FPGA-CPLD原理及应用课程万年历设计报告

基于FPGA的全功能万年历电子钟的设计提要本文主要介绍了基于FPGA的万年历电子钟的设计方案，从而介绍了可编程逻辑器件的发展及应用。

基于FPGA的电子钟的设计与实现介绍了基于FPGA芯片的系统设计，并对系统的软硬件构成、FPGA内部逻辑设计工作原理等进行了详细说明。

论文第一部分对FPGA进行概述，讲述了可编程逻辑器件的发展与应用及论文题目的意义、目的和内容编排；第二部分：叙述了系统设计方案，介绍了FPGA应用的特点和电子钟的方案概述及实现语言和调试平台MAX+plusⅡ开发工具；第三部分：叙述了基于FPGA的电子钟系统的设计的硬件设计和软件设计；第四部分：对系统实现的外围电路进行概述。

第五部分：再次说明本设计的系统方案和得到的结论。

目录第一章序论 (1)1.1研究目的和意义： (1)1.2可编程逻辑器件的发展与应用： (1)1.2.1可编程逻辑单元CLB (3)1.2.2输入/输出模块IOB (3)1.2.3可编程内部连线PI (4)1.2.4 FPGA芯片的特点 (4)1.3FPGA国内外的发展状况及应用 (5)1.4本课题所能实现的功能： (8)第二章总体方案的设计 (9)2.1万年历电子钟的设计原理： (9)2.2FPGA的设计方法 (11)2.2.1 FPGA的器件设计流程 (11)2.2.2 MAX+plusⅡ开发工具 (13)2.2.3 VHDL语言 (17)2.3系统设计方案 (18)第三章系统的硬件设计与实现 (19)3.1功能模块设计 (19)3.2系统功能实现 (21)3.2.1底层元件设计 (22)3.2.2顶层元件设计 (32)3.3芯片的选择 (41)第四章设计应用电路 (45)4.1整体电路 (45)4.2电源电路 (46)4.3键盘部分 (49)4.4主动配置电路 (53)第五章总结 (61)5.1概述： (61)5.2设计方案： (62)参考文献 (64)致谢 (67)摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章序论1.1研究目的和意义：通过对FPGA的了解，我们要应用FPGA来设计全功能万年历的设计，主要实现电子钟的所有功能，万年历是一种应用非常广泛的日常计时工具，具有时分秒计时功能，还有日历、年历功能，涉及计数、显示、参数输入技术，能够实时显示年、月、日和时间，并具有校准和闹铃等功能。

cpld课程设计报告一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握CPLD（Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件）的基本原理、编程方法和应用技巧。

通过本课程的学习，学生应能理解CPLD的工作原理，熟练使用相关软件进行编程，并能够运用CPLD设计简单的数字电路系统。

1.了解CPLD的基本结构和工作原理。

2.掌握CPLD的编程语言和编程方法。

3.理解CPLD在数字电路设计中的应用。

4.能够使用CPLD相关软件进行编程。

5.能够设计简单的数字电路系统。

6.能够进行CPLD的硬件编程和调试。

情感态度价值观目标：1.培养学生对电子技术的兴趣和热情。

2.培养学生动手实践能力和团队协作精神。

3.培养学生勇于探索和创新的精神。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括CPLD的基本原理、编程方法和应用。

1.CPLD的基本原理：介绍CPLD的基本结构、工作原理和特点。

2.CPLD的编程方法：介绍CPLD的编程语言、编程步骤和相关软件。

3.CPLD的应用：介绍CPLD在数字电路设计中的应用实例，如数字信号处理器、数字通信系统等。

三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。

1.讲授法：通过讲解CPLD的基本原理、编程方法和应用，使学生掌握相关知识。

2.案例分析法：通过分析具体的CPLD应用实例，使学生更好地理解CPLD的应用。

3.实验法：安排实验室实践环节，让学生亲自动手进行CPLD编程和调试，提高学生的动手能力。

四、教学资源为了保证教学效果，我们将准备以下教学资源：1.教材：选择合适的教材，为学生提供全面、系统的学习资源。

2.参考书：提供相关的参考书籍，丰富学生的知识体系。

3.多媒体资料：制作课件、教学视频等多媒体资料，提高学生的学习兴趣。

4.实验设备：准备CPLD实验设备，为学生提供实践操作的机会。

五、教学评估本课程的评估方式将采用多元化、全过程的评价体系，以全面、客观、公正地评估学生的学习成果。

郑州大学西亚斯国际学院本科毕业论文（设计）题目基于FPGA的万年历的设计指导教师周晓平职称讲师学生姓名陈重学号20111521131 专业电子信息工程班级电信（1）班院（系）电子信息工程学院完成时间2015年4月7号基于FPGA的万年历的设计摘要基于FPGA的万年历的设计，基本功能是用来显示年月日时分秒及时间修改功能。

数字日历是采用数字电路实现对ho、mi、se计时的装置，主要包括组合逻辑电路与时序电路，主要完成的功能是使用VerilogHDL语言，在QuartusII上完成电路设计，模拟程序开发，基本功能是能够显示/修改ho、mi、se，主要有：主要遥控模块、时间及其数据显示调设、时间多路选择、显示调整、日期的自动工作与设置、秒表计时模块、钟表模块、频率选取模块、译码器组成万年历的系统电路设计。

