【正文】 u 功能鍵用來選擇不同的工作模式：時(shí)間正常顯示功能、時(shí)間調(diào)整與顯示、秒表功能、鬧鐘設(shè)置與查看、日期顯示、日期調(diào)整與設(shè)置。216。 4號(hào)鍵功能模式，即鬧鐘設(shè)置與查看時(shí)，同樣用作時(shí)、分、秒的移位，按一下，將會(huì)實(shí)現(xiàn)“時(shí)分秒”的依次移位，便于在特定位置進(jìn)行調(diào)整；216。u 調(diào)整鍵2：主要用于鬧鐘設(shè)置、日期顯示與調(diào)整、秒表、時(shí)間調(diào)整與設(shè)置中的調(diào)整按鈕，與功能鍵配合使用。 2號(hào)鍵功能模式，即時(shí)間調(diào)整與設(shè)置時(shí)，用作時(shí)、分、秒的調(diào)整，按一下，將會(huì)使得當(dāng)前調(diào)整鍵1選擇的位置數(shù)字增加1；216。 6號(hào)鍵功能模式，即日期調(diào)整與設(shè)置時(shí)，用作月、日的移位，按一下，將會(huì)使得當(dāng)前調(diào)整鍵1選擇的位置數(shù)字增加1。在FPGA設(shè)計(jì)時(shí)通常采用四種時(shí)鐘：全局時(shí)鐘、門控時(shí)鐘、多級(jí)邏輯時(shí)鐘和波動(dòng)式時(shí)鐘，多時(shí)鐘系統(tǒng)是這四種時(shí)鐘類型的任意組合。在FPGA設(shè)計(jì)中最好的時(shí)鐘方案是：由專用的全局時(shí)鐘輸入引腳驅(qū)動(dòng)單個(gè)主時(shí)鐘去控制設(shè)計(jì)項(xiàng)目中的每一個(gè)觸發(fā)器?！￠T控時(shí)鐘在許多應(yīng)用中，整個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目都采用外部的全局時(shí)鐘是不可能或不實(shí)際的，所以通常用陣列時(shí)鐘構(gòu)成門控時(shí)鐘。每當(dāng)用組合邏輯來控制觸發(fā)器時(shí)，通常都存在著門控時(shí)鐘。如果設(shè)計(jì)滿足下述兩個(gè)條件，則可以保證時(shí)鐘信號(hào)不出現(xiàn)危險(xiǎn)的毛刺，門控時(shí)鐘就可以像全局時(shí)鐘一樣可靠工作：u 驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘的邏輯必須只包含一個(gè)“與門”或一個(gè)“或門”，如果采用任何附加邏輯，就會(huì)在某些工作狀態(tài)下出現(xiàn)由于邏輯競爭而產(chǎn)生的毛刺?！《嗉?jí)邏輯時(shí)鐘當(dāng)產(chǎn)生門控時(shí)鐘的組合邏輯超過一級(jí)，即超過單個(gè)的“與門”或“或門”時(shí)，該設(shè)計(jì)項(xiàng)目的可靠性將變得很差。不同的系統(tǒng) 需要采用不同的方法消除多級(jí)時(shí)鐘，并沒有一個(gè)固定的模式。由于兩個(gè)時(shí)鐘信號(hào)之間要求一定的建立和保持時(shí)間，所以上述應(yīng)用引進(jìn)了附加的定時(shí)約束條件，它們會(huì)要求將某些異步信號(hào)同步化。最好的方法是將所有非同源時(shí)鐘同步化。這時(shí)就需要使用帶使能端的D觸發(fā)器，并引入一個(gè)高頻時(shí)鐘來實(shí)現(xiàn)信號(hào)的同步化。為了獲得高驅(qū)動(dòng)能、低抖動(dòng)時(shí)延、穩(wěn)定的占空比的時(shí)鐘信號(hào)，一般使用FPGA內(nèi)部的專用時(shí)鐘資源產(chǎn)生同步時(shí)序電路的主工作時(shí)鐘?！‰娮尤f年歷的控制系統(tǒng)此電子萬年歷系統(tǒng)主要有8個(gè)模塊分別設(shè)計(jì)仿真，分別是以下8個(gè)模塊：1. 主控制模塊 maincontrol2. 時(shí)間及其設(shè)置模塊 timepiece_main3. 時(shí)間顯示動(dòng)態(tài)位選模塊 time_disp_select4. 顯示模塊 disp_data_mux5. 秒表模塊 stopwatch6. 日期顯示與設(shè)置模塊 date_main7. 