eda課程設(shè)計(jì)--vhdl語言實(shí)現(xiàn)數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　EDA課程設(shè)計(jì)論文</b></p><p><b>　　數(shù)字鐘設(shè)計(jì)</b></p><p>　　學(xué)院: 工學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí)： 11級(jí)自動(dòng)化五班 </p><p>　　學(xué) 號(hào)：

2、 </p><p>　　姓名： </p><p>　　指導(dǎo)老師： </p><p>　　VHDL語言實(shí)現(xiàn)數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)</p><p>　　［摘要］：隨著基于PLD的EDA技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大與深入，EDA技術(shù)在電子信息、通信、自動(dòng)控制及計(jì)算機(jī)應(yīng)用等領(lǐng)域的重要性日益突出。本文詳細(xì)介

3、紹EDA課程設(shè)計(jì)任務(wù)——數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)的詳細(xì)設(shè)計(jì)過程及結(jié)果，并總結(jié)出心得體會(huì)。</p><p>　?。坳P(guān)鍵字］：EDA技術(shù)；VHDL語言；數(shù)字鐘</p><p>　　EDA技術(shù)作為現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)技術(shù)的核心，它依賴強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)，在EDA工具軟件平臺(tái)上，對(duì)以硬件描述語言HDL為系統(tǒng)邏輯描述手段完成的設(shè)計(jì)文件，自動(dòng)地完成邏輯編譯、邏輯簡(jiǎn)化、邏輯分割、邏輯綜合，以及邏輯優(yōu)化和仿真測(cè)試，直至實(shí)現(xiàn)既定的電

4、子線路系統(tǒng)功能。此文詳細(xì)介紹在QUARTUS II軟件環(huán)境下開發(fā)基于VHDL語言數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　1.設(shè)計(jì)任務(wù)及要求</b></p><p><b>　　1、設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　選用合適的可編程邏輯器件及外圍電子元器件，設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電子鐘，利用EDA軟件（QUARTUS Ⅱ）進(jìn)行

5、編譯及仿真，設(shè)計(jì)輸入可采用VHDL硬件描述語言輸入法和原理圖輸入法，并下載到EDA實(shí)驗(yàn)開發(fā)系統(tǒng)，連接外圍電路，完成實(shí)際測(cè)試。</p><p><b>　　2、設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　?。?）具有時(shí)、分、秒計(jì)數(shù)顯示功能。</p><p>　　（2）具有清零的功能，且能夠?qū)τ?jì)時(shí)系統(tǒng)的小時(shí)、分鐘進(jìn)行調(diào)整。</p><p

6、>　　（3）小時(shí)為十二小時(shí)制。</p><p><b>　　2.方案選擇與論證</b></p><p>　　數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用自頂向下、由粗到細(xì), 逐步分解的設(shè)計(jì)方法, 最頂層電路是指系統(tǒng)的整體要求, 最下層是具體的邏輯電路的實(shí)現(xiàn)。自頂向下的設(shè)計(jì)方法將一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)逐漸分解成若干功能模塊, 從而進(jìn)行設(shè)計(jì)描述, 并且應(yīng)用EDA 軟件平臺(tái)自動(dòng)完成各功能模塊的邏輯綜合

7、與優(yōu)化, 門級(jí)電路的布局, 再下載到硬件中實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)。</p><p>　　因此對(duì)于數(shù)字鐘來說首先是時(shí)分秒的計(jì)數(shù)功能，然后能顯示，附帶功能是清零、調(diào)整時(shí)分。通過參考EDA課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，有以下方案：</p><p>　　1、作為頂層文件有輸入端口：時(shí)鐘信號(hào)，清零按鍵，調(diào)時(shí)按鍵，調(diào)分按鍵；輸出端口有：用于接數(shù)碼管的八段碼輸出口，掃描用于顯示的六個(gè)數(shù)碼管的輸出口。</p><

8、p>　　2、底層文件分為：時(shí)間計(jì)數(shù)模塊。分秒計(jì)數(shù)模塊計(jì)數(shù)為60計(jì)數(shù)，時(shí)計(jì)數(shù)模塊為12計(jì)數(shù)。顯示模塊。顯示模塊由一個(gè)六進(jìn)制計(jì)數(shù)器模塊和一個(gè)七段譯碼器組成。六進(jìn)制計(jì)數(shù)器為六選一選擇器的選擇判斷端提供輸入信號(hào), 六選一選擇器的選擇輸出端分別接秒個(gè)位、秒十位、分個(gè)位、分十位和時(shí)個(gè)位、時(shí)十位的選通位用來完成動(dòng)態(tài)掃描顯示，同時(shí)依次輸出秒個(gè)位、秒十位、分個(gè)位、分十位和時(shí)個(gè)位、時(shí)十位數(shù)向給譯碼模塊。報(bào)警模塊。當(dāng)時(shí)間到整點(diǎn)時(shí)就報(bào)時(shí)。輸入有時(shí)分秒計(jì)數(shù)

