数字日历设计

1、 XXXXX学院EDA技术与应用实训报告数字日历设计学 号 XX 姓 名 XX 指导教师： xx 题目：数字日历电路的设计1 概述通过EDA项目设计，使用Quartus软件进行数字日历电路的设计，能够实现最基本的日期，时间显示功能，并在此基础上进行相应的功能创新，使设计项目拥有更丰富的功能。1.1设计要求1.1.1设计任务用EDA的方法设计一个数字日历1.1.2性能指标 用EDA实训仪的I/O设备和PLD芯片实现数字日历的设计。 数字日历能够显示年、月、日、时、分和秒。 用EDA实训仪上的8只八段数码管分两屏分别显示年、月、日和时、分、秒，即在一定时间段内显示年、月、日（如20080101），

2、然后在另一时间段内显示时、分、秒（如00123625），两个时间段能自动倒换。 数字日历具有复位和校准年、月、日、时、分、秒的按钮，但校年和校时同用一个按钮，即在显示年、月、日时用此按钮校年，在显示时、分、秒时则用此按钮校时，依此类推。1.2总体设计基本原理及框图1.2.1基本原理首先设计要实现年月日和时分秒的显示，再设计定时和整点报时模块，以及校准模块。此外，还要使其具备星期显示功能，则要设计星期模块。最后，就是将这些底层模块连接起来实现整体功能。那么，就需要控制模块，校准模块，显示控制模块等等。1.2.2总体框图2 系统软件设计分析2.1时分秒计时器模块：分秒模块程序：module cnt

3、60(clk,clrn,j,q,cout);input clk,clrn,j;output reg7:0 q;output reg cout;always (posedge clkj or negedge clrn)begin if (clrn) q=0;else beginif (q='h59)q=0;else q=q+1;if (q3:0='ha)beginq3:0=0;q7:4=q7:4+1;endif (q='h59)cout=1;else cout=0;endendendmodule小时模块程序：module cnt24(clk,clrn,j,q,cout);

4、input clk,clrn,j;output reg 7:0 q;output reg cout;always(posedge clkj or negedge clrn)beginif(clrn)q=0;else beginif(q='h23) q=0;else q=q+1;if(q3:0='ha) beginq3:0=0;q7:4=q7:4+1;endif(q='h23) cout=1;else cout=0;endendendmodule2.2年月日模块module nyr2016(clrn,clk,jn,jy,jr,qn,qy,qr); /年月日模块 input

5、 clrn,clk,jn,jy,jr; output 15:0 qn; output 7:0qy,qr; reg 15:0 qn; reg 7:0qy,qr; reg clkn,clky; reg 7:0date; reg clkn1,clkn2,clkn3;initial begin clkn1=1;clkn2=1;clkn3=1;endinitial begin qn='h2000;qy=1;qr=1;end always (posedge (clkjr) or negedge clrn) / 日计时模块begin if (clrn) qr=1;else begin if (qr=

6、date) qr=1; else qr=qr+1; if (qr3:0='ha) begin qr3:0=0; qr7:4=qr7:4+1;endif (qr=date)clky = 1;else clky = 0;end endalways (posedge clkyjy or negedge clrn) /月计时模块begin if (clrn) qy=1;else begin if (qy='h12) qy=1; else qy=qy+1; if (qy3:0='ha) begin qy3:0=0;qy7:4=qy7:4+1;endif (qy='h12)

7、clkn = 1;else clkn = 0;end endalways begincase (qy)'h01: date='h31;'h02:begin if (qn%4=0)&(qn%100 != 0)|(qn%400=0) date='h29;else date='h28; end'h03: date='h31;'h04: date='h30;'h05: date='h31; 'h06: date='h30;'h07: date='h31;'h08: d

8、ate='h31;'h09: date='h30;'h10: date='h31;'h11: date='h30;'h12: date='h31;default :date='h30;endcase endalways (posedge (clknjn) or negedge clrn ) /年计时模块begin if (clrn) qn3:0=0; else begin if(qn3:0=9) qn3:0=0; else qn3:0=qn3:0+1; if (qn3:0=9) clkn1=0; else clkn

9、1=1;end endalways (posedge clkn1 or negedge clrn )begin if (clrn) qn7:4=0; else begin if(qn7:4=9) qn7:4=0; else qn7:4=qn7:4+1; if (qn7:4=9) clkn2=0; else clkn2=1;end endalways (posedge clkn2 or negedge clrn )begin if (clrn) qn11:8=0; else begin if(qn11:8=9) qn11:8=0; else qn11:8=qn11:8+1; if (qn11:8

10、=9) clkn3=0; else clkn3=1;end endalways (posedge clkn3 or negedge clrn )begin if (clrn) qn15:12=2; else if(qn15:12=9) qn15:12=0; else qn15:12=qn15:12+1; endendmodule2.3控制模块module contr(clk,k1,k2,k);input clk,k1,k2;output reg k;reg 3:0 qc;reg rc;always (posedge clk) begin qc=qc+1; if (qc<8) rc=0;

11、else rc=1; case (k1,k2) 0:k=rc; 1:k=0; 2:k=1; 3:k=rc; endcase endendmodule2.4校准模块module mux_4(k,jm,jf,js,jr,jy,jn,j1,j2,j3);input k,j1,j2,j3;output reg jm,jf,js,jr,jy,jn;always begin if (k=0) jm,jf,js=j1,j2,j3; else jr,jy,jn=j1,j2,j3; endendmodule2.5星期模块module xinqishumaguan(clk,qn,qy,qr,z);input cl