软件模拟直接在FPGA软件上进行编译仿真与实验开发板共同完成。

对于程序的编写使用VerilogHDL语言，根据不同模块的功能和各个模块之间的相互作用控制关系进行编译仿真。

电子万年历是采用的是以秒表计时显示时间的工具，大量运用于居室、办公室、商场、汽车站、火车站等场合。

与古老的钟表进行比较拥有较好的精准性、灵活性、美观性、并拥有较长的使用年限。

数字万年历主要包括组合逻辑电路与时序电路，还能展现自动报警、定时广播信息等功能。

数字电子万年历采用软件开发模拟，使开发生产的成本大大降低，而且功能上有很强的灵活性，如果想改变它的功能只需要在软件上进行修改就能完成。

相对于老式钟表来讲精度大大增加，并且维修改动更为方便，也不用像日历一样每天翻页，使人们的的生活更加方便。

因此研究数字万年历有非常重要现实意义，匹配当前电子仪器的开发优势，对于当前市场也有相当大的潜力。

关键词FPGA /万年历/VerilogHDL/QuartusIIBASED ON THE DESIGN OF THECALENDARFPGA CIRCULTABSTRACTCalendar design based on FPGA, which basic function is to display date with the change of time. Digital calendar is realized by using digital circuit to record time . Digital circuits mainly includes the combinational logic and sequential circuits , Its main task is to use VerilogHDL language to complete circuit design and simulation on the QuartusII .its basic function is to be able to display or modify time Circuit is divided into combination logic andsequential,mainlyincludefrequency division ,control ,adjustment of time display ,date ,time ,display control ,code translator.software simulation directly conducted on QuartusII and FPGA adaptor .For the writing of the program use VerilogHDL language ,according to the features of different modules and interaction control of the relationship between various modules compiled simulation.The digital Calendar is realized by using digital circuit minutes and seconds for timing device .it is widely used in home .office shopping malls ,railway stations etc .Compared with the old clock has better accuracy ,flexibility ,beautiful and has a longer life ,The digital calendar mainly includes the assembly logic circuit and sequential circuits ,also can show the function such as automatic alarm, timing ,broadcast , information. The digital calendar adopts the model of software develop the modifications will finish on the software ,it makes the cost greatly reduced and the function has a strong flexibility .If you want to change its function as long as modifying on the software.Relative to the old clock precision is greatly precision and the maintenance is more convenient to change ,also need not every day turn over a calendar page ,making people’s life more convenient .So significance to research the digital calendar its application has a broad market prospect.KEYWORDS FPGA ，C alendar ，VerilogHDL ，QuartusII目录中文摘要 (Ⅰ)英文摘要 (II)1 FPGA及数字电子万年历简介 (3)1.1 FPGA简介 (3)1.2 数字电子万年历的未来发展 (4)2 数字电子万年历的工作原理 (5)3 数字电子万年历各功能模块的实现 (6)3.1 时钟类型 (6)3.2 数字电子万年历的主要系统 (8)3.3 数字电子万年历主控制模块 (8)3.4 时间及其数据设置模块 (9)3.4.1 时间模块 (9)3.4.2 时间设置模块 (11)3.4.3 时间数据与时间设置数据多路选择模块 (12)3.5 时间显示动态位选模块 (14)3.6 显示模块 (15)3.7 秒表模块 (16)3.8 日期显示设置模块 (17)3.8.1 日期自动工作模块 (17)3.8.2 日期设置模块 (18)3.9 闹钟模块 (19)3.10 分频模块 (20)致谢 (23)参考文献 (24)附录 (25)1 FPGA及数字电子万年历简介1.1FPGA简介FPGA是现场可编程门列阵（Field programmable gates array）的简单缩写，是CPLD、PAL等数字元器件原有上的进步，是由可编程模块组成的专用进制式线路，属于半定制的电路。

万年历设计1、设计目的：1、学会对单片机外围电路的使用。

2、熟悉使用proteus电路仿真软件。

3、熟悉使用KILE C语言编程软件。

4、了解数字万年历的工作原理及其组成。

2、设计任务：1、显示年月日时分秒及星期信息2、具有可调整日期和时间功能3、增加闰年计算功能3、方案比较：用单片机设计电子时钟通常有两种方法：一是通过单片机内部的定时器或者计数器。

这种方法硬件线路简单，采用软件编程实现时钟计数，一般称为软时钟。

系统的功能一般与软件设计有关，通常用在对时间精度要求不高的场合；二是采用时钟芯片，它的功能强大，功能部件集成在芯片内部，自动产生时钟等相关功能。

硬件成本相对较高，软件编程简单。

通常使用在对时钟精度要求较高的场合。

本次设计采用第一种方法4、设计方案4.1 设计原理：本方案有的时间脉冲由单片机内部的定时器/计数器产生，所以硬件电路相对简单，由单片机产生时钟信号，通过程序分别产生年月日时分秒，同时可以区分闰年闰月，加送数码管显示，同时加上按键电路，可以对年月日时分秒进行调整，还有清零。

4.2硬件设计：图1如图1该电路由51单片机为核心，使用数码管显示，按键电路进行调整，考虑到单片机P0口的驱动能力不足的情况，使用上拉电阻提升驱动能力。

4.3软件设计：仿真开始，先初始化系统时间加送数码管显示，然后判断按键是否按下，如果按下，就表明要对时间进行调整，接下来则显示调整完的时间，如果没有按下，则显示初始时间。

5、设计结果图2如图2所示，数码管阵列第一列显示年月日，第二列显示时分秒，按键电路从上到下分别为复位，秒分时日月年的调整按键。

每当秒到60则分进位，同理，分满时进位，时满日进位，日满月进位，月满年进位，还可以区分闰年闰月。

6、总结和个人体验通过该课程设计很好的掌握了KILE，proteus两个和专业相关的软件，极大的拓宽了自己的知识宽度，期间产生的问题都与老师一起讨论得到了很好的解决，这对自己的问题阐述能力以及解决问题的能力都有很大的提升。

湖南人文科技学院课程设计报告课程名称：单片机原理及应用课程设计设计题目：电子万年历的设计制作系别：通信与控制工程系专业：电子信息工程技术班级：2006年电信专科班学生姓名:学号: 06306121起止日期:2008年6月16日~ 2008年6月27日指导教师:教研室主任：指导教师评语：指导教师签名：年月日成绩评定项目权重成绩1、设计过程中出勤、学习态度等方面0.22、课程设计质量与答辩0.53、设计报告书写及图纸规范程度0.3总成绩教研室审核意见：教研室主任签字：年月日教学系审核意见：主任签字：年月日电子万年历摘要：随着科技的快速发展，时间的流逝,至从观太阳、摆钟到现在电子钟，人类不断研究，不断创新纪录。

