时钟、正弦波和方波实验报告——07电子 马路 0736065

FPGA时钟、正弦波和方波实验报告

时钟实验

——07电子 马路 0736065

一：实验要求。

设计一个时钟，能设置两个时间，到这两个时间能够控制自动响铃30秒。 时间调整和定时的设置使用两个按钮实现。

二：试验程序及说明。

说明：clk：时钟基准信号，做正常走时的秒时钟信号。 clk2：用于在调整（校准）时间和设置闹铃时间时，相应的时钟位能闪烁。 clk5：用于使蜂鸣器响所需的1KHz的时钟。

pb1：用于调整时间的按钮。每按一下，相应的时钟位时钟加一。

pb2：用于调整时钟的状态。正常走时状态0，设置时钟小时1，设置时钟分钟2，设置定时a小时时3，设置定时a分钟4，设置定时b小时5,设置定时b小时6，然后回到0。状态的变化根据pb1的信号变化。pb2用来改变设置值。 pt1：输出的秒时钟信号。 pt2：输出的10秒位信号。 ptml：输出的分钟信号的低位。

FPGA时钟、正弦波和方波实验报告

ptmh：输出的分钟信号的高位。 pthl：输出的小时信号的低位。 pthh：输出的小时信号的高位。

ring：输出的打铃信号，它和时钟信号clk5相与的结果作为蜂鸣器的输入信号。 k：打铃开关信号，当为高电平时，打铃时间设置有效，到打铃时间，蜂鸣器会响；当为低电平时，到打铃时间，蜂鸣器不响。

下面的signal信号均为中间量，并不作为最终的输出信号。 q1,q2,q3,q4,q5,q6：秒的高低位输出信号，分钟的高低位输出信号，小时的高低位输出信号。

dq1,dq2,dq3,dq4,dq5,dq6：正常走时的时钟信号输出，相应的译码输出，分别对应：秒的高低位，分钟的高低位，小时的高低位。 dpa1,dpa2,dpa3,dpa4,dpb1,dpb2,dpb3,dpb4：设置的打铃时间的小时和分钟的译码输出信号，分为a和b。dpa1,dpa2：a打铃时间的分钟的低高位，dpa3,dpa4：小时的低高位；dpb1,dpb2：b打铃时间的低高位，dpb3,dpb4：小时的低高位。 c1,c2,c3,c4：c1：秒低位的进位信号，c2：秒高位的进位信号，c3：分钟的低位进位信号，c4：分钟的高位进位信号。 clk1s,clk1m,clk1h：秒、分、时的时钟信号。 hour：正常走时的小时输出信号。 rhoura,rhourb：设置的打铃时间的输出小时信号。 rminha,rminhb,rminla,rminlb：设置的打铃时间a和b的分钟输出信号。 rhourha,rhourhb,rhourla,rhourl：设置的打铃时间a和b的小时输出信号。

rhac,rhbc,rmac,rmbc：设置打铃信号的时钟基准信号。 sta：状态标志位。

ringa,ringb：a和b的打铃标志位。 fig：数码管闪烁标志位。

秒的低位进行计数。 秒的高位进行计数

FPGA时钟、正弦波和方波实验报告

分钟的低位计数

小时的低位计数

分钟的高位计数

小时的高位计数

FPGA时钟、正弦波和方波实验报告

显示秒的低位

显示秒的高位

FPGA时钟、正弦波和方波实验报告

显示分钟的低位

显示小时的低位 显示分钟的高位

显示小时的高位

说明：a的定时,小时的高位存在rhourh 中，低位存在rhourla中；分钟的高

FPGA时钟、正弦波和方波实验报告

位存在rminha中，低位存在rminla

中。

说明：b的定时,小时的高位存在rhourh 中，低位存在rhourlb中；分钟的高

位存在rminhb中，低位存在rminlb

中。

FPGA时钟、正弦波和方波实验报告

process(rminha) -----显示设置的 a 时间：分钟高位 begin case rminha is when 0=> dpa3<="0000"; when 1=> dpa3<="0001"; when 2=> dpa3<="0010"; when 3=> dpa3<="0011

