### 基于Quartus的数字钟代码详解 #### 概述 本文将深入解析一个基于Quartus软件设计的数字钟代码。该代码利用Quartus平台实现了时间显示功能,具体包括小时、分钟和秒数的计数,并且支持用户通过控制信号对时间进行调整。数字钟通过7段数码管进行显示。 #### VHDL实体定义 在VHDL代码中,首先声明了标准库`IEEE`以及使用的包`std_logic_1164`和`std_logic_unsigned`。这些库和包为数字钟的设计提供了必要的逻辑操作和数据类型支持。 实体`clock`定义了数字钟的主要接口,包括: - 输入端口:`clk`(时钟信号)、`clr`(清除信号)、`en`(使能信号)、`mode`(模式选择信号)和`inc`(增加信号)。 - 输出端口:`seg7`(7段数码管显示信号)和`scan`(扫描信号)。 #### 架构体定义 架构体`one`是实现数字钟逻辑的核心部分。这里声明了多个内部信号,包括状态信号`state`、计数信号`qhh`, `qhl`, `qmh`, `qml`, `qsh`, `qsl`、数据信号`data`、计数器信号`cnt`、时钟信号`clk1khz`, `clk1hz`, `clk2hz`、闪烁信号`blink`、寄存器信号`inc_reg`以及用于表示小时、分钟和秒的信号`hour`, `min`, `sec`。 #### 进程分析 - **时钟信号处理进程**:这部分代码负责产生低频时钟信号`clk1khz`、`clk1hz`和`clk2hz`,通过计数变量来实现频率的转换。 - `clk1khz`信号由输入时钟`clk`经过5000个周期的计数得到,频率为1KHz。 - `clk1hz`信号由`clk1khz`经过500个周期的计数得到,频率为1Hz。 - `clk2hz`信号由`clk1khz`经过250个周期的计数得到,频率为2Hz。 - **状态管理进程**:根据`mode`和`clr`信号更新状态信号`state`。状态`state`用于选择当前的操作模式,如调整小时、分钟或秒。 - 当`clr`为高电平时,`state`被重置为“00”。 - 当`mode`发生变化并为高电平时,`state`递增。 - **时间更新进程**:根据不同的信号,更新小时、分钟和秒的时间值。 - 在`en`为高电平的情况下,保持当前时间不变。 - 当`clr`为高电平时,将时间重置为0。 - 在`clk1hz`的上升沿,根据当前状态`state`更新时间: - 状态`00`:秒数加1,分钟和小时根据秒数溢出而相应变化。 - 状态`01`:小时加1。 - 状态`10`:分钟加1。 - 状态`11`:秒数加1。 - 如果`inc`为高电平,则根据`inc_reg`的状态更新时间: - 状态`01`:小时加1。 - 状态`10`:分钟加1。 - 状态`11`:秒数加1。 #### 总结 这段代码实现了一个完整的基于Quartus的数字钟设计。它不仅展示了如何通过VHDL语言构建数字系统,还涉及到了时钟信号处理、状态机管理和时间计算等关键概念。对于学习VHDL编程和数字电路设计的学生来说,这是一个非常有价值的示例。通过对这个项目的深入理解,可以帮助读者更好地掌握VHDL语言的基本语法和高级特性,为今后进行更复杂的设计奠定坚实的基础。
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;
entity clock is
port(clk:in std_logic;
clr:in std_logic;
en:in std_logic;
mode:in std_logic;
inc:in std_logic;
seg7:out std_logic_vector(6 downto 0);
scan:out std_logic_vector(5 downto 0));
end;
architecture one of clock is
signal state:std_logic_vector(1 downto 0);
signal qhh,qhl,qmh,qml,qsh,qsl:std_logic_vector(3 downto 0);
signal data:std_logic_vector(3 downto 0);
signal cnt:integer range 0 to 5;
signal clk1khz,clk1hz,clk2hz:std_logic;
signal blink:std_logic_vector(2 downto 0);
signal inc_reg:std_logic;
signal sec,min:integer range 0 to 59;
signal hour:integer range 0 to 23;
begin
process(clk)
variable count:integer range 0 to 9999;
begin
if clk'event and clk='1' then
if count=9999 then clk1khz<= not clk1khz;count:=0;
else count:=count+1;
end if;
end process;
process(clk1khz)
variable count:integer range 0 to 499;
begin
if clk1khz'event and clk1khz='1' then
if count =499 then clk1hz<=not clk1hz; count:=0;
else count:=count+1;
end if;
end if;
end process;
process(clk1khz)
variable count:integer range 0 to 249;
begin
if clk1khz'event and clk1khz='1' then
if count=249 then clk2hz<= not clk2hz;count:=0;
else count:=count+1;
end if;
end if;
end process;
process(mode,clr)
begin
if clr='1' then
state<="00";
elsif mode'event and mode='1' then
state<=state+1;
剩余7页未读,继续阅读
- 粉丝: 1
- 资源: 1
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助