美国DALLAS公司推出的具有高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路DS1302。

它可以对年、月、日、周、时、分、秒进行计时，还具有闰年补偿等多种功能，而且DS1302的使用寿命长，误差小。

对于数字电子万年历采用直观的数字显示，可以同时显示年、月、日、周、时、分、秒等信息，还具有时间校准等功能。

该电路采用AT89C52单片机作为核心，功耗小，能在3V的低压工作，电压可选用3~5V电压供电。

综上所述此万年历具有读取方便、显示直观、功能多样、电路简洁、成本低廉等诸多优点，符合电子仪器仪表的发展趋势，具有广阔的市场前景。

关键词：时钟电路：DS1302；主控制器：AT89C52;显示电路：动态扫描~~~~~~目录~~~~~~一、设计要求与方案论证 (4)1.1 设计要求 (4)1.2 系统基本方案选择和论证 (4)1.2.1单片机芯片的选择方案和论证 (4)1.2.2 显示模块选择方案和论证 (4)1.2.3 时钟芯片的选择方案和论证 (4)二.系统的硬件设计与实现 (5)2.1 电路设计框图 (5)2.2 系统硬件概述 (5)2.3 主要单元电路的设计 (6)2.3.1单片机主控制模块的设计 (6)2.3.2时钟电路模块的设计 (6)2.3.4 电路原理及说明 (7)2.3.5显示模块的设计 (8)三、系统的软件设计 (9)3.1程序流程框图 (9)四. 指标测量 (11)4.1 测试仪器 (11)4.2硬件测试 (11)4.3软件测试 (11)4.４测试结果分析与结论 (12)4.4.1 测试结果分析 (12)4.4.2 测试结论 (12)五、作品总结 (12)六、致谢词 (12)参考文献 (13)附录一：系统电路图 (14)附录二：系统程序清单 (15)一、设计要求与方案论证1.1设计要求：电子万年历能显示阳历年、月、日、星期、〈小〉时、分〈钟〉、秒和阴历月、日，在显示农历时间时，能标明是否是闰年。

接着我的上一篇博文，终于完善好了，前几天太忙了，没有及时上传，呵呵，今天晚上刚比较早刚好凌晨，及时上传一下，实现了从0000---9999年的时钟，其实万年历和十万年历，都是差不多，等到地球能转到9999年再改代码也不迟，哈哈！！我这里有顶层和底层文件，顶层主要是调用模块和做按键处理，具体按键防抖动原理，参见偶的以前的博文，我写完这个万年历的代码，还没来得及优化，占用了太多了逻辑门，可以进一步优化。

