基于LCD1602的简易秒表的设计与实现

数字电路与逻辑设计

实验报告

学院： 电子工程学院 班级： 2014211212 姓名： 学号： 班内序号：

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一、设计课题的任务要求

简易秒表的设计与实现

设计制作一个计时精度为百分之一秒的计时秒表

基本要求：

1. 用LCD1602液晶屏显示计时；

2. 秒表计时长度为23小时59分59.99秒； 3. 用BTN0作为启动/停止开关；

4. 用BTN1作为复位开关，在任何情况下，只要按下复位开关，秒表都要无

条件执行清零操作。 提高要求：

1.增加定时器功能，可根据用户设定的时间进行倒计时，时间到0后蜂鸣器报警提示；

2.自拟其他功能。

二、系统设计(设计思路、总体框图、分块设计)

1. 设计思路：

①分别设计6进制计数器、10进制计数器和24进制计数器用于秒表计时部分。具体来说:将两个10进制计数器级联分别作为秒表的十分秒位(最小单位为0.1秒)和百分秒位(最小单位为0.01秒)；将一个10进制计数器和6进制计数器级联，分别作为秒表秒钟部分的个位(最小单位为1秒)和十位（最小单位为10秒）；再将一个10进制计数器和6进制计数器级联，分别作为秒表分钟部分的个位(最小单位为1分钟)和十位（最小单位为10分钟）；将24进制计数器作为秒表小时部分，其中低位输出作为秒表小时部分的个位(最小单位为1小时)，高位输出作为秒表小时部分的十位(最小单位为10小时)。最后把秒表百分秒、十分秒部分、秒钟部分、分钟部分、小时部分这四部分级联起来便构成了简易数字秒表的计时部分。

②将各个计数器部分的输出信号通过译码模块，变成LCD1602液晶屏能够读取并从而显示相关字符的8位二进制数据。再定义一个存储器ram，存储各个计数器部分的输出信号经过译码部分之后得到的数据，然后将这个存储器ram代表的数据在LCD1602液晶屏上显示。 ③考虑到秒表的最小计时长度为0.01秒(频率为100HZ)，如果系统时钟设置为50MHZ，则需要500000分频；实验时发现LCD1602液晶屏的时钟在1KHZ时，显示效果较好，故需要在系统时钟为50MHZ的基础上进行50000分频。

④考虑到基本要求中需要用BTN0作为启动/停止开关，用BTN1作为复位开关，所以需要设计相应的按键防抖电路，这里我采用的是计数型防抖。

2. 总体框图：

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图1系统结构框图

3. 分块设计：

系统共通过9个模块实现，分别是：

500000分频模块fpq 50000分频模块fpq1 6进制计数器模块cnt6 10进制计数器模块cnt10 24进制计数器模块cnt24 译码模块yima

LCD1602显示模块LCD1602

BTN0启动/停止开关消抖模块xiaodou BTN1复位开关消抖模块fuweixiaodou 具体设计如下:

①500000分频模块fpq

输入端口：clk :in std_logic;

输出端口：clkout : out std_logic; 生成符号：

设计思路：利用计数法实现分频

主要代码：（完整代码请见源程序）

signal clktmp : std_logic;

signal tmp : integer range 0 to 249999; begin

process (clk) begin

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②50000分频模块fpq1：

输入端口：clk :in std_logic; 输出端口：clkout : out std_logic;

生成符号：

if clk'event and clk='1' then

if tmp=249999 then--500000分频 tmp<=0; clktmp<=not clktmp; else

tmp<=tmp+1; end if; end if; end process; clkout<=clktmp;

设计思路：利用计数法实现分频 主要代码：（完整代码请见源程序）

signal clktmp : std_logic;

signal tmp : integer range 0 to 24999; begin

process (clk) begin

if clk'event and clk='1' then if tmp=24999 then--50000分频 tmp<=0; clktmp<=not clktmp; else

tmp<=tmp+1; end if; end if; end process; clkout<=clktmp;

③6进制计数器模块cnt6：

输入端口：reset,en,clk:IN STD_LOGIC; 输出端口：carry :OUT STD_LOGIC;

q:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); 生成符号：

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