高精度秒表倒计时器系统的设计Verilog代码Quartus Spirit_V4开发板

名称： 高精度秒表倒计时器系统的设计Verilog代码Quartus  Spirit_V4开发板

软件： Quartus II

语言： Verilog 

代码功能

本项目实现了一个高精度的秒表和倒计时器系统，具备两种工作模式和精确的时间控制功能。系统主要功能包括：

·高精度秒表功能：实现启动、暂停、复位操作，精度达到10毫秒

·倒计时器功能：可设置倒计时时间，支持分钟、秒钟、毫秒设置

·双模式切换：通过模式按键在秒表和倒计时器之间切换

·实时显示：六位数码管动态显示时间数据，支持小数点显示

·精确计时：基于100Hz时钟实现10毫秒级精度计时

·智能控制：按键消抖处理，确保操作稳定性

·状态指示：LED指示灯显示当前工作模式

代码实现思路

系统架构设计

系统采用模块化设计，主要包含五个核心功能模块：

1.顶层控制模块：集成所有功能模块，实现模式切换和数据路由

2.秒表模块：实现正计时功能，支持启动、暂停、复位操作

3.倒计时模块：实现倒计时功能，支持时间设置和倒计时控制

4.显示模块：六位数码管动态扫描显示，支持小数点显示

5.时钟分频模块：将50MHz时钟分频为100Hz工作时钟

状态机设计

秒表和倒计时模块均采用四状态状态机实现完整的控制流程：

·空闲状态：系统初始化，等待用户操作

·计时状态：正在计时或倒计时

·暂停状态：计时暂停，保持当前时间

·复位状态：时间清零，准备重新开始

代码结构

模块层次结构

Digital_clock (顶层模块)

├── stopwatch (秒表模块)

├── countdown (倒计时模块)

├── display (显示控制模块)

├── set_mode (模式设置模块)

└── fenping (时钟分频模块)

模块功能描述

1.Digital_clock.v：顶层模块，集成所有功能模块

2.stopwatch.v：秒表功能模块，实现正计时

3.countdown.v：倒计时功能模块，支持时间设置

4.display.v：显示控制，支持六位数码管动态扫描

5.set_mode.v：模式切换控制，LED状态指示

6.fenping.v：时钟分频，50MHz→100Hz

显示系统设计

系统采用六位数码管动态扫描显示，显示格式为：

·秒表模式：分 秒.毫秒（如：12 34.56）

·倒计时模式：分 秒.毫秒（如：05 30.00）

其中秒和毫秒之间的小数点通过特殊段选码实现，提高显示可读性。

FPGA代码Verilog/VHDL代码资源下载：www.hdlcode.com

本代码已在Spirit_V4开发板验证，Spirit_V4开发板如下，其他开发板可以修改管脚适配：

演示视频：

设计文档：

设计文档.docx

1.工程文件

2.程序文件

3.程序编译

4.RTL图

5.管脚分配

6.Testbench

7.仿真图

分频模块

倒计时模块

正计时模块

显示模块

按键模块

模块控制模块

部分代码展示:

module Digital_clock(
input clk_50M,
input start_stop_key,//跑表启动,暂停
input reset_key,//跑表复位
input mode_key,//模式按键
input set_minute_key,//设置时间
input set_second_key,//确认
input set_msecond_key,//设置时分秒
output [1:0] led_mode,//led显示当前模式
output [5:0] bit_select,//数码管位选
output [7:0] seg_select//数码管段选
);
wire [7:0] stopwatch_Millisecond;//10毫秒
wire [7:0] stopwatch_second;//秒
wire [7:0] stopwatch_minute;//分
wire [7:0] countdown_hour_time;//时
wire [7:0] countdown_minute_time;//分
wire [7:0] countdown_second_time;//秒
wire start_stop_key_negedge;
wire reset_key_negedge;
wire mode_key_negedge;
wire set_minute_key_negedge;
wire set_second_key_negedge;
wire set_msecond_key_negedge;
wire [1:0] state_mode;//当前模式，4'd0:正计时，4'd1：倒计时
wire clk_100Hz;
//分频模块
fenping fenping_Hz(
. clk_50M(clk_50M),
. clk_100Hz(clk_100Hz)//分频到100Hz
);

代码文件（付费下载）：