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vhdl 闹钟设计.doc

发布时间：2022-06-08 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：3.83M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    EDA 电子闹钟设计 学校：福建师范大学 学院：数学与计算机科学学院 专业：电子信息科学与技术 姓名：花和尚-------2009 级 学号：01001010 01000011 01001011 一、闹钟实现的基本功能要求。 （1）、实现调整时间，闹钟时间。 （2）、二十四小时进制。 （3）、在能在 1602 LCD 显示器上显示 调整的时间及显 示时间。 （4）、到达设定的时间能能输出一千 HZ 的脉冲 （5）、在调整时 能在相应的位置闪烁 二、闹钟的基本结构 （1）、三个按键（复位，选择调整位置，调整信号） （2）、六个模块（消除抖动，分频，时间计时，闹钟时间 设定，译码控制，LCD1602 驱动） （3）、四个输入信号，五个输出信号，顶层文件如图。 1
    三、 基本操作 加电后下载程序，然后按选择键当看到作者后再按一次回 到 初始界面。再按一次复位键闹钟就可以工作了。 四、 设计流程 消抖 复位 计时 译码控制 1602 LCD Derver 分频 20M 闹 钟 时 间 设 定 一个分频器输出四种信号。 1M:红色 2000HZ：浅绿色 4HZ：黄色 用来控制闪烁 1HZ：蓝色 秒时间 顶层文件 2
    LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY ALARMER_TOP IS PORT ( ADJ:IN STD_LOGIC;----BUTTON INPUT SEL:IN STD_LOGIC;-----BUTTON INPUT RESET:IN STD_LOGIC;--- BUTTON INPUT CLK: IN STD_LOGIC;-----CRYSTAL INPUT ALARM_SIG:OUT STD_LOGIC;-----ALARM PULSE LCD_DATA:out std_logic_vector(7 downto 0);--LCD 8bit 数据总线 LCD_RS:out std_logic;--寄存器选择信号 1-数据 0-指令 LCD_RW:out std_logic;--读写信号 1-读 0 写 LCD_EN:out std_logic --LCD 使能信号 ); END; ARCHITECTURE ONE OF ALARMER_TOP IS COMPONENT CLEAR_TOP PORT( CLK:IN STD_LOGIC;-----200HZ SEL_KEY: IN STD_LOGIC;------SELECTE KEY ADJ_KEY: IN STD_LOGIC;------ADJUST KEY SEL_OUT: OUT STD_LOGIC;-----SELECTE SEND OUT SIGNAL ADJ_OUT: OUT STD_LOGIC------ADJUST SEND OUT SIGNAL ); END COMPONENT ; COMPONENT LCD_DERVER_TOP PORT( CLK_TRA:IN STD_LOGIC;--译码器时钟 CLK_DER_EN:IN STD_LOGIC;---------驱动使能 CLK_DER:IN STD_LOGIC;----驱动时钟 CLK_TRA_EN:IN STD_LOGIC;------译码器使能 TIMEIN:IN STRING (1 to 16);--时间输入 ALARMIN:IN STRING (1 TO 16);--闹钟时间输入 LCD_DATA:out std_logic_vector(7 downto 0);--LCD 8bit 数据总线 LCD_RS:out std_logic;--寄存器选择信号 1-数据 0-指令 LCD_RW:out std_logic;--读写信号 1-读 0 写 LCD_EN:out std_logic --LCD 使能信号 ); END COMPONENT ; COMPONENT DIVIDER PORT( CLK_20M:IN STD_LOGIC; CLK_1MHZ:OUT STD_LOGIC; 3
    CLK_200HZ:OUT STD_LOGIC; CLK_4HZ:OUT STD_LOGIC; CLK_1HZ:OUT STD_LOGIC ); END COMPONENT; COMPONENT CLOCK PORT ( EN_S:IN STD_LOGIC;-----时钟使能信号 CLK:IN STD_LOGIC;------1HZ 的脉冲信号 RSET:IN STD_LOGIC;-----复位信号 SEL_S:IN STD_LOGIC;-------选择信号 ADJ_S:IN STD_LOGIC;------调整信号 HOUR_OUT:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);-----小时输出 MINITE_OUT:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);-----分钟输出 SECOND_OUT:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0)------秒输出 ); END COMPONENT; COMPONENT TRANSLATE PORT ( CLK_1HZ:IN STD_LOGIC; CLK_W:IN STD_LOGIC; SELE_S:IN STD_LOGIC; TIM_S:IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); TIM_M:IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); TIM_H:IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); ARL_M:IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); ARL_H:IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); TIM_OUT:OUT STRING (1 TO 16); ARL_OUT:OUT STRING (1 TO 16) ); END COMPONENT; COMPONENT ARL_SET PORT ( ADJ:IN STD_LOGIC; SEL_S:IN STD_LOGIC; CLK_1S:IN STD_LOGIC; H_IN:IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); M_IN:IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); H_OUT:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); M_OUT:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); SIG:OUT STD_LOGIC ); END COMPONENT; SIGNAL TR_1MHZ, CLOCK_1HZ, A4HZ, LCD_200HZ:STD_LOGIC;-------CLK SIGNAL 4