大致思路是：第一次按下KEY1 的时候，所有计时停止，再按KEY1，年就闪烁，按下KEY2和KEY3 进行加减。

再按KEY1，月就闪烁，按下KEY2和KEY3 进行加减........依次为调年-月-日-星期-时分秒，再次按一下KEY1，进入正常运行模式。

好了先上顶层模块module LCD(rst,clk,rw,rs,en,data,key1,key2,key3);input clk,rst;input key1,key2,key3;output rs,en,rw;output [7:0] data;reg key1_out,key2_out,key3_out;wire clk,rst;wire rs,en,rw;wire [7:0] data;disp U1(.clk(clk),.rst(rst),.rs(rs),.en(en),.rw(rw),.data(data),.key1(key1_out),.key2(key2_out),.key3(key3_out));//=============key1，key2,key3 按键防抖动================// reg key1_reg1,key1_reg2;reg key2_reg1,key2_reg2;reg key3_reg1,key3_reg2;reg [31:0] count;always @(posedge clk)begincount<=count+1;if(count==500000)begincount<=0;key1_reg1<=key1;key2_reg1<=key2;key3_reg1<=key3;endkey1_reg2<=key1_reg1;key2_reg2<=key2_reg1;key3_reg2<=key3_reg1;key1_out <= key1_reg2 & (!key1_reg1);key2_out <= key2_reg2 & (!key2_reg1);key3_out <= key3_reg2 & (!key3_reg1);endendmodule底层模块：module disp(rst,clk,rw,rs,en,data,key1,key2,key3);input clk,rst;input key1,key2,key3;output rs,en,rw;output [7:0] data;reg rs,en_sel;reg [7:0] data;reg [14:0] year;reg [7:0] shi,fen,miao,month,dat;reg [31:0]count,count1; //LCD CLK 分频计数器reg lcd_clk;//2行32个数据寄存器reg [7:0]one_1,one_2,one_3,one_4,one_5,one_6,one_7,one_8,one_9,one_10,one_11,one_12,on e_13,one_14,one_15,one_16;reg [7:0]two_1,two_2,two_3,two_4,two_5,two_6,two_7,two_8,two_9,two_10,two_11,two_12,two_ 13,two_14,two_15,two_16;reg [7:0] next;parameter state0 =8'h00, //设置8位格式,2行,5*7 8'h38;state1 =8'h01, //整体显示,关光标,不闪烁8'h0C 闪烁8'h0estate2 =8'h02, //设定输入方式,增量不移位8'h06state3 =8'h03, //清除显示8'h01state4 =8'h04, //显示第一行的指令80Hstate5 =8'h05, //显示第二行的指令80H+40Hscan =8'h06,nul =8'h07;parameter data0 =8'h10, //2行32个数据状态data1 =8'h11,data2 =8'h12,data3 =8'h13,data4 =8'h14,data5 =8'h15,data6 =8'h16,data7 =8'h17,data8 =8'h18,data9 =8'h19,data10 =8'h20,data11 =8'h21,data12 =8'h22,data13 =8'h23,data14 =8'h24,data15 =8'h25,data16 =8'h26,data17 =8'h27,data18 =8'h28,data19 =8'h29,data20 =8'h30,data21 =8'h31,data22 =8'h32,data23 =8'h33,data24 =8'h34,data25 =8'h35,data26 =8'h36,data27 =8'h37,data28 =8'h38,data29 =8'h39,data30 =8'h40,data31 =8'h41;initialbegin//第一行显示年-月-日星期//Mon Tue Wed Thur Fri Sat Sunone_1<=" "; one_2<=" "; one_3<=" "; one_4<=" "; one_5<="-"; one_6<=" "; one_7<=" "; one_8<="-";one_9<=" ";one_10<=" ";one_11<=" ";one_12<=" ";one_13<=" ";one_14<="";one_15<=" ";one_16<=" ";//第二行显示Clock:00-00-00two_1<="C"; two_2<="l"; two_3<="o"; two_4<="c"; two_5<="k"; two_6<=":"; two_7<=" "; two_8<=" ";two_9<="-";two_10<=" ";two_11<=" ";two_12<="-";two_13<=" ";two_14<="";two_15<=" ";two_16<=" ";shi<=8'd0;fen<=8'd0;miao<=8'd0;end//======================产生LCD 时序脉冲=========================== always @ (posedge clk ) //获得LCD时钟begincount<=count+1;if(count==32'd50000)begincount<=32'b0;lcd_clk<=~lcd_clk;endend//=====================产生闪烁扫描时钟===========================reg [31:0] count2;reg scan_flag;always @ (posedge clk or negedge rst) //获得校准时间选中闪烁状态beginif(!rst)beginscan_flag<=1'b0;endelsebegincount2<=count2+1;if(count2==32'd1*******)begincount2<=32'b0;scan_flag<=~scan_flag;endendend//====================产生按键标志位================================= reg [3:0] flag;always @ (posedge clk or negedge rst )beginif(!rst)beginflag<=4'b0;endelseif(key1)beginflag<=flag+1'b1;if(flag==4'b1000)flag<=4'b0000;endend//===================计时以及校准=======================================reg[3:0] week;reg[7:0] dat_flag;always @ (posedge clk or negedge rst ) //时钟计数器beginif(!rst)begin //初始化显示第一行2012-05-19 Sat 第二行：Clock:00-00-00 shi<=8'b0;fen<=8'b0;miao<=8'b0;month<=8'd5;dat<=8'd19;year<=16'd2012;week<=4'd5;count1<=1'b0;two_7<= (shi/8'd10)+8'b00110000;two_8<= (shi%8'd10)+8'b00110000;two_10<=(fen/8'd10)+8'b00110000;two_11<=(fen%8'd10)+8'b00110000;two_13<=(miao/8'd10)+8'b00110000;two_14<=(miao%8'd10)+8'b00110000;one_1<=(year/16'd1000)+8'b00110000;one_2<=((year%16'd1000)/16'd100)+8'b00110000;one_3<=((year%16'd100)/8'd10)+8'b00110000;one_4<=(year%8'd10)+8'b00110000;one_6<=(month/8'd10)+8'b00110000;one_7<=(month%8'd10)+8'b00110000;one_9<=(dat/8'd10)+8'b00110000;one_10<=(dat%8'd10)+8'b00110000;endelsebegintwo_7<= (shi/8'd10)+8'b00110000;two_8<= (shi%8'd10)+8'b00110000;two_10<=(fen/8'd10)+8'b00110000;two_11<=(fen%8'd10)+8'b00110000;two_13<=(miao/8'd10)+8'b00110000;two_14<=(miao%8'd10)+8'b00110000;one_1<=(year/16'd1000)+8'b00110000;one_2<=((year%16'd1000)/16'd100)+8'b00110000;one_3<=((year%16'd100)/8'd10)+8'b00110000;one_4<=(year%8'd10)+8'b00110000;one_6<=(month/8'd10)+8'b00110000;one_7<=(month%8'd10)+8'b00110000;one_9<=(dat/8'd10)+8'b00110000;one_10<=(dat%8'd10)+8'b00110000;// 判断是否为31天的月份if(month==8'd1||month==8'd3||month==8'd5||month==8'd7||month==8'd8||month==8'd10|| month==8'd12)dat_flag<=8'd31;// 判断是否为30天的月份else if(month==8'd4||month==8'd6||month==8'd9||month==8'd11)dat_flag<=8'd30;// 判断是否为闰年和平年else if(month==8'd2)beginif(year % 4 == 0 && year % 100 != 0 || year % 400 == 0)dat_flag<=28;else dat_flag<=27;endcase (week)//星期//Mon Tue Wed Thu Fri Sat Sun4'b0000 : //1beginone_13<="M";one_14<="o";one_15<="n";end4'b0001 : //2beginone_13<="T";one_14<="u";one_15<="e";end4'b0010 : //3beginone_13<="W";one_14<="e";one_15<="d"; end4'b0011 : //4beginone_13<="T";one_14<="h";one_15<="u"; end4'b0100 : //5beginone_13<="F";one_14<="r";one_15<="i"; end4'b0101 : //6beginone_13<="S";one_14<="a";one_15<="t"; end4'b0110 : //7beginone_13<="S";one_14<="u";one_15<="n"; endendcasecase(flag)4'b0000 :beginen_sel<=1'b1;count1<=count1+1'b1;if(count1==32'd4*******)begincount1<=1'b0;miao<=miao+1'b1;if(miao==8'd59)beginmiao<=1'b0;fen<=fen+1'b1;if(fen==8'd59)beginfen<=1'b0;shi<=shi+1'b1;if(shi==8'd23)beginshi<=1'b0;dat<=dat+1'b1;week<=week+1'b1;if(week==4'b0110)week<=1'b1;if(dat==dat_flag)begindat<=8'd1;month<=month+1'b1;if(month==8'd12)beginmonth<=8'd1;year<=year+1'b1;if(year==16'd9999)year<=16'd0; //可以计1万年endendendendendendend4'b0001 :begincount1<=32'b0;//shi<=shi;fen<=fen;miao<=miao;year<=year;month<=month;dat<=dat;week<=week;end4'b0010 : //调年begincase(scan_flag)1'b0:begincount1<=32'b0; //shi<=shi;fen<=fen;miao<=miao;one_1<=8'd20;one_2<=8'd20;one_3<=8'd20;one_4<=8'd20;end1'b1:begincount1<=32'b0; //shi<=shi;fen<=fen;miao<=miao;endendcaseif(key2) //加数beginyear<=year+1'b1;if(year==16'd9999)year<=16'd0;endif(key3) //减数beginyear<=year-1'b1;if(year==16'd0)year<=16'd9999;endend4'b0011 : //调月begincase(scan_flag)1'b0:begincount1<=32'b0; //shi<=shi;fen<=fen;miao<=miao;one_6<=8'd20;one_7<=8'd20;end1'b1:begincount1<=32'b0; //shi<=shi;fen<=fen;miao<=miao;endcaseif(key2) //加数beginmonth<=month+1'b1;if(month==8'd12)month<=8'd0;endif(key3) //减数beginmonth<=month-1'b1;if(month==8'd0)month<=8'd12;endend4'b0100 : //调日begincase(scan_flag)1'b0:begincount1<=32'b0; //shi<=shi;fen<=fen;miao<=miao;one_9<=8'd20;one_10<=8'd20;end1'b1:begincount1<=32'b0; //shi<=shi;fen<=fen;miao<=miao;endendcaseif(key2) //加数begindat<=dat+1'b1;if(dat==dat_flag)dat<=8'd0;endif(key3) //减数dat<=dat-1'b1;if(dat==8'd0)dat<=dat_flag;endend4'b0101 : //调星期begincase(scan_flag)1'b0:begincount1<=32'b0; //shi<=shi;fen<=fen;miao<=miao;one_13<=8'd20;one_14<=8'd20;one_15<=8'd20;end1'b1:begincount1<=32'b0; //shi<=shi;fen<=fen;miao<=miao;endendcaseif(key2) //加数beginweek<=week+1'b1;if(week==4'd6)week<=4'd0;endif(key3) //减数beginweek<=week-1'b1;if(week==4'd0)week<=4'd7;endend4'b0110 : //调时begincase(scan_flag)begincount1<=32'b0; //shi<=shi;fen<=fen;miao<=miao;two_7<= 8'd20;two_8<= 8'd20;end1'b1:begincount1<=32'b0; //shi<=shi;fen<=fen;miao<=miao;endendcaseif(key2) //加数beginshi<=shi+8'b00000001;if(shi==8'd23)shi<=8'b0;endif(key3) //减数beginshi<=shi-8'b00000001;if(shi==8'b0)shi<=23;endend4'b0111 : //调分begincase(scan_flag)1'b0:begincount1<=32'b0; //shi<=shi;fen<=fen;miao<=miao;two_10<=8'd20;two_11<=8'd20;end1'b1:begincount1<=32'b0; //shi<=shi;fen<=fen;miao<=miao;endendcaseif(key2) //加数beginfen<=fen+8'b00000001;if(fen==8'd59)fen<=8'b0;endif(key3) //减数beginfen<=fen-8'b00000001;if(fen==8'b0)fen<=59;endend4'b1000 : //调秒begincase(scan_flag)1'b0:begincount1<=32'b0; //shi<=shi;fen<=fen;miao<=miao;two_13<=8'd20;two_14<=8'd20;end1'b1:begincount1<=32'b0; //shi<=shi;fen<=fen;miao<=miao;endendcaseif(key2) //加数beginmiao<=miao+8'b00000001;if(miao==8'd59)miao<=8'b0;endif(key3) //减数beginmiao<=miao-8'b00000001;if(miao==8'b0)miao<=59;endendendcaseendendalways @(posedge lcd_clk )begincase(next)state0 :begin rs<=1'b0; data<=8'h38; next<=state1; endstate1 :begin rs<=1'b0; data<=8'h0e; next<=state2; endstate2 :begin rs<=1'b0; data<=8'h06; next<=state3; endstate3 :begin rs<=1'b0; data<=8'h01; next<=state4; endstate4 :begin rs<=1'b0; data<=8'h80; next<=data0; end //显示第一行data0 :begin rs<=1'b1; data<=one_1; next<=data1 ; enddata1 :begin rs<=1'b1; data<=one_2; next<=data2 ; enddata2 :begin rs<=1'b1; data<=one_3; next<=data3 ; enddata3 :begin rs<=1'b1; data<=one_4; next<=data4 ; enddata4 :data5 :begin rs<=1'b1; data<=one_6; next<=data6 ; enddata6 :begin rs<=1'b1; data<=one_7; next<=data7 ; enddata7 :begin rs<=1'b1; data<=one_8; next<=data8 ; enddata8 :begin rs<=1'b1; data<=one_9; next<=data9 ; enddata9 :begin rs<=1'b1; data<=one_10; next<=data10 ; enddata10 :begin rs<=1'b1; data<=one_11; next<=data11 ; enddata11 :begin rs<=1'b1; data<=one_12; next<=data12 ; enddata12 :begin rs<=1'b1; data<=one_13; next<=data13 ; enddata13 :begin rs<=1'b1; data<=one_14; next<=data14 ; enddata14 :begin rs<=1'b1; data<=one_15; next<=data15 ; enddata15 :begin rs<=1'b1; data<=one_16; next<=state5 ; endstate5:begin rs<=1'b0;data<=8'hC0; next<=data16; end //显示第二行data16 :begin rs<=1'b1; data<=two_1; next<=data17 ; enddata17 :begin rs<=1'b1; data<=two_2; next<=data18 ; enddata18 :begin rs<=1'b1; data<=two_3; next<=data19 ; enddata19 :begin rs<=1'b1; data<=two_4; next<=data20 ; enddata20 :data21 :begin rs<=1'b1; data<=two_6; next<=data22 ; enddata22 :begin rs<=1'b1; data<=two_7; next<=data23 ; enddata23 :begin rs<=1'b1; data<=two_8; next<=data24 ; enddata24 :begin rs<=1'b1; data<=two_9; next<=data25 ; enddata25 :begin rs<=1'b1; data<=two_10; next<=data26 ; end data26 :begin rs<=1'b1; data<=two_11; next<=data27 ; end data27 :begin rs<=1'b1; data<=two_12; next<=data28 ; end data28 :begin rs<=1'b1; data<=two_13; next<=data29 ; end data29 :begin rs<=1'b1; data<=two_14; next<=data30 ; end data30 :begin rs<=1'b1; data<=two_15; next<=data31 ; end data31 :begin rs<=1'b1; data<=two_16; next<=scan ; endscan : //交替更新第一行和第二行数据beginnext<=state4;enddefault: next<=state0;endcaseendassign en=lcd_clk && en_sel;assign rw=1'b0;endmodule。