鬧鐘模塊 alarmclock8. 分頻模塊 fdiv　主控制模塊 maincontrol該模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)功能模塊的整體控制，包括對(duì)時(shí)間顯示與調(diào)整、日期顯示與調(diào)整、鬧鐘顯示與調(diào)整、秒表操作等的控制，結(jié)構(gòu)功能圖如21所示，波形仿真圖如22所示?！r(shí)間及其設(shè)置模塊 time_auto_and_set時(shí)間及其設(shè)置模塊主要完成時(shí)間的自動(dòng)正常運(yùn)行與顯示，以及在相應(yīng)的功能號(hào)下，實(shí)現(xiàn)時(shí)間的調(diào)整與設(shè)置。 圖23 時(shí)間及其設(shè)置模塊的結(jié)構(gòu)功能圖 圖24 時(shí)間模塊的結(jié)構(gòu)功能圖u 秒自動(dòng)計(jì)時(shí)子模塊 second_counter，結(jié)構(gòu)功能圖如25所示，圖25 秒自動(dòng)計(jì)時(shí)子模塊的結(jié)構(gòu)功能圖u 分自動(dòng)計(jì)時(shí)子模塊 minute_counter，結(jié)構(gòu)功能圖如26示。圖27小時(shí)自動(dòng)計(jì)時(shí)子模塊的結(jié)構(gòu)功能圖圖28 時(shí)間模塊的波形仿真圖當(dāng)Timepiece_EN為1時(shí)，即處于時(shí)間自動(dòng)工作狀態(tài)，即每出現(xiàn)一次時(shí)鐘信號(hào)clk，計(jì)數(shù)一次，先計(jì)數(shù)second0，當(dāng)計(jì)數(shù)到1001（即十進(jìn)制的9）時(shí)，向second1發(fā)出一個(gè)計(jì)數(shù)信號(hào)，此時(shí)second1進(jìn)行一次計(jì)數(shù)，類推，second1計(jì)數(shù)到0101（即十進(jìn)制的5），且second0計(jì)數(shù)到1001（即十進(jìn)制的9）時(shí)，minute0則進(jìn)行一次計(jì)數(shù)，按照此規(guī)律進(jìn)行時(shí)間的計(jì)數(shù)。 時(shí)間設(shè)置模塊 timeset該模塊主要完成對(duì)時(shí)間的設(shè)置相關(guān)的閃爍顯示控制以及時(shí)間中的小時(shí)、分鐘、秒等數(shù)據(jù)的改變，流程圖如29所示，結(jié)構(gòu)功能圖如210所示，波形仿真圖如211所示。SW1實(shí)現(xiàn)時(shí)間格式中小時(shí)高、低位，分鐘高、低位，秒鐘高、低位的位選，即每出現(xiàn)一個(gè)SW1上升沿，disp_drive的相應(yīng)數(shù)值加1（選擇具體的需要調(diào)整的位置）?！r(shí)間數(shù)據(jù)與時(shí)間設(shè)置數(shù)據(jù)多路選擇模塊 time_mux該模塊用來分時(shí)向顯示單元傳輸顯示數(shù)據(jù)，流程圖如213所示，結(jié)構(gòu)功能圖如214所示，波形仿真圖如215所示。圖217 時(shí)間顯示動(dòng)態(tài)位選模塊的結(jié)構(gòu)功能圖圖218(a) 時(shí)間顯示動(dòng)態(tài)位選模塊的波形仿真圖圖218(b) 時(shí)間顯示動(dòng)態(tài)位選模塊的波形仿真圖TimeSet_EN表示時(shí)間設(shè)置使能，Time_EN表示時(shí)間自動(dòng)顯示使能，clk_1kHz用于動(dòng)態(tài)顯示時(shí)間，clk_200Hz用于閃爍顯示時(shí)間，timeset_disp_drive表示時(shí)間設(shè)置數(shù)據(jù)顯示的同步信號(hào)，time_disp_select表示顯示動(dòng)態(tài)位選輸出信號(hào)。　顯示模塊 disp_data_mux模塊是時(shí)間、日期等數(shù)據(jù)用數(shù)碼管顯示的控制與數(shù)據(jù)傳輸模塊，包括數(shù)據(jù)的傳輸以及BCD碼的譯碼等，結(jié)構(gòu)功能圖如219所示，波形仿真圖如420所示。