EDA-课设

news/2024/4/20 19:55:40/文章来源:https://blog.csdn.net/qq_54145399/article/details/129166171

EDA-课程设计-电子闹钟

一、实验目的

1.掌握多层电路在 QuartusII 集成开发环境中的实现；
2.熟练掌握基于 QuartusII 集成开发环境的组合逻辑电路设计流程；
3.掌握基于 QuartusII 集成开发环境的时序逻辑电路设计流程；
4.理解有限状态机设计的基本原理；
5.掌握采用有限状态机设计电路的方法；
6.掌握有限状态机的 VerilogHDL 实现；
7.熟练开发板的使用；
8.锻炼综合设计电路能力。

二、实验任务及要求

基本功能：正常时间显示，闹钟时间显示，闹钟触发。

三、实验原理和步骤

3.1 功能介绍

FPGA 实现电子闹钟。具有的功能为：

  1. 基础功能：
    1)正常时间的显示。
    2)闹钟时间的显示。
    3)闹钟触发
  2. 设计功能：
    1)手动调整当前时间。
    2)手动设置闹钟时间。
    3)闹钟触发时，LED会呈花式闪烁，闪烁时间为一分钟。
    4)秒表功能，可以选择正向计时或者倒计时。
    5)温度显示功能，可以根据时间的变化，显示不同的温度。

3.2 设计思路

  1. 对本次设计所需要的彩灯、七段数码管、开关、和按键进行一个汇总，并提前查阅其各自的管脚，进行分配。对于彩灯，选取8个作为闹钟触发时闪烁用；选取6个七段数码管，每两个显示时或分或秒，剩余两个表示温度；选取15个开关，每五个对应时、分、秒的设置，再用两个开关用于手动设置现在时间和闹钟时间；4个按键，一个表示计时显示按键，一个表示设置正计时，一个设置倒计时，一个用于启动计时。
  2. 用偶数分频的方法设计出来一个1s的时钟，用于后面的时间显示以及状态转移的持续时间。
  3. 设计时分秒的显示。
  4. 设计温度的显示。
  5. 用有限状态机的设计方法进行8路彩灯的显示。
  6. 设计正常时间运行的模块
  7. 设计设置闹钟时间的模块
  8. 设计调整现在时间的模型
  9. 设计正计时和倒计时模块

3.3 模块结构

  1. 模块一：设计1s的时钟信号。
  2. 模块二：正常时间显示模块。
  3. 模块三：设置闹钟时间与闹钟触发。
  4. 模块四：手动调整时间。
  5. 模块五：时间显示模型。
  6. 模块六：闹钟触发的8路彩灯显示。
  7. 模块七：计时模块。
  8. 模块八：温度显示模块。