基于FPGA的多功能电子万年历电子万年历可以显示日期、星期、时间以及其他的一些信息。

近几年，随着FPGA技术的发展，基于FPGA的电子万年历已经被广泛使用。

基于FPGA的电子万年历除了具备传统电子万年历的基本功能外，还具有诸多的优点。

采用FPGA做万年历，集成度高、抗电磁干扰性能好、可编程性强，且易于扩展。

本文将主要讲述基于FPGA的多功能电子万年历的设计原理、实现细节以及相关应用。

设计原理基于FPGA的多功能电子万年历主要由FPGA芯片、时钟模块、数码管显示模块以及按键扫描模块组成。

1.FPGA芯片：大体上分为输入、输出、内存和运算4个部分。

通过采用FPGA芯片可以实现逻辑门的优化布局和资源分配，从而实现万年历的多种功能。

2.时钟模块：利用时钟模块产生震荡脉冲，驱动万年历的各种操作。

时钟模块还可以产生各种频率的时钟信号，如秒钟、分频、时钟、日历等，从而实现多种功能。

3.显示模块：显示模块主要通过数码管来显示日期、星期、时间等信息。

具体实现方法是将数码管的数码码表和时序参数存储在内存中，通过编程控制数码管的显示方式，实现数据的输出。

4.按键扫描模块：按键扫描模块主要通过扫描键盘来接受用户的输入，并根据用户的操作控制万年历的功能。

实现细节基于FPGA的多功能电子万年历的实现细节主要包括万年历的功能实现、按键扫描和电路部署。

1.万年历的功能实现多功能电子万年历主要支持年、月、日的日期显示、星期显示、时间显示、时钟多种功能。

具体实现方法是每秒读取系统时间，并将时间转换成5V逻辑电平数据，然后通过编程控制数码管的显示方式，实现数据的输出。

2.按键扫描按键扫描模块主要通过接收按下按键后输出电平并进行数值编码，与计算机进行数值比对，然后根据用户的操作控制万年历的功能。

比如，按下设置键后，进入设置模式，按一次将秒数置零，按2次进行月日年设置，按3次进行时间设置，按4次重新返回当前时间界面。

3.电路部署电路部署主要包括FPGA芯片与其他模块、模块与模块之间的连接。

毕业设计中期报告题目名称：基于FPGA的万年历设计院系名称：电气学院班级：应电学号：0832100589学生：梁启超指导教师：金凤2011年06月目录一、多功能电子万年历及FPGA简介 (1)1.1电子万年历的发展 (1)1.2 FPGA简介 (1)1.3 电子万年历的工作原理 (2)二、多功能电子万年历各功能模块实现 (4)2.1 时钟问题 (4)2.1.1 全局时钟 (4)2.1.2 门控时钟 (4)2.1.3 多级逻辑时钟 (5)2.1.4 波动式时钟 (5)2.2 电子万年历的控制系统 (6)2.3 主控制模块 maincontrol (7)2.4 时间及其设置模块 time_auto_and_set (8)2.2.1 时间模块 timepiece_main (8)2.2.2 时间设置模块 timeset (9)2.2.3 时间数据与时间设置数据多路选择模块 time_mux (11)2.3 时间显示动态位选模块 time_disp_select (13)2.4 显示模块 disp_data_mux (14)2.5 秒表模块 stopwatch (15)2.6 日期显示与设置模块 date_main (16)2.6.1 日期自动工作模块 autodate (17)2.6.2 日期设置模块 setdate (17)2.7 闹钟模块alarmclock (18)2.8 分频模块 fdiv (19)2.9 顶层模块图 (21)三、附录 (23)电子万年历系统的Verilog HDL语言程序设计部分代码 (23)3.1主控制模块 (23)3.2秒自动计时子模块 (25)3.3时间自动工作控制 (25)3.4时间数据与时间设置数据多路选择模块 (26)3.5时间及其设置模块 (27)3.6时间显示动态位选模块 (28)3.7秒表模块 (29)3.8分频模块 (29)参考文献 (31)1 引言1.1 选题意义钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大扩展了钟表原先的报时功能，诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、定时启闭路灯等。

fpga万年历项目计划书项目目标：设计和开发一个使用 FPGA（现场可编程门阵列）实现的万年历. 项目范围：这个 FPGA万年历将具有以下功能：显示当前日期和时间（年、月、日、时、分、秒）。

