应用VHDL语言设计数字系统，很多设计工作可以在计算机上完成，从而缩短了系统的开发时间，提高了工作效率。本文介绍一种以FPGA为核心，以VHDL为开发工具的数字秒表，并给出源程序和仿真结果。

1 系统设计方案
1．1 系统总体框图
    数字秒表主要有分频器、计数模块、功能控制模块、势能控制模块和显示输出模块组成。系统框图如图1所示。

本次的设计仿真选用以EPlC6Q240芯片为核心的FPGA开发板，该开发板提供了较完善的外围周边电路和信号接口，并提供了一块4位7段数码管的扩展板，为本次设计提供了硬件条件。在设计中，功能控制模块根据控制选择不同的功能状态的时间输出，通过势能控制模块和显示输出模块驱动7段数码管显示相应的时间。
1．2 系统功能要求
    (1)具有时钟秒表系统功能要求显示功能，用4个数码管分别显示秒和百分秒；
    (2)具有3种功能状态：系统时间运行状态，系统时间至零状态，时钟正常显示状态，通过输入控制信号可以使系统在这3个状态之间切换，使数码管显示相应状态的时间；
    (3)开启时间设定、关闭时间设定可通过控制信号中的时间调节来设置，在秒设置方面每按一下，秒就会自动加1，采用60进制计数，当计数到59时又会恢复为OO；百分秒设置方面每按一下，百分秒会自动加1，采用100进制计数，当计数到99时，向上进位并恢复O0。系统时间可以同单独的至零信号，将数码管显示时间直接恢复到00．0O状态。

2 模块功能设计及仿真
2．1 分频模块
    开发板提供的系统时钟为50 MHz，通过分频模块3次分频，将系统的时钟信号分为100 Hz和1 000 Hz分别提供给计数模块和势能控制模块作为时钟控制信号。该模块部分VHDL源程序如下：

c1:process(clk_in)

begin

2．2 计数模块
    计数模块中，时钟信号是100 Hz作为秒表的百分秒输入，百分秒为100进制计数器，其进位输出作为秒的计数时钟，秒为60进制计数器。控制信号输入端的begin—stop和reset信号控制计数器的开始、停止和至零。该模块部分VHDL源程序如下，方针结果如图2所示：