多功能数字钟 多功能数字钟 /* 信号定义： clk： 标准时钟信号，本例中，其频率为 4Hz； clk_1k： 产生闹铃音、报时音的时钟信号，本例中其频率为 1024Hz； mode： 功能控制信号； 为 0：计时功能； 为 1：闹钟功能； 为 2：手动校时功能； turn： 接按键，在手动校时功能时，选择是调整小时，还是分钟； 若长时间按住该键，还可使秒信号清零，用于精确调时； change： 接按键，手动调整时，每按一次，计数器加 1； 如果长按，则连续快速加 1，用于快速调时和定时； hour,min,sec：此三信号分别输出并显示时、分、秒信号， 皆采用 BCD 码计数，分别驱动 6 个数码管显示时间； alert： 输出到扬声器的信号，用于产生闹铃音和报时音； 闹铃音为持续 20 秒的急促的“嘀嘀嘀”音，若按住“change”键， 则可屏蔽该音；整点报时音为“嘀嘀嘀嘀—嘟”四短一长音； LD_alert： 接发光二极管，指示是否设置了闹钟功能； LD_hour： 接发光二极管，指示当前调整的是小时信号； LD_min： 接发光二极管，指示当前调整的是分钟信号。 */ MODULE clock(clk,clk_1k,mode,change,turn,alert,hour,min,sec, LD_alert,LD_hour,LD_min); input clk,clk_1k,mode,change,turn; OUTPUT alert,LD_alert,LD_hour,LD_min; OUTPUT[7:0] hour,min,sec; reg[7:0] hour,min,sec,hour1,min1,sec1,ahour,amin; reg[1:0] m,fm,num1,num2,num3,num4; reg[1:0] loop1,loop2,loop3,loop4,sound; reg LD_hour,LD_min; reg clk_1Hz,clk_2Hz,minclk,hclk; reg alert1,alert2,ear; reg count1,count2,counta,countb; wire ct1,ct2,cta,ctb,m_clk,h_clk; always @(posedge clk) begin clk_2Hz<=~clk_2Hz; if(sound==3) begin sound<=0; ear<=1; end //ear 信号用于产生或屏蔽声音 else begin sound<=sound+1; ear<=0; end end always @(posedge clk_2Hz) //由 4Hz 的输入时钟产生 1Hz 的时基信号 clk_1Hz<=~clk_1Hz; always @(posedge mode) //mode 信号控制系统在三种功能间转换 

begin if(m==2) m<=0; else m<=m+1; end always @(posedge turn) fm<=~fm; always //该进程产生 count1,count2,counta,countb 四个信号 begin case(m) 2: begin if(fm) begin count1<=change; {LD_min,LD_hour}<=2; end else begin counta<=change; {LD_min,LD_hour}<=1; end {count2,countb}<=0; end 1: begin if(fm) begin count2<=change; {LD_min,LD_hour}<=2; end else begin countb<=change; {LD_min,LD_hour}<=1; end {count1,counta}<=2'b00; end default: {count1,count2,counta,countb,LD_min,LD_hour}<=0; endcase end always @(negedge clk) //如果长时间按下“change”键，则生成“num1”信号用于连续快速加 1 if(count2) begin if(loop1==3) num1<=1; else begin loop1<=loop1+1; num1<=0; end end else begin loop1<=0; num1<=0; end always @(negedge clk) //产生 num2 信号 if(countb) begin if(loop2==3) num2<=1; else begin loop2<=loop2+1; num2<=0; end end else begin loop2<=0; num2<=0; end always @(negedge clk) if(count1) begin if(loop3==3) num3<=1; else begin loop3<=loop3+1; num3<=0; end end else begin loop3<=0; num3<=0; end always @(negedge clk) 

if(counta) begin if(loop4==3) num4<=1; else begin loop4<=loop4+1; num4<=0; end end else begin loop4<=0; num4<=0; end assign ct1=(num3&clk)|(!num3&m_clk); //ct1 用于计时、校时中的分钟计数 assign ct2=(num1&clk)|(!num1&count2); //ct2 用于定时状态下调整分钟信号 assign cta=(num4&clk)|(!num4&h_clk); //cta 用于计时、校时中的小时计数 assign ctb=(num2&clk)|(!num2&countb); //ctb 用于定时状态下调整小时信号 always @(posedge clk_1Hz) //秒计时和秒调整进程 if(!(sec1^8'h59)|turn&(!m)) begin sec1<=0; if(!(turn&(!m))) minclk<=1; end //按住“turn”按键一段时间，秒信号可清零，该功能用于手动精确调时 else begin if(sec1[3:0]==4'B1001) begin sec1[3:0]<=4'b0000; sec1[7:4]<=sec1[7:4]+1; end else sec1[3:0]<=sec1[3:0]+1; minclk<=0; end assign m_clk=minclk||count1; always @(posedge ct1) //分计时和分调整进程 begin if(min1==8'h59) begin min1<=0; hclk<=1; end else begin if(min1[3:0]==9) begin min1[3:0]<=0; min1[7:4]<=min1[7:4]+1; end else min1[3:0]<=min1[3:0]+1; hclk<=0; end end assign h_clk=hclk||counta; always @(posedge cta) //小时计时和小时调整进程 if(hour1==8'h23) hour1<=0; else if(hour1[3:0]==9) begin hour1[7:4]<=hour1[7:4]+1; hour1[3:0]<=0; end else hour1[3:0]<=hour1[3:0]+1; always @(posedge ct2) //闹钟定时功能中的分钟调节进程 if(amin==8'h59) amin<=0; else if(amin[3:0]==9) begin amin[3:0]<=0; amin[7:4]<=amin[7:4]+1; end else amin[3:0]<=amin[3:0]+1; always @(posedge ctb) //闹钟定时功能中的小时调节进程 if(ahour==8'h23) ahour<=0; 

else if(ahour[3:0]==9) begin ahour[3:0]<=0; ahour[7:4]<=ahour[7:4]+1; end else ahour[3:0]<=ahour[3:0]+1; always //闹铃功能 if((min1==amin)&&(hour1==ahour)&&(amin|ahour)&&(!change)) //若按住“change”键不放，可屏蔽闹铃音 if(sec1<8'h20) alert1<=1; //控制闹铃的时间长短 else alert1<=0; else alert1<=0; always //时、分、秒的显示控制 case(m) 3'b00: begin hour<=hour1; min<=min1; sec<=sec1; end //计时状态下的时、分、秒显示 3'b01: begin hour<=ahour; min<=amin; sec<=8'hzz; end //定时状态下的时、分、秒显示 3'b10: begin hour<=hour1; min<=min1; sec<=8'hzz; end //校时状态下的时、分、秒显示 endcase assign LD_alert=(ahour|amin)?1:0; //指示是否进行了闹铃定时 assign alert=((alert1)?clk_1k&clk:0)|alert2; //产生闹铃音或整点报时音 always //产生整点报时信号 alert2 begin if((min1==8'h59)&&(sec1>8'h54)||(!(min1|sec1))) if(sec1>8'h54) alert2<=ear&clk_1k; //产生短音 else alert2<=!ear&clk_1k; //产生长音 else alert2<=0; end endMODULE