能够手动设置日期和时间。

能够自动调整闰年。

能够显示一周中的哪一天。

能够显示节日和特殊活动。

项目时间表：该项目的预计时间表如下：第 1 阶段（1 周），研究和规划。

第 2 阶段（2 周），硬件设计和仿真。

第 3 阶段（2 周），软件开发。

第 4 阶段（1 周），集成和测试。

第 5 阶段（1 周），文档编制和演示。

项目预算：该项目的估计预算如下：FPGA 开发板，500 美元。

元件（电阻、电容等），50 美元。

软件开发工具，免费（开源）。

人工成本（工程师），2,000 美元。

总计，2,550 美元。

项目团队：该项目团队将由以下人员组成：项目经理。

硬件工程师。

软件工程师。

测试工程师。

风险管理：该项目的潜在风险包括：硬件设计错误。

软件错误。

组件故障。

时间表延误。

预算超支。

为了降低这些风险，将采取以下缓解措施：тщательное планирование и проектирование。

严格的代码审查。

组件的彻底测试。

频繁的风险评估。

应急计划的制定。

项目交付成果：该项目的交付成果将包括：FPGA万年历原型。

完整的硬件设计文档。

完整的软件设计文档。

用户手册。

演示文稿。

项目评估：该项目将根据以下标准进行评估：功能要求是否得到满足。

预算和时间表是否得到遵守。

系统的可靠性和可维护性。

用户满意度。

结论：该 FPGA万年历项目是一个具有挑战性的项目，但也是一个有益的项目。

通过仔细的规划、设计和实施，该项目团队相信可以成功交付一个功能强大且可靠的万年历。

中文回答：FPGA 万年历项目计划书。

项目目标：设计和开发一个使用 FPGA（现场可编程门阵列）实现的万年历。

项目范围：该 FPGA 万年历将具有以下功能：显示当前日期和时间（年、月、日、时、分、秒）。

《EDA技术及其应用》实训报告班级_________________姓名XX ____________________________学号XX ________________________________ 指导教师XX __________________________________2012 年05月21 日XXXX 学院10 级机械电子工程系目录题义求点材 (4)1. 7 实验设计思想................ . (4)1. 8 各模块的设计程序和元件介绍5感想.............................................. ....、八、•前言随着电子技术的不断发展与进步，电子系统的设计方法发生了很大的变化，基于EDA技术的设计方法正成为电子系统设计的主流，EDA技术已成为许多高职高专院校电类专业学生必须掌握的一门重要技术。

此次基于EDA技术的万年历实训，加强了同学们对EDA工具Quartusll 的使用方法、VHDL语言知识、FPGA开发技术的深入理解，通过万年历的功能实现和功能测试，详细介绍Quartusll 的完整设计流程，在此基础上，进一步介绍面向复杂模块的使用方法。

其中包括年、月、日、时、分、秒以及调整、控制等各个模块的功能实现和仿真测试，进一揭示VHDL语言在语句应用和电路功能描述上的特点及其特殊用法，使我们在很短的时间内快速掌握了EDA这门重要技术。

实验的课题：万年历实验的目的及意义：（1）掌握EDA技术及FPGA技术的开发流程。

（2）掌握系统设计的方法和层次化设计的方法。

（3）掌握Quartusll 软件的使用方法。

（4）掌握VHDI语言的程序设计、编写、编译和错误修改。

（5）掌握熟悉EDA实验箱的各个模块（6）掌握EDA式验箱与pc机的连接、下载和引脚绑定的全过程和方法，实现功能仿真。

实验的内容及要求：（1）实现年、月、日、时、分、秒的显示并具有闰年判断计数的功能（2）在试验箱上通过按键实现年月日和时分秒的显示切换。

CPLD电子线路课程设计报告(7篇)通过这一周的课程设计，我对一些专业学问和电子设计有了更深的了解，同时也尝试着去应用自己的所把握的学问。

本次电子课程设计主要是对本学年学习的模拟电子技术和数字电子技术的应用，同时加上电路等学问，设计一些课题。

经过几天的奋战,我感受很深.我和客某某、沈某某三个人在参与学校电子设计大赛并获奖后，便成了参与明年的北京市电子深感自己在培育动手力量这方面还需很大的努力。

于是，这次我们在积存参与电子设计大赛和培训的根底上，在教师的指导下，预备把这个课程设计作为一次练兵，争取为明年的北京市电子设计大赛做足预备，取得一个好成绩。

电子课程设计不仅给我们供应了一个很好的呈现应用自己所把握的学问的平台,又是检验自己所学学问的一次考核. 我们运用各拘束各方面的优势中和起来,形成了一个团队.通过团队力气,才使设计得以完成.可以说,我们三个人是一个不行或缺的整体,少了任何一个人都是无法完成任务的.单片机是我们下学期要学的一门很重要的课程,它具有强大的功能.由于我们对单片机的应用有了肯定的了解,同时也为了下学期学习单片机打好根底,于是这次设计主要是以单片机为主的.一个是单片机编程器,另一个便是对单片机的一个应用电母鸡.在设计的过程中我们也不行避开的遇到了许多的问题.尤其是在调试过程中,会由于某些缘由出不来结果,或三个人之间消失了意见分歧,但在最终都达成了全都. 最终在调试结果出来后,我们更是无比的兴奋,无比的骄傲.总之,通过这次电子课程设计,我不仅对自己的学问有了更好的把握和应用,更了解到团队精神的力气.在以后的学习和生活中受用终身。

CPLD电子线路课程设计报告二时间匆忙而过，一周转瞬即逝。

在过去的这一周时间里面，原本以为会比拟简洁的设计任务却让我觉得有点措手不及。

虽然困难重重，但是在遇到的各种各样的问题中，我学会了急躁，学会了坚持，也学会了以前把握得不太坚固的数电和模电学问。

收获颇丰。

在这次电子课程设计中，我们小组的设计题目是汽车尾灯掌握。

FPGA-CPLD原理及应用课程设计报告题目：基于SOPC设计万年历一、摘要设计从系统硬件出发,由CPU、总线、RAM、外接设备等构成SOPC Builder 的硬件系统，通过Nios II DE2开发的嵌入式软件编写并嵌入SOPC Builder的硬件中实现万年历的整体开发。