    SIGNAL SEL_SI, ADJ_SI : STD_LOGIC;--------ADJUST TIME AND ALARMER BUTTON INPUT SIGNAL 0);------ASKM 8BIT BUS SIGNAL T_STRING,A_STRING:STRING (1 TO 16); C_S_T ,C_M_T, C_H_T, A_M_T, A_H_T: STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO BEGIN U1:CLOCK PORT MAP( EN_S=>'1',-----时钟使能信号 CLK=> CLOCK_1HZ,------1HZ 的脉冲信号 RSET=> RESET,-----复位信号 SEL_S=> SEL_SI ,-------选择信号 ADJ_S=> ADJ_SI ,------调整信号 HOUR_OUT=>C_H_T ,-----小时输出 MINITE_OUT=>C_M_T ,-----分钟输出 SECOND_OUT=>C_S_T ------秒输出 ); U2:ARL_SET PORT MAP ( ADJ=> ADJ_SI , SEL_S=> SEL_SI, CLK_1S=>LCD_200HZ , H_IN=>C_H_T , M_IN=> C_M_T, H_OUT=>A_H_T , M_OUT=> A_M_T, SIG=> ALARM_SIG ); U3:TRANSLATE PORT MAP( CLK_1HZ=> A4HZ, CLK_W=>TR_1MHZ , SELE_S=>SEL_SI , TIM_S=>C_S_T , TIM_M=>C_M_T , TIM_H=>C_H_T , ARL_M=>A_M_T , ARL_H=>A_H_T , TIM_OUT=> T_STRING, ARL_OUT=> A_STRING ); U4:LCD_DERVER_TOP PORT MAP( CLK_TRA=>TR_1MHZ ,--译码器时钟 CLK_DER_EN=>'1' ,---------驱动使能 CLK_DER=>LCD_200HZ ,----驱动时钟 CLK_TRA_EN=>'1' ,------译码器使能 TIMEIN=>T_STRING ,--时间输入 5
    ALARMIN=>A_STRING ,--闹钟时间输入 LCD_DATA=>LCD_DATA ,--LCD 8bit 数据总线 LCD_RS=>LCD_RS ,--寄存器选择信号 1-数据 0-指令 LCD_RW=>LCD_RW ,--读写信号 1-读 0 写 LCD_EN=>LCD_EN --LCD 使能信号 ); U5:CLEAR_TOP PORT MAP ( CLK=>LCD_200HZ ,-----200HZ SEL_KEY=>SEL ,------SELECTE KEY ADJ_KEY=> ADJ,------ADJUST KEY SEL_OUT=>SEL_SI ,-----SELECTE SEND OUT SIGNAL ADJ_OUT=>ADJ_SI ------ADJUST SEND OUT SIGNAL ); U6:DIVIDER PORT MAP ( CLK_20M=>CLK , CLK_1MHZ=>TR_1MHZ , CLK_200HZ=>LCD_200HZ , CLK_4HZ=>A4HZ , CLK_1HZ=>CLOCK_1HZ ); END; 五、 各个模块的功能及其代码 （1）、消除抖动模块 消除抖动有很多的方法，有在某段时间里取第一个上 升沿，有某个信号（高电平或者低电平）持续某个时 间值以上，有的信号在长按得情况下能输出一个连续 平稳脉冲。总而言之就是不能让一次按键输入产生多 次按键输入信号。这里使用的是在某个信号持续 5 毫 秒以上算一次信号。代码如下 这里的消抖不能实现两个按键同事按下 同时生效 6
    顶层文件 LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY CLEAR_TOP IS------防抖模块 PORT( CLK:IN STD_LOGIC;-----200HZ SEL_KEY: IN STD_LOGIC;------SELECTE KEY ADJ_KEY: IN STD_LOGIC;------ADJUST KEY SEL_OUT: OUT STD_LOGIC;-----SELECTE SEND OUT SIGNAL ADJ_OUT: OUT STD_LOGIC------ADJUST SEND OUT SIGNAL ); END; ARCHITECTURE ONE OF CLEAR_TOP IS COMPONENT CLEAR_TREMBLE IS PORT( CLK:IN STD_LOGIC;-----200HZ KEY: IN STD_LOGIC;------SELECTE KEY WOUT: OUT STD_LOGIC-----SELECTE SEND OUT SIGNAL ); END COMPONENT ; BEGIN 7
    U1:CLEAR_TREMBLE PORT MAP( CLK=>CLK, KEY=>SEL_KEY, WOUT=>SEL_OUT ); U2: CLEAR_TREMBLE PORT MAP( CLK=>CLK, KEY=>ADJ_KEY, WOUT=>ADJ_OUT ); END; 二级文件 LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY CLEAR_TREMBLE IS------防抖模块 PORT( CLK:IN STD_LOGIC;-----200HZ KEY: IN STD_LOGIC;------SELECTE KEY WOUT: OUT STD_LOGIC-----SELECTE SEND OUT SIGNAL ); END; ARCHITECTURE ONE OF CLEAR_TREMBLE IS SIGNAL COUNT:INTEGER RANGE 0 TO 50:=0; SIGNAL W:STD_LOGIC; BEGIN WOUT<=W; P1:PROCESS(CLK) BEGIN IF KEY='0' THEN W <='0'; COUNT<=0; ELSIF CLK'EVENT AND CLK='1' THEN IF COUNT=50 THEN 8
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