"; when 4=> dpa3<="0100"; when 5=> dpa3<="0101"; when 6=> dpa3<="0110"; when 7=> dpa3<="0111"; when 8=> dpa3<="1000"; when 9=> dpa3<="1001"; WHEN OTHERS => NULL; end case; end process;

process(rminla) ------ 显 示 设 置 的 a 时间：分钟低位 begin case rminla is when 0=> dpa4<="0000"; when 1=> dpa4<="0001"; when 2=> dpa4<="0010"; when 3=> dpa4<="0011"; when 4=> dpa4<="0100"; when 5=> dpa4<="0101"; when 6=> dpa4<="0110"; when 7=> dpa4<="0111"; when 8=> dpa4<="1000"; when 9=> dpa4<="1001"; WHEN OTHERS => NULL; end case; end process;

process(rhourhb) -----显示设置的 b 时 间：小时高位 begin case rhourhb is when 0=> dpb1<="0000"; when 1=> dpb1<="0001"; when 2=> dpb1<="0010"; when 3=> dpb1<="0011"; when 4=> dpb1<="0100"; when 5=> dpb1<="0101"; when 6=> dpb1<="0110"; when 7=> dpb1<="0111"; when 8=> dpb1<="1000"; when 9=> dpb1<="1001"; WHEN OTHERS => NULL; end case; end process;

process(rhourlb) -----显示设置的 b 时间：小时低位 begin case rhourlb is when 0=> dpb2<="0000"; when 1=> dpb2<="0001"; when 2=> dpb2<="0010"; when 3=> dpb2<="0011"; when 4=> dpb2<="0100"; when 5=> dpb2<="0101"; when 6=> dpb2<="0110"; when 7=> dpb2<="0111"; when 8=> dpb2<="1000"; when 9=> dpb2<="1001"; WHEN OTHERS => NULL; end case; end process;

FPGA时钟、正弦波和方波实验报告

说明：当状态不同时，相应显示出 来的小时和分钟所代表的

义不同。分别为正常走时（0）

FPGA时钟、正弦波和方波实验报告

说明：当fig为1时，数码管显示相应的数， 当fig为0时，数码管显示0（由于硬件

电路中，数码管无法消隐，所以无法让 它变暗）。如此，fig的值通过时钟信号 clk2来控制是0还是1，从而实现了 数码管的闪烁显示。

说明：由于打铃时间有两个（a和b），所以 不管哪个打铃时间到了都要打铃。而蜂鸣器

校准时间（1、2）、打铃时间a（3、4）和打铃时间b（5、

说明：上面的程序，根据状态的不同，让显示模块显示的含义不同。在校准时钟或者在设置打铃时间时，当调整相应的位能闪烁的同时，其他的位照常显示。

FPGA时钟、正弦波和方波实验报告

是交流的，所以要与上一个时钟信号clk5（1024Hz）。 如此，到了打铃时间才会打铃30秒。

三：时序仿真。

新建一个波形文件。

设置仿真截止时间为1毫秒。

FPGA时钟、正弦波和方波实验报告

列出各个管脚。

FPGA时钟、正弦波和方波实验报告

FPGA时钟、正弦波和方波实验报告

将这些管脚拖到波形文件中，并设置相应的输入信号： 以下是设置一个打铃信号a为00：04：00。

FPGA时钟、正弦波和方波实验报告

clk的时间设置如下：

FPGA时钟、正弦波和方波实验报告

输出管脚pt1、pt2、ptml、ptmh、pthl、pthh的输出波形的形式设置为1～9的整数形式如下：

设置完相应的输入输出信号后，点击运行，结果如下：

FPGA时钟、正弦波和方波实验报告

由上面的仿真结果可知，当时钟到达00：04：00时间时，打铃信号产生，并维持了30秒。

下面进行两种打铃信号的时序仿真：

此时，设置了a打铃时间为：00：05：

00.

此时设置了b打铃时间为：00：07：00.。

运行时序仿真结果如下：

此时序图说明：当时钟走到00：05：00时，产生了打铃信号a，并维持了30秒。

FPGA时钟、正弦波和方波实验报告

此时序图说明：当时钟走到了：00：07：00时，产生了打铃信号b，并维持了30秒。

四：下载。

管脚配置。

说明：硬件电路用的是模式7。相应的管脚配置如下：

FPGA时钟、正弦波和方波实验报告

下载： 硬件装载：

FPGA时钟、正弦波和方波实验报告

点击“Start”，将程序下载到硬件中。

FPGA时钟、正弦波和方波实验报告

正弦波发生器实验

——07电子 马路 0736065

一：实验要求。

应用的DDS原理，设计一个正弦波的信号发生器，频率可调。

二：实验电路及程序代码说明。

顶层文件为下图。

在Quartus中新建一个项目，命名为dds。在该工程中新建一个block文件，用于设计顶层文件。

右击界面，进入“symbol”文件中：

FPGA时钟、正弦波和方波实验报告

在“symbol”中找到“LPM_ROM”元件符号，点击OK。

保存ROM数据的文件到工程中，命名为：data_rom。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ndf1.html