通过应用SoPC Builder开发工具，设计者可以摆脱传统的、易于出错的软硬件设计细节，从而达到加快项目开发、缩短开发周期、节约开发成本的目的并具有高集成度、设计灵活和可移植性较好。

关键词：万年历SOPC SOPC Builder Nios II DE2二、设计要求用Nios II DE2 开发板的LCD显示电子钟的日期和时间。

LCD分两行显示，第1行显示年、月、日；第2行显示时、分、秒。

用输入BUTTON[0]来控制LCD 行的修改，同时让Nios II DE2开发板上的绿色发光二极管亮灭来表示这个选择。

当BUTTON[0]按一下后，LEDG3亮，可以修改年、月和日的数字；再按一下BUTTON[0]后，LEDG3灭，可以修改时、分和秒的数字。

另外用输入按钮BUTTON[3]来控制日期和时间的修改，当处于日期修改方式时，每次按动一次BUTTON[3]，依次更换“年”、“月”和“日”的修改。

当处于时间修改方式时，每次按动一次BUTTON[3]，依次更换“时”、“分”和“秒”的修改。

修改对象被选中后，按动BUTTON[2]输入按钮可以增加显示的数字；按动BUTTON[1]输入按钮可以减少显示的数字。

三、设计内容1、按键信息BUTTON[3]：“年”、“月”、“日”或“时”、“分”、“秒”切换键BUTTON[2]：+键BUTTON[1]：-键BUTTON[0]：“年”、“月”、“日”与“时”、“分”、“秒”切换键显示信息LCD_Line1：显示“年”、“月”、“日”LCD_Line1：显示“时”、“分”、“秒”2、SOPC Builder 硬件建立SOPC Builder是在Quartus II里的SOPC Builder进行的，先建立工程，在SOPC Builder里添加硬件，包括CPU ，jtag_uart ，RAM，LCD，PIO，按键，LED，以及LCD_ON。

大规模集成电路设计实验报告题目：多功能电子万年历姓名：李超学号： 1019122140学院：生命科学技术学院导师：黄力宇一、电子万年历简介钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能，诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、定时启闭路灯等。

所有这些，都是以钟表数字化为基础的。

因此，研究电子万年历及扩大其应用，有非常现实的意义。

数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。

电子万年历从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。

本次所设计的电子万年历能显示日期、星期、时间，具有闹钟功能。

二、电子万年历的工作原理功能键用来选择不同的工作模式：时间正常显示功能、时间调整与显示、秒表功能、闹钟设置与查看、日期显示、日期调整与设置。

◆调整键1：主要用于闹钟设置、日期显示与调整、秒表、时间调整与设置中的位置选择按钮，与功能键配合使用。

●2号键功能模式，即时间调整与设置时，用作时、分、秒的移位，按一下，将会实现“时-分-秒”的依次移位，便于在特定位置进行调整；●4号键功能模式，即闹钟设置与查看时，同样用作时、分、秒的移位，按一下，将会实现“时-分-秒”的依次移位，便于在特定位置进行调整；●6号键功能模式，即日期调整与设置时，用作月、日的移位，按一下，将会实现“月-日”的依次移位，便于在特定位置进行调整。

◆调整键2：主要用于闹钟设置、日期显示与调整、秒表、时间调整与设置中的调整按钮，与功能键配合使用。

●2号键功能模式，即时间调整与设置时，用作时、分、秒的调整，按一下，将会使得当前调整键1选择的位置数字增加1；●4号键功能模式，即闹钟设置与查看时，同样用作时、分、秒的调整，按一下，将会使得当前调整键1选择的位置数字增加1；●6号键功能模式，即日期调整与设置时，用作月、日的移位，按一下，将会使得当前调整键1选择的位置数字增加1。

学校代码 ***** 学号 ******** 分类号 TP 密级公开本科毕业论文（设计）学院、系鄂尔多斯学院电子信息工程系专业名称自动化年级 2011 级学生姓名张文博指导教师王俊林2013年 6月 8 日万年历的设计与实现摘要本设计为一个多功能的万年历，具有年、月、日、时、分、秒计数显示功能，以24小时循环计数，具有校对功能。

本设计采用EDA 技术，以硬件描述语言verilog HDL和VHDL为系统逻辑描述手段设计文件，在Quartus II工具软件环境下，采用自顶向下的设计方法，由各个基本模块共同构建了一个基于KH-310开发工具的万年历。

系统主芯片采用EP1C12Q240C8，由主程序和BCD模块组成。

经编译和仿真所设计的程序，在可编程逻辑器件上下载验证，本系统通过控制能够完成年、月、日和时、分、秒的分别显示，由按键输入进行数字钟的校时、切换、扫描功能。

关键字：VHDL Verilog HDL EDA 万年历目录1绪论 (1)1.1选题背景 (1)1.2课题相关技术的发展 (1)1.3课题研究的必要性 (2)1.4课题研究的内容 (3)2 EDA技术 (4)2.1 EDA概述 (4)2.2什么是EDA (4)2.3 EDA的特点 (5)3 FPGA简介 (7)3.1 FPGA概述 (7)3.2 FPGA开发编程原理 (7)3.3FPGA基本结构 (8)3.4 FPGA系统设计流程 (10)4万年历设计方案 (14)4.1万年历的原理 (14)4.2 实验程序 (14)4.3 实验连接 (34)4.4 实验仿真与实现 (36)5实验结论与研究展望 (38)5.1实验结论 (38)5.2研究展望 (38)致谢 (39)参考文献 (40)内蒙古大学本科实训论文（设计）1绪论1.1选题背景20世纪末，数字电子技术飞速发展，有力的推动了社会生产力的发展和社会信息化的提高。

在其推动下，数字技术的应用已经渗透到人类生活的各个方面。