基于FPGA開發的萬年歷系統

　　1功能概述

　　萬年歷是記錄一定時間范圍內的年歷，其名稱只是一種象征，表示時間跨度大。由于其功能非常常用，且極為方便人們查詢使用，因此廣泛應用于鐘表、歷書出版物、電子產品、電腦軟件和手機應用等行業中。

　　與傳統計時工具如鐘表日歷等相比，數字萬年歷具備精確度高、成本低廉、運行穩定、功能多樣等眾多優點，因此國內外許多設計人員先后進行了相關設計開發。其中，基于FPGA開發除設計簡便、開發成本低、電路簡潔等，更具備功能設計靈活方面的優勢。只需要在軟件上做簡單修改即可添加不同功能，如鬧鐘、陰陽歷對照等。

　　在FPGA設計中，數字萬年歷屬于小規模集成電路。從原理上來講，是典型的數字電路，包括組合邏輯電路和時序電路。在本案例中具體功能要求如下：

　　1. 上板復位后從元年1月1號開始計數，為方便上板調試，將一天的時間壓縮為1秒；

　　2. 按鍵用于設置日歷，按下按鍵0進入設置狀態，再次按下按鍵0退出設置狀態；

　　3. 按鍵1用來選擇想要設置的年月日的各個位；

　　4. 按鍵2在設置狀態時進行計數設置，每按一次數碼管顯示數字加1；

　　5. 平年365天（52周+1天），閏年366天（52周+2天），其中平年2月28天，閏年2月29天。

　　6. 閏年：每400年整一閏，或每4年且不為百年的一閏。即能被400整除，或不能被100整除但能被4整除的年份為閏年。

　　2 設計思路

　　首先根據所需要的功能，列出工程頂層的輸入輸出信號列表。如下表：

　　我們可以把工程劃分成三個模塊，分別是萬年歷計數模塊、按鍵模塊和數碼管顯示模塊。

　　1. 計數模塊——實現的是萬年歷計數功能，為方便觀看，將一天時間設置為1秒；日計數器dat_cnt、月份計數器mon_cnt_h、mon_cnt_1、mon_2_h、mon_2_1分別為大月小月以及平年閏年的2月計數器、年份計數器yea_one、yea_ten、yea_hun、yea_tho分別為年份的個十百千位，由yea_cnt_tol 《= yea_cnt1000 + yea_cnt100 + yea_cnt10 + yea_one得到年份。本模塊還自動計算當年是否是平閏年。

　　信號列表如下：

　　2. 按鍵模塊——4x4矩陣鍵盤，實現了矩陣鍵盤的掃描并使用按鍵消抖功能。

　　信號列表如下：

　　3. 數碼管模塊——實現將年月日的信息顯示在數碼管上。

　　信號列表如下：

? ?3、程序設計