四、代码

主模块

module syks(clk,set1,set2,JS3,JS2,JS1,JS0,in_S,in_F,in_M,out_S,out_F,out_M,out_LED,out_WD);
(*chip_pin = "Y2"*) input clk;
(*chip_pin = "AC27"*) input set1;
(*chip_pin = "AC28"*) input set2;
(*chip_pin = "R24"*) input JS3;
(*chip_pin = "N21"*) input JS2;
(*chip_pin = "M21"*) input JS1;
(*chip_pin = "M23"*) input JS0;
(*chip_pin = "Y23,Y24,AA22,AA23,AA24"*) input[4:0] in_S;
(*chip_pin = "AB23,AB24,AC24,AB25,AC25"*) input[4:0] in_F;
(*chip_pin = "AB26,AD26,AC26,AB27,AD27"*) input[4:0] in_M;
(*chip_pin = "AD17,AE17,AG17,AH17,AF17,AG18,AA14,AA17,AB16,AA16,AB17,AB15,AA15,AC17"*) output[13:0] out_S;
(*chip_pin = "AD18,AC18,AB18,AH19,AG19,AF18,AH18,AB19,AA19,AG21,AH21,AE19,AF19,AE18"*) output[13:0] out_F;
(*chip_pin = "V21,U21,AB20,AA21,AD24,AF23,Y19,AA25,AA26,Y25,W26,Y26,W27,W28"*) output[13:0] out_M;
(*chip_pin = "H15,G16,G15,F15,H17,J16,H16,J15"*) output[7:0] out_LED;
(*chip_pin = "M24,Y22,W21,W22,W25,U23,U24,G18,F22,E17,L26,L25,J22,H22"*) output[13:0] out_WD;
wire clk1;
reg[5:0] count_S = 6'd0,count_F = 6'd0,count_M = 6'd0,count = 6'd60;
reg[5:0] tmp_S = 6'd0,tmp_F = 6'd0,tmp_M = 6'd0,tmp_WD = 6'd0;
reg[5:0] set_S = 6'd10,set_F = 6'd10,set_M = 6'd10;
reg[5:0] MB_S = 6'd0,MB_F = 6'd0,MB_M = 6'd0;
reg flag = 1, flag1 = 1,flag2 = 0,flag3 = 0,flag4 = 1,flag5 = 1,flag6 = 1;
fenpin(clk,clk1);
always@(negedge JS0) flag1 = ~flag1;
always@(negedge JS1,negedge JS2) 
beginif(!JS1)beginflag2 = 1;flag3 = 0;endif(!JS2)beginflag2 = 0;flag3 = 1;end
end
always@(negedge JS3) 
beginflag6 = ~flag6;
end
always@(posedge clk1,negedge set1,negedge set2,negedge flag1)
begin//if(!flag1) beginif(flag2)begin tmp_S = 6'd0;tmp_F = 6'd0;tmp_M = 6'd0;tmp_WD = 6'd0;MB_S = {1'b0,in_S};MB_F = {1'b0,in_F};MB_M = {1'b0,in_M};flag5 = 1;endelse if(flag3)begintmp_S = {1'b0,in_S};tmp_F = {1'b0,in_F};tmp_M = {1'b0,in_M};tmp_WD = 6'd0;MB_S = 6'd0;MB_F = 6'd0;MB_M = 6'd0;flag5 = 0;endendelse if(!set2)beginset_S = {1'b0,in_S};set_F = {1'b0,in_F};set_M = {1'b0,in_M};count = 6'd60;flag = 1;endelse if(!set1) begincount_S = {1'b0,in_S};count_F = {1'b0,in_F};count_M = {1'b0,in_M};count = 6'd60;tmp_S = count_S;tmp_M = count_M;tmp_F = count_F;tmp_WD = count_S;flag = 1;endelsebeginif(flag6 == 0)beginif(flag5)beginif(flag4)beginif(tmp_M == 59) begintmp_M = 6'd0;if (tmp_F == 59)begintmp_F = 6'd0;if(tmp_S == 23) tmp_S = 6'd0;else tmp_S = tmp_S + 1;endelse tmp_F = tmp_F + 1;endendelse tmp_M = tmp_M + 1;if ((tmp_S == MB_S) && (tmp_F == MB_F) &&(tmp_M == MB_M)) flag4 = 0;endelse beginif(flag4)beginif(tmp_M == 6'd0) beginif(tmp_F == 6'd0) beginif(tmp_S == 6'd0) flag4 = 0;elsebegintmp_S = tmp_S - 1;tmp_F = 6'd59;endendelsebegintmp_F = tmp_F - 1;tmp_M = 6'd59;endendelse tmp_M = tmp_M - 1;endendendelse begin if(count_M == 59) begincount_M = 0;if (count_F == 59)begincount_F = 0;if(count_S == 23) count_S = 0;else count_S = count_S + 1;endelse count_F = count_F + 1;endelse count_M = count_M + 1;if ((count_S == set_S) && (count_F == set_F) &&(count_M == set_M)) count = 6'd0;if(count < 6'd60)begin count = count + 1;flag = 0;endelse flag = 1;tmp_S = count_S;tmp_M = count_M;tmp_F = count_F;tmp_WD = count_S;flag4 = 1;endend
end
show_LED(clk1,flag,out_LED);
show_SZ(clk1,tmp_S,out_S);
show_SZ(clk1,tmp_F,out_F);
show_SZ(clk1,tmp_M,out_M);
show_WD(clk,tmp_WD,out_WD);
endmodule

分频模块

module fenpin(clk,clk1);
input clk;
output reg clk1;
reg[30:0] count;
always@(posedge clk) 
beginif (count == 24999999) begincount = 0;clk1 = ~clk1;endelse count = count + 1;
end
endmodule

LED显示模块

module show_LED(clk,in,out);
input in,clk;
output reg[7:0] out;
parameter s0 = 3'b000,s1 = 3'b001,s2 = 3'b010,s3 = 3'b011,s4 = 3'b100;
reg[2:0] cs,ns;always@(posedge clk)
beginif(in) cs = s4;else cs = ns;
end
always@(cs)
begincase(cs)s0:ns = s1;s1:ns = s2;s2:ns = s3;s3:ns = s4;s4:ns = s0;endcase
end
always@(cs)
begincase(cs)s0:out = 8'b10000001;s1:out = 8'b11000011;s2:out = 8'b11100111;s3:out = 8'b11111111;s4:out = 8'b00000000;endcase
end
endmodule

