【紫光同创国产FPGA教程】——【PGL22G第四章】数字时钟实验例程

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适用于板卡型号：

紫光同创PGL22G开发平台（盘古22K）

一：盘古22K开发板（紫光同创PGL22G开发平台）简介

盘古22K开发板是基于紫光同创Logos系列PGL22G芯片设计的一款FPGA开发板，全面实现国产化方案，板载资源丰富，高容量、高带宽，外围接口丰富，不仅适用于高校教学，还可以用于实验项目、项目开发，一板多用，满足多方位的开发需求。

二：实验目的

设计一个具有计时功能和校时功能的数字时钟

数码管显示小时和分钟，秒钟用LED闪烁标识

三个按键用于时钟校准

KEY1用于切换正常计时，校准小时和分钟

KEY2用于时钟的“+”

KEY3用于时钟的“-”

校准相应的刻度，该数码管闪烁

三：实验原理

从上述的实验要求分析可得到此数字钟我们实现过程中要注意两个功能点：

1、计时显示功能：LED闪烁显示秒钟读秒，数码管右侧两位显示分钟计时，数码管左侧两位显示时钟计时；此功能的实现由两个细节功能实现：1S计时控制，与前面的实验中需要计时功能模块实现方式一致，注意此处计时的周期为1S即可；计时过程中进位控制；进位控制有四处需要进位：

2、计时校准功能：通过对应按键控制调整分钟计时与时钟计时，调整的过程中对应位需要闪烁；

此项功能中注意两点：调整对应位是，数码管该位进行闪烁；调整时注意进位；

基于上述分析我们将项目分成两个部分：

1.时钟计时与控制

2.数码管显示控制

 

四：实验源码设计

1.文件头设计

输入输出信号如下表：

2.时钟计时与控制模块设计

计时控制顶层设计

在此模块中我们要实现前面描述的两个主要的功能点：计时与控制；

输入输出信号如下表：

Module 设计的关键点如下（完整 module 查看源文件）：

1、时钟校准控制（分钟低位示例，其他为调整类似，进位值需要注意变化）

2、时钟进位控制（分钟低位为例，前一级进位信号触发累加，自身进位信号触发归零）

按键控制模块设计

按键控制模块功能主要是接收按键输入信号触发对时钟计数进行校准调整；通过 KEY1 调   

整校准位，KEY2 控制加，KEY3 控制减；module 关键点如下（key_out 为按键消抖输出）：

3.数码管显示模块设计

数码管显示模块相比前一个实验需要增加一个功能：当进入校准模式时数码管的校准位需要进行闪烁，故而引入一个 1S 的周期信号，在 1S 时间内 0.5s 正常点亮，0.5s 不点亮使得数码管闪烁；闪烁对应位需要引入按键控制输出的 dig_ctl 信号（前面代码中有描述）；

闪烁控制的模块设计如下：

五：实验现象

加载后的显示结果为：数码管显示从 00：00 开始，LED1 闪烁（1 次/s）；

按轻触按键 KEY1，进入校准模式，第一次按下 KEY1，进入分钟低位计数校准调节，之后再次按下 KEY1，校准位将会往左移动 1 位，直到校准位为时钟计数高位时，按下KEY1将推出校准模式，进入正常计数模式；

在校准模式中按下轻触按键 KEY2 一次，对应校准位加 1，在可计数的最大值时会归 0；

在校准模式中按下轻触按键 KEY3 一次，对应校准位减 1，在减到 0 时会置位为可计数的

最大值；