12、k;input 15:0 qn;input 7:0 qy,qr;output reg 3:0 z;reg 3:0 y;always begin if (qn%4=0)&(qn%100 != 0)|(qn%400=0) begin case (qy) 'h01:y=0; /该月对应数 'h02:y=3; 'h03:y=4; 'h04:y=0; 'h05:y=2; 'h06:y=5; 'h07:y=0; 'h08:y=3; 'h09:y=6; 'h10:y=1; 'h11:y=4; 'h12:y

13、=6; endcase;end else begin case (qy) 'h01:y=0; 'h02:y=3; 'h03:y=3; 'h04:y=6; 'h05:y=1; 'h06:y=4; 'h07:y=6; 'h08:y=2; 'h09:y=5; 'h10:y=0; 'h11:y=3; 'h12:y=5; endcase;end end always if (qn%4=0)&(qn%100 != 0)|(qn%400=0) z=(qn-1+(qn/4)+(qn/400)-(qn/100

14、)%7-1+qr+y)%7;/闰年计算公式 else z=(qn+(qn/4)+(qn/400)-(qn/100)%7-1+qr+y)%7;/平年计算公式endmodule2.6报时模块module baoshi(qs,qf,fLED,qm,off);input off;input7:0 qm, qs,qf;output fLED;reg fLED;always beginif (qs='h07&&qf='h01) | (qm=0&&qf=0) /7:01和整点时彩灯亮起，蜂鸣器响 fLED=1; else fLED=0; if(off=1) f

15、LED=0; / 在任意时刻都可以关掉彩灯亮，蜂鸣器endendmodule2.7数码管显示模块module mux_xianshi_2(k,qm,qf,qs,qr,qy,qn,q,z); input k; input 7:0 qm,qf,qs,qr,qy; input 15:0 qn; input 3:0 z; output reg 31:0 q; always begin if (k=0) begin q31:28=z; q27:24=0; q23:0=qs,qf,qm;end else q=qn,qy,qr; end endmodule 2.8分频模块module fenping(clk

16、,newclk);input clk;output reg newclk;reg24:0 cnter;always (posedge clk) begin if(cnter<20000000) cnter=cnter+1; else cnter=0; if (cnter<10000000) newclk=1;else newclk=0; end endmodule3 系统测试(调试) 3.1 测试仪器与设备 装有quartus软件的计算机，EDA实验箱一台。3.2 性能指标测试系统能够完成基础功能即日期时间的计时显示功能，并能实现报时，星期的显示功能。3.2.1软件测试时分秒仿真：

17、 如仿真所示：可以进行自动时分秒计数，并且在校准时，可以有效的进数。准确的实现时分秒计数功能。年月日仿真：仿真出程序可以进行正常的年月日自动计数功能，并且在校准有效时可以进行正确的进数，实现校准功能。控制模块仿真： 如图所示：当k1,k2=0或3时，k会出现前8秒为0，后8秒为1的自动切换；当k1,k2=2时，k显示为1；当k1,k2=1时，k会显示为0。校准模块仿真：如图所示：当k=0时，显示时分秒状态，此时可以对时分秒进行校准；当k=1时，显示年月日状态，此时可以对年月日进行校准。报时模块仿真： 如图：整点0时0分0秒和7时0分0秒时LED会亮起（注：电路设计时是将蜂鸣器和LED并联的，所

18、以是一起工作的，这里只进行一个输出设计），起到整点报时的功能；在设定的闹钟7时1分时，LED工作（设计是进行1Hz的闪烁），起到闹钟功能，给off高电平时，关掉闹钟。星期模块仿真：如图为显示年月日后对应的星期，在2015年7月2日输出Z显示星期三；在2016年7月2日输出Z显示星期六。显示模块仿真： 如图：仿真同时给定年月日和时分秒（包括输入星期）输入，在k=1时只显示年月日；在k=0时只显示星期和时分秒。整个日历仿真测试： 在k1=0,k2=0和k1=1,k2=1两种状态时显示每隔8秒进行年月日和时分秒的自动切换；在k1=1,k2=0时，只显示年月日，并可以进行有效的校准；在k1=0,k2=

19、1时，只显示年月日，并可以进行有效的校准；当到达整点时蜂鸣器尖端性响起和LED会亮，当到达定时间7时1分时会进行闹铃（蜂鸣器尖端性响起和LED会闪烁）；off=1时，会关掉闹铃。3.2.2硬件测试软件仿真后，查看试验箱手册进行引脚锁定： 将仿真测试好的程序通过计算机下载到试验箱，进行硬件测试：3.3 结果分析 经过程序设计，软件测试和硬件测试日历能够完全实现预定设计的功能，因此设计成功完成。4 波形发生器的设计 设计函数发生器，可以通过两个按钮进行选择输出4个波形（锯齿波、三角波、方波和正弦波）中的一个。4.1 设计原理框图 如下设计原理图，ipm rom0为锯齿波，ipm rom1为正弦波，ipm rom2为三角波，ipm rom3为方波；inst7为四选一选择模块，s1、s2为选择输入端。4.2 测试与仿真4.2.1 ModelSim仿真：如图为四选一波形选择，仿真在同一截面上：s1、s2为00时，显示锯齿波；s1、s2为01时显示三角波；s1