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1、 课程设计报告课程设计名称： FPGA设计实践课程 设计课题名称： 自动打铃系统设计 班级： 指导老师： 姓名： 学号： 20072668 成绩： 设计时间： 7,5-7,9 设计地点： 计算机信息与工程学院自动打铃系统设计报告一、 设计目的：1 进一步熟悉FPGA开发系统环境、C语言、调试方式。2 了解FPGA中如何使用总线频率制作时钟。3 会使用各个模块的拼接与联系。二、 实验器材和工具软件： 1,ALTER DE2实验板。 2，Quartus II 实验用程序。三、 设计内容：1. 基本计时和现实功能（用12小时制显示）：包括上下午标志，时、分的数字显示，秒信号显示。2. 可以自由设置当
2、前时间（包含上、下午，时、分）。3. 可以实现基本的打铃功能，规定： 上午06：00起床铃，打铃5s，停2s，再打铃5s； 下午10：30熄灯铃，打铃5s，停2s，再打铃5s。 铃声可以用LED灯光显示，如果实验装置没有LED发光管，那么可以用七段显示管的小数点显示，也可以用显示小时的十位数码管的多余段显示。凡是用到铃声功能的均可以如此处理。 4. 增加整点报时功能，整点时响铃5s。要求有控制启动和关闭功能。5. 增加调整起床铃、熄灯铃时间的功能。 6. 增加调整打铃时间长短和间隙时间长短的功能。 7. 增设上午4节课的上、下课打铃功能，规定： 7：30上课，8：20下课 8：30上课，9：2
3、0下课 9：40上课，10：30下课 10：40上课，11：30下课。 每次铃响5s。四、 设计具体步骤：1，首先需要对整个系统做一个详细的认识，FPGA中是没有定时器的所以我们需要通过计数器来达到计时的效果。为此，我们先从总线频率那分频得到50M分频的频率那么我们需要分频器“clk_1_gen”。程序如下：library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all;entity clk_1_gen isport(clkin :in std_logic; clkout:out std_logic);end
4、 clk_1_gen;architecture behave_clk_div8 of clk_1_gen isconstant N: Integer:=24999999;signal Counter:Integer RANGE 0 TO N; signal Clk: Std_Logic;begin process(clkin) begin if rising_edge(clkin) then if Counter=N then Counter=0; Clk=NOT Clk; else Counter= Counter+1; end if; end if; end process; clkout
5、= Clk; end behave_clk_div8; 2，在题目中我们看到这个程序的目的不光光是现实时间，同时也可以修改时间，同时具备闹铃、修改闹铃等功能。那么为了切换这些功能我们需要一个状态机，为了输出当前处于什么状态，同时有些什么操作。这个就是statemachine所要完成的任务。这里涉及两大重要参数，一个是“command”一个是“adjbotton和flash”前者是当前的状态一共有五个，每一位象征着一个状态，而后者则是修改时间用的变化与位选。我们的目的是按一个按键那么状态就改变，那么我们就可以把输入变量的变化与输出地变化相一致即可。module statemachine (clo
6、ck, changemode, adjposition, adjval, command, adjbotton, flash);input clock;input changemode;input adjposition;input adjval;output 4:0 command;reg4:0 command;output2:0 adjbotton;reg2:0 adjbotton; output2:0 flash;reg2:0 flash;parameter2:0 timer = 0;parameter2:0 adj_timer = 1;parameter2:0 adj_morningt
7、ime = 2;parameter2:0 adj_eveningtime= 3;parameter2:0 adj_ringlength = 4;parameter2:0 adj_12or24 = 5;reg2:0 state;reg1:0 pos;always (posedge clock) /mo kuai 1 gong neng shi tong guo changemode de an xia lai gai bian zhuang taibegincase (state) /case state timer : /timer 0 shi beginif (changemode = 1b
8、0) /beginstate = adj_timer ;endendadj_timer :beginif (changemode = 1b0)beginstate = adj_morningtime ;endendadj_morningtime :beginif (changemode = 1b0)beginstate = adj_eveningtime ;endendadj_eveningtime :beginif (changemode = 1b0)beginstate = adj_ringlength ;endendadj_ringlength :beginif (changemode
9、= 1b0)beginstate = adj_12or24 ;endendadj_12or24 :beginif (changemode = 1b0)beginstate = timer ;endenddefault :beginstate = timer ;endendcaseendalways (posedge clock) /mo kuai 2begincase (state)timer : /zheng chang ji shi shibegin / command = 5b00000 ; /shu chu command wei 00000pos = 0 ; /pos wei 0en
10、dadj_timer : /tiao zheng shi jian shibeginif (command = 5b00000) /ru guo dang qian wei zheng chang ji shi zhuang taibegin/command=5b00001;pos = 1 ; / pos wei 1endelsebegin /ru guo bu shi zheng chang ji shi zhuang taiif (adjposition = 1b0) /erqie ci shi adiposition wei 1beginif (pos = 3) /erqie pos w
11、ei 3beginpos = 1 ; /pos wei 1endelsebegin /pos bu wei3 de hua pos =pos +1pos = pos + 1 ;endendendcommand = 5b00001 ; /zuo wan shang mian zhi hou command wei 00001endadj_morningtime : /tiao zheng qi chuang shi jian zhuang taibeginif (command = 5b00001) /ruguo dang qian wei tiao zheng shi jian zhuang
12、taibeginpos = 1 ; /pos wei 1endelsebeginif (adjposition = 1b0) /fou zhe ru guo adjposition wei 1 beginif (pos = 1) /erqie pos wei 1beginpos = 2 ; /pos wei 2endelsebeginpos = 1 ; /fou ze pos bu wei 1 shi pos wei 1endendendcommand = 5b00010 ;/ zuo wan zhi hou command shu chu wei 00010 tiao zheng xi de
13、ng zhuang taiendadj_eveningtime :beginif (command = 5b00010) / tiao wan shang shi jian de zhuang tai dang command wei 00010 shibeginpos = 1 ; /pos wei 1endelsebeginif (adjposition = 1b0) /command bu wei 00010 shi adjposition wei 1 shibeginif (pos = 1) /ru guo pos wei 1beginpos = 2 ; /pos wei2endelsebeginpos = 1 ; /fou ze wei 1endendendcommand = 5b00100 ; /zhi hou command shu chu wei 00100endadj_ringlength : /tiao zheng xiang liang zhuang tai beginif (command = 5b00100) /ru guo command wei 00100beginpos = 1 ; /pos w
