数字逻辑课程设计--数字钟的设计（quartus ii）（内附源代码和实习报告以及6篇实习日志）

王多鱼变成鱼

已于 2022-04-14 14:44:28 修改

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分类专栏：课程设计文章标签：后端

于 2022-04-14 14:42:54 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_45797533/article/details/124169678

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这篇博客详细记录了一位学生进行数字逻辑课程设计的过程，设计了一个24/12进制的数字钟，包括时、分、秒的60进制和24进制计数器，分频模块，以及显示控制模块。学生通过VHDL编程实现了各模块功能，并进行了仿真验证。在设计过程中，学生遇到了代码错误和仿真问题，但通过不断学习和改进最终成功完成设计。此外，博客还讨论了设计中遇到的问题和改进方向，强调了实践操作和理论知识相结合的重要性。

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数字逻辑课程设计–数字钟的设计（quartus ii）

说明一下这是之前做的数字逻辑课程设计，代码的话我是测试过的应该没有bug,用到的软件是quartus ii。
在这里插入图片描述

一、数字钟设计实验报告

1.设计内容

（1）正常计时:先设置当前时间，然后以秒(60)、分(60)、小时(24)计数，要求使用60进制计数器及24进制计数器，以BCD码形式输出小时、分、秒信号
（2）数码管实时显示计时的小时、分、秒。

2.系统总体设计

系统结构框图
在这里插入图片描述

给出结构框图（系统包含的各子模块及连接框图）
在这里插入图片描述

给出各子模块的信号名字及功能
时计数器：Clk_to_hour: 驱动时计时器的时钟信号
Reset : 恢复原位
SCALE_SEL: 小时的高位显示，低位显示
DATOUT: 输出分针时器的秒钟信号
分计时器：clk_to_minute：驱动分计时器的时钟信号
reset：恢复原位
set_hour：使能输入
CO : 进位输出端
DATOUT :输出分针时器的秒钟信号
秒计时器: clk_to_second：驱动秒计时器的时钟信号
reset：恢复原位
set_min：使能输入
CO : 进位输出端
DATOUT :输出秒针时器的秒钟信号

3.计时器模块设计

1、计时器逻辑框图及输入输出描述（包括每个信号名字）

（1）小时—二十四进制的逻辑框图

Clk_to_hour: 驱动时计时器的时钟信号
Reset : 恢复原位
SCALE_SEL: 小时的高位显示，低位显示
DATOUT: 输出分针时器的秒钟信号
在这里插入图片描述
（2）分–六十进制的逻辑框图

clk_to_minute：驱动分计时器的时钟信号
reset：恢复原位
set_hour：使能输入
CO : 进位输出端
DATOUT :输出分针时器的秒钟信号
在这里插入图片描述
（3）秒—六十进制的逻辑框图

clk_to_second：驱动秒计时器的时钟信号
reset：恢复原位
set_min：使能输入
CO : 进位输出端
DATOUT :输出秒针时器的秒钟信号

在这里插入图片描述

2、子模块功能描述

功能的文字描述：功能的文字描述: 主要是对时，分，秒的计数以及对上一位的进位，例如秒计时器中当reset=0时,读取当前时间，reset=1且clk上升沿时，计数器加1。当秒为59秒，上升沿到来时59归零，datout=1。当count溢出则该位进行清零，并向前进一位。该模块主要是体现计数器计数的功能。

3、VHDL源代码
*-----------------------------------------------------
– 小时24进制或12进制的BCD计数模块
-----------------------------------------------------

LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;

ENTITY HOUR_BCD_COUNT IS
PORT(clk_to_hour, reset, SCALE_SEL : IN STD_LOGIC;
                            DATOUT : OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0));
END HOUR_BCD_COUNT;

ARCHITECTURE BHV OF HOUR_BCD_COUNT IS
SIGNAL COUNT_SHI, COUNT_GE : STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);
BEGIN 
	PROCESS(clk_to_hour, reset)  	BEGIN
		IF reset = '0'		THEN COUNT_SHI <= "0000"; COUNT_GE <= "0000"; -- 有复位信号，则清除计数。
		ELSIF clk_to_hour'EVENT AND clk_to_hour = '1'    THEN
		   IF SCALE_SEL = '1' THEN  -- 24进制
				IF COUNT_SHI = "0010" AND COUNT_GE = "0011"		THEN COUNT_SHI <= "0000"; COUNT_GE <= "0000";  -- 24进制溢出清零
				ELSIF COUNT_GE < "1001"		THEN COUNT_GE <= COUNT_GE + 1;
				ELSE COUNT_GE <= "0000"; COUNT_SHI <= COUNT_SHI + 1;
				END IF;
			ELSE  -- 12进制
			   IF COUNT_SHI = "0001" AND COUNT_GE = "0001"		THEN COUNT_SHI <= "0000"; COUNT_GE <= "0000";  -- 12进制溢出清零
		      ELSIF COUNT_GE < "1001"		THEN COUNT_GE <= COUNT_GE + 1;
				ELSE COUNT_GE <= "0000"; COUNT_SHI <= COUNT_SHI + 1;
				END IF;
			END IF;
		END IF;
	DATOUT <= COUNT_SHI &a