顯示原理采用的是七段數(shù)碼管的現(xiàn)實(shí)原理，如220所示：圖220 七段數(shù)碼管的顯示原理圖221 顯示模塊的波形仿真圖　秒表模塊 stopwatch該模塊實(shí)現(xiàn)秒表的功能，在實(shí)際中，可以通過改變自動(dòng)工作模式下的時(shí)間的計(jì)數(shù)時(shí)鐘的頻率來實(shí)現(xiàn)秒表的功能，流程圖如222所示，結(jié)構(gòu)功能圖如223所示，波形仿真圖如224所示。　日期顯示與設(shè)置模塊 date_main該模塊實(shí)現(xiàn)日期的顯示和日期的調(diào)整與設(shè)置，結(jié)構(gòu)功能圖如225所示。圖226 日期自動(dòng)工作模塊的結(jié)構(gòu)功能圖圖227(a) 日期自動(dòng)工作模塊的波形仿真圖圖227(b) 日期自動(dòng)工作模塊的波形仿真圖　日期設(shè)置模塊 setdate該模塊用于日期，結(jié)構(gòu)功能圖如228所示。開 始設(shè)置的鬧鐘與當(dāng)前時(shí)間比較alarm=1’b1鬧鐘工作alarm=1’b0鬧鐘不工作EN=1disp_drive3’b101?disp_drive=disp_drive+3,b1disp_drive=3’b0根據(jù)不同的disp_drive選擇在不同的位置上的數(shù)值加1結(jié) 束 圖 229 鬧鐘模塊的流程圖圖230 鬧鐘模塊的結(jié)構(gòu)功能圖圖231 鬧鐘模塊的波形仿真圖EN為鬧鐘設(shè)置使能，clk_200Hz用于設(shè)置中的閃爍顯示的時(shí)鐘，其中還定義了hour_set1，hour_set0，minute_set1，minute_set0，second_set1，second_set0，用來表示已經(jīng)設(shè)置好的鬧鐘時(shí)間。SW1和SW2是調(diào)整鍵，分別控制位選和數(shù)值的調(diào)整。圖233 分頻模塊的結(jié)構(gòu)功能圖圖234分頻模塊的波形仿真圖開始，輸入1kHz時(shí)鐘信號(hào)posedge clkCNT4?輸出200Hz時(shí)鐘信號(hào)f200HzCNT=CNT+1posedge f200HzCNT22?CNT2=CNT2+1輸出60Hz時(shí)鐘信號(hào)posedge f200HzCNT3199?CNT3=CNT3+1輸出1Hz時(shí)鐘信號(hào)結(jié) 束圖232 分頻模塊的流程圖　頂層模塊圖將各個(gè)主模塊綜合成電子萬年歷系統(tǒng)，其包括：fdiv分頻模塊，maincontrol主控制模塊，stopwatch秒表模塊，time_auto_and_set時(shí)間及其設(shè)置模塊，date_main日期及其設(shè)置模塊，alarmclock鬧鐘模塊，time_disp_select時(shí)間顯示動(dòng)態(tài)位選模塊及disp_data_mux顯示模塊，該頂層電路Top如圖235所示。output Timepiece_EN。 //時(shí)間調(diào)整與設(shè)置使能output Stopwatch_EN。 //鬧鐘時(shí)間設(shè)置使能output Date_EN。 //日期調(diào)整與設(shè)置使能input SW3。reg Timepiece_EN。 reg Stopwatch_EN。 reg Date_EN。 reg [2:0] Function。reg q1,q2,q3。always(posedge clk)begin if(t49999) begin t=t+1。 end else begin t=0。b1。 q1=SW3。(~q2)。b101 amp。 SW3==139。b1。b0。b000:begin Timepiece_EN=139。 TimeSet_EN=139。 Stopwatch_EN=139。 Alarmclock_EN=139。 Date_EN=139。 DateSet_EN=139。 end //時(shí)鐘調(diào)整與設(shè)置 339。b010:begin end //鬧鐘時(shí)間設(shè)置 339。b100:begin