9、，時(shí)鐘脈沖。</p><p>　　3．方案的原理框圖及其說明</p><p>　　以上為方案原理圖，秒計(jì)數(shù)、分計(jì)數(shù)模塊為60計(jì)數(shù)，計(jì)滿后分別產(chǎn)生分脈沖、時(shí)脈沖，用于分計(jì)數(shù)、時(shí)計(jì)數(shù)。各計(jì)數(shù)器同時(shí)將計(jì)數(shù)值送報(bào)時(shí)模塊和送數(shù)及六選一選擇器模塊。送數(shù)及六選一選擇器模塊依次將秒分時(shí)數(shù)送往譯碼模塊譯碼，同時(shí)產(chǎn)生掃描信號(hào)用于數(shù)碼管掃描顯示。整點(diǎn)報(bào)警在整點(diǎn)時(shí)刻將秒脈沖信號(hào)送揚(yáng)聲器聲音報(bào)警。</p>

10、;<p><b>　　4.硬件選擇</b></p><p>　　本次選用cyclone系列EP1C3T144C8芯片。外部需接2個(gè)不同頻率的時(shí)鐘信號(hào)，及幾個(gè)上升沿按鍵，并接揚(yáng)聲器和不許譯碼器的數(shù)碼管。以上均由EDA試驗(yàn)箱提供。</p><p><b>　　5．系統(tǒng)設(shè)計(jì)詳述</b></p><p>　　整個(gè)系統(tǒng)

11、的構(gòu)成如下圖所示。其中輸入端口有： </p><p>　　clk1——用于送數(shù)及六選一選擇器和整點(diǎn)報(bào)警的時(shí)序脈沖；</p><p>　　Stop——用于整點(diǎn)報(bào)時(shí)的停止控制；</p><p>　　clk——作為秒脈沖和整點(diǎn)報(bào)警的信聲音號(hào)；</p><p>　　reset——用于各個(gè)模塊復(fù)位；</p><p>　　setm

12、in——調(diào)整分鐘，接按鍵；</p><p>　　sethour——調(diào)整小時(shí)，接按鍵；</p><p><b>　　輸出端口：</b></p><p>　　speak——接揚(yáng)聲器，用于報(bào)時(shí)；</p><p>　　led——接數(shù)碼管，送字型碼；</p><p>　　dp——接數(shù)碼管的小數(shù)點(diǎn)為，隔開時(shí)分

13、秒位；</p><p>　　sel——位選掃描信號(hào)輸出口，接數(shù)碼管位選接口；</p><p><b>　　6．系統(tǒng)仿真及分析</b></p><p>　　1.各模塊仿真及分析。</p><p><b>　　Second模塊</b></p><p>　　從仿真圖形上來看，dao

14、ut從0加到59后enmin有進(jìn)位，setmin有脈沖時(shí)，enmin也會(huì)出現(xiàn)脈沖，說明秒計(jì)數(shù)，分調(diào)整，分脈沖都是正確的。</p><p><b>　　minute模塊</b></p><p>　　從仿真圖形上來看，daout從0加到59后enhour有進(jìn)位，說明分計(jì)數(shù)，時(shí)脈沖都是正確的。</p><p><b>　　hour模塊<

15、;/b></p><p>　　從仿真圖看，daout從0加到B即0到11后重新從0開始加，說明十二小時(shí)計(jì)數(shù)正確。</p><p><b>　　settime模塊</b></p><p>　　從仿真波形看，sec、min、hour分別設(shè)置數(shù)為09、08、1時(shí)，daout也依次輸出0、9、0、8、0、1，將時(shí)分秒的每一位輸出，同時(shí)sel輸出正

16、確掃描信號(hào)，dp小數(shù)點(diǎn)輸出也正確。</p><p><b>　　alert模塊</b></p><p>　　從仿真波形來看，當(dāng)stop=0和damin=0時(shí)，可看出speak有脈沖輸出，stop=1停止。說明報(bào)時(shí)是正確的。</p><p><b>　　deled模塊</b></p><p>　　從仿

17、真波形來看，num輸入0~9，而led分別輸出相應(yīng)正確字型碼。</p><p><b>　　7.下載測(cè)試及分析</b></p><p>　　下載測(cè)試后的效果如下圖所示，按復(fù)位鍵后數(shù)碼管顯示0時(shí)0分0秒開始計(jì)數(shù)，分秒時(shí)計(jì)數(shù)都正確。按動(dòng)調(diào)分鍵或調(diào)小時(shí)鍵后，分位或小時(shí)位開始自加，再按鍵后停止。當(dāng)時(shí)間到整點(diǎn)時(shí)會(huì)有十秒報(bào)時(shí)，按動(dòng)停止鍵停止報(bào)時(shí)，不按此鍵時(shí)自動(dòng)到十秒后停止報(bào)時(shí)。設(shè)