时钟显示模块

module show_SZ(clk,count,out);
input clk;
input[5:0] count;
output reg[13:0] out;
always @(posedge clk)
begincase(count)6'd0:out = 14'b0000001_0000001;6'd1:out = 14'b0000001_1001111;6'd2:out = 14'b0000001_0010010;6'd3:out = 14'b0000001_0000110;6'd4:out = 14'b0000001_1001100;6'd5:out = 14'b0000001_0100100;6'd6:out = 14'b0000001_0100000;6'd7:out = 14'b0000001_0001111;6'd8:out = 14'b0000001_0000000;6'd9:out = 14'b0000001_0000100;6'd10:out = 14'b1001111_0000001;6'd11:out = 14'b1001111_1001111;6'd12:out = 14'b1001111_0010010;6'd13:out = 14'b1001111_0000110;6'd14:out = 14'b1001111_1001100;6'd15:out = 14'b1001111_0100100;6'd16:out = 14'b1001111_0100000;6'd17:out = 14'b1001111_0001111;6'd18:out = 14'b1001111_0000000;6'd19:out = 14'b1001111_0000100;6'd20:out =14'b0010010_0000001;6'd21:out = 14'b0010010_1001111;6'd22:out = 14'b0010010_0010010;6'd23:out = 14'b0010010_0000110;6'd24:out = 14'b0010010_1001100;6'd25:out = 14'b0010010_0100100;6'd26:out =14'b0010010_0100000;6'd27:out = 14'b0010010_0001111;6'd28:out = 14'b0010010_0000000;6'd29:out = 14'b0010010_0000100;6'd30:out = 14'b0000110_0000001;6'd31:out = 14'b0000110_1001111;6'd32:out = 14'b0000110_0010010;6'd33:out = 14'b0000110_0000110;6'd34:out = 14'b0000110_1001100;6'd35:out = 14'b0000110_0100100;6'd36:out = 14'b0000110_0100000;6'd37:out = 14'b0000110_0001111;6'd38:out = 14'b0000110_0000000;6'd39:out = 14'b0000110_0000100;6'd40:out = 14'b1001100_0000001;6'd41:out = 14'b1001100_1001111;6'd42:out = 14'b1001100_0010010;6'd43:out = 14'b1001100_0000110;6'd44:out = 14'b1001100_1001100;6'd45:out = 14'b1001100_0100100;6'd46:out = 14'b1001100_0100000;6'd47:out = 14'b1001100_0001111;6'd48:out = 14'b1001100_0000000;6'd49:out = 14'b1001100_0000100;6'd50:out = 14'b0100100_0000001;6'd51:out = 14'b0100100_1001111;6'd52:out = 14'b0100100_0010010;6'd53:out = 14'b0100100_0000110;6'd54:out = 14'b0100100_1001100;6'd55:out = 14'b0100100_0100100;6'd56:out = 14'b0100100_0100000;6'd57:out = 14'b0100100_0001111;6'd58:out = 14'b0100100_0000000;6'd59:out = 14'b0100100_0000100;default:out = 14'b1111111_1111111;endcase
end
endmodule

show_wd.v 模块

module show_WD(clk,in_s,out);
input clk;
input[5:0] in_s;
output[13:0] out;
reg[5:0] count_WD;
always@(clk)
beginif(in_s >= 0 && in_s < 6'd8 ) count_WD = 6'd20;else if (in_s >= 6'd8 && in_s <= 6'd16) count_WD = 6'd25;else count_WD = 6'd18;
end
show_SZ(clk,count_WD,out);
endmodule

test.v 模块

if(flag6 == 0)beginif(flag5)beginif(flag4)beginif(tmp_M == 59) begintmp_M = 0;if (tmp_F == 59)begintmp_F = 0;if(tmp_S == 23) tmp_S = 0;else tmp_S = tmp_S + 1;endelse tmp_F = tmp_F + 1;endelse tmp_M = tmp_M + 1;if ((tmp_S == MB_S) && (tmp_F == MB_F) &&(tmp_M == MB_M)) flag4 = 0;endendelse beginif(flag4)beginif(tmp_M == 0) beginif(tmp_F == 0) beginif(tmp_S == 0) flag4 = 0;elsebegintmp_S = tmp_S - 1;tmp_F = 6'd59;endendelsebegintmp_F = tmp_F - 1;tmp_M = 6'd59;endendelse tmp_M = tmp_M - 1;endendendelse if(!flag1) beginif(flag2)begin tmp_S = 0;tmp_F = 0;tmp_M = 0;tmp_WD = 0;MB_S = {1'b0,in_S};MB_F = {1'b0,in_F};MB_M = {1'b0,in_M};flag5 = 1;endelse if(flag3)begintmp_S = {1'b0,in_S};tmp_F = {1'b0,in_F};tmp_M = {1'b0,in_M};tmp_WD = 0;MB_S = 0;MB_F = 0;MB_M = 0;flag5 = 0;endendelse

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打卡第七天&#xff0c;还是哈希表。 今日任务 454.四数相加II383.赎金信15.三数之和18.四数之和总结 454.四数相加II 代码随想录 class Solution { public:int fourSumCount(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2, vector<int>& nums3, ve…
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【vue2每日小知识】实现directive自定义指令的封装与全局注册

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DS期末复习卷（六）

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一、选择题(30分) 1&#xff0e; 设一组权值集合W{2&#xff0c;3&#xff0c;4&#xff0c;5&#xff0c;6}&#xff0c;则由该权值集合构造的哈夫曼树中带权路径长度之和为&#xff08; D &#xff09;。 (A) 20 (B) 30 (C ) 40 (D) 45 W(23)*3(456)*245 2&#xff0e;执行一…
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