA amp。 Q_MB amp。 Q_MA。 PROCESS(QTIME,K3) BEGIN IF K3=39。139。 THEN CASE QTIME IS WHEN 0001101010000 = Q_Y=39。139。 WHEN 0001111000000 = Q_Y=39。139。 WHEN 0001111010000 = Q_Y=39。139。 WHEN 0010000110101 = Q_Y=39。139。 WHEN 0010001000101 = Q_Y=39。139。 WHEN 0010010110000 = Q_Y=39。139。 WHEN 0010011010000 = Q_Y=39。139。 WHEN 0100000110101 = Q_Y=39。139。 WHEN 0100001000101 = Q_Y=39。139。 西安歐亞學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 37 WHEN 0100010110000 = Q_Y=39。139。 WHEN 0101000000000 = Q_Y=39。139。 WHEN 0101000010000 = Q_Y=39。139。 WHEN 0101001010101 = Q_Y=39。139。 WHEN 0101010000101 = Q_Y=39。139。 WHEN 0101011010000 = Q_Y=39。139。 WHEN 0101100000000 = Q_Y=39。139。 WHEN 0101101000101 = Q_Y=39。139。 WHEN 0101101010101 = Q_Y=39。139。 WHEN 0101111000000 = Q_Y=39。139。 WHEN 0110010000000 = Q_Y=39。139。 WHEN 0110011000101 = Q_Y=39。139。