如何在QuartusⅡ软件下使用FPGA设计电子时钟的详细说明

　　本设计为24 小时时钟设计， 具有时、分、秒计数显示功能， 以24 小时循环计时的时钟电路；具有时、分校准以及清零的功能。

　　本设计采用EDA技术，以硬件描述语言VHDL为系统逻辑描述手段设计文件，在 QUARTUⅡS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FPGA的数字钟。

　　系统由主控模块、分频模块、译码模块以及显示组成。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， 本系统能够完成时、分、秒的分别显示，由按键输入进行数字钟的清零功能。

　　本设计主要研究基于FPGA的数字钟，要求时间以24 小时为一个周期， 显示时、分、秒。采用10KHZ的基准信号产生1S的基准时间， 秒的个位加到10 就向秒的十位进一，秒的十位加到6 就向分的个位进一，分的个位加到10 就向分的十位进一， 分的十位加到6 就向时进一。该时钟具有清零功能， 可以对时、分及秒进行清零，为了保证计时的稳定及准确须由晶体振荡器提供时间基准信号。

　　该系统是基于FPGA的设计，采用VHDL进行系统功能描述， 采用自顶向下的设计方法，用 QUARTUⅡS软件进行仿真测试。

　　振荡器产生稳定的高频脉冲信号， 作为数字钟的时间基准， 然后经过分频器输出标准秒脉冲。秒的个位到9 时，十位加1，同时个位归零，若十位为5 时，则十位也归零；分和秒一致；时的个位到9 时，十位小于2 时加1，同时个位归零，若个位到3，十位为2 时，则个位和十位都归零。

　　一般说来，一个比较大的完整的项目应该采用层次化的描述方法： 分为几个较大的模块，定义好各功能模块之间的接口，然后各个模块再细分去具体实现，这就是 TOP DOW（N自顶向下）的设计方法。目前这种高层次的设计方法已被广泛采用。高层次设计只是定义系统的行为特征， 可以不涉及实现工艺， 因此还可以在厂家综合库的支持下， 利用综合优化工具将高层次描述转换成针对某种工艺优化的网络表，使工艺转化变得轻而易举。CPLD/FPGA系统设计的工作流程如图