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

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

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

3、紹EDA課程設(shè)計任務(wù)——數(shù)字鐘的設(shè)計的詳細設(shè)計過程及結(jié)果，并總結(jié)出心得體會。</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)計技術(shù)的核心，它依賴強大的計算機，在EDA工具軟件平臺上，對以硬件描述語言HDL為系統(tǒng)邏輯描述手段完成的設(shè)計文件，自動地完成邏輯編譯、邏輯簡化、邏輯分割、邏輯綜合，以及邏輯優(yōu)化和仿真測試，直至實現(xiàn)既定的電

4、子線路系統(tǒng)功能。此文詳細介紹在QUARTUS II軟件環(huán)境下開發(fā)基于VHDL語言數(shù)字鐘的設(shè)計。</p><p><b>　　1.設(shè)計任務(wù)及要求</b></p><p><b>　　1、設(shè)計內(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)計一個數(shù)字電子鐘，利用EDA軟件（QUARTUS Ⅱ）進行

5、編譯及仿真，設(shè)計輸入可采用VHDL硬件描述語言輸入法和原理圖輸入法，并下載到EDA實驗開發(fā)系統(tǒng)，連接外圍電路，完成實際測試。</p><p><b>　　2、設(shè)計要求</b></p><p>　?。?）具有時、分、秒計數(shù)顯示功能。</p><p>　　（2）具有清零的功能，且能夠?qū)τ嫊r系統(tǒng)的小時、分鐘進行調(diào)整。</p><p

6、>　?。?）小時為十二小時制。</p><p><b>　　2.方案選擇與論證</b></p><p>　　數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計采用自頂向下、由粗到細, 逐步分解的設(shè)計方法, 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現(xiàn)。自頂向下的設(shè)計方法將一個復(fù)雜的系統(tǒng)逐漸分解成若干功能模塊, 從而進行設(shè)計描述, 并且應(yīng)用EDA 軟件平臺自動完成各功能模塊的邏輯綜合

7、與優(yōu)化, 門級電路的布局, 再下載到硬件中實現(xiàn)設(shè)計。</p><p>　　因此對于數(shù)字鐘來說首先是時分秒的計數(shù)功能，然后能顯示，附帶功能是清零、調(diào)整時分。通過參考EDA課程設(shè)計指導(dǎo)書，有以下方案：</p><p>　　1、作為頂層文件有輸入端口：時鐘信號，清零按鍵，調(diào)時按鍵，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數(shù)碼管的輸出口。</p><

8、p>　　2、底層文件分為：時間計數(shù)模塊。分秒計數(shù)模塊計數(shù)為60計數(shù)，時計數(shù)模塊為12計數(shù)。顯示模塊。顯示模塊由一個六進制計數(shù)器模塊和一個七段譯碼器組成。六進制計數(shù)器為六選一選擇器的選擇判斷端提供輸入信號, 六選一選擇器的選擇輸出端分別接秒個位、秒十位、分個位、分十位和時個位、時十位的選通位用來完成動態(tài)掃描顯示，同時依次輸出秒個位、秒十位、分個位、分十位和時個位、時十位數(shù)向給譯碼模塊。報警模塊。當(dāng)時間到整點時就報時。輸入有時分秒計數(shù)

9、，時鐘脈沖。</p><p>　　3．方案的原理框圖及其說明</p><p>　　以上為方案原理圖，秒計數(shù)、分計數(shù)模塊為60計數(shù)，計滿后分別產(chǎn)生分脈沖、時脈沖，用于分計數(shù)、時計數(shù)。各計數(shù)器同時將計數(shù)值送報時模塊和送數(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數(shù)送往譯碼模塊譯碼，同時產(chǎn)生掃描信號用于數(shù)碼管掃描顯示。整點報警在整點時刻將秒脈沖信號送揚聲器聲音報警。</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個不同頻率的時鐘信號，及幾個上升沿按鍵，并接揚聲器和不許譯碼器的數(shù)碼管。以上均由EDA試驗箱提供。</p><p><b>　　5．系統(tǒng)設(shè)計詳述</b></p><p>　　整個系統(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報警的時序脈沖；</p><p>　　Stop——用于整點報時的停止控制；</p><p>　　clk——作為秒脈沖和整點報警的信聲音號；</p><p>　　reset——用于各個模塊復(fù)位；</p><p>　　setm

12、in——調(diào)整分鐘，接按鍵；</p><p>　　sethour——調(diào)整小時，接按鍵；</p><p><b>　　輸出端口：</b></p><p>　　speak——接揚聲器，用于報時；</p><p>　　led——接數(shù)碼管，送字型碼；</p><p>　　dp——接數(shù)碼管的小數(shù)點為，隔開時分

13、秒位；</p><p>　　sel——位選掃描信號輸出口，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有進位，setmin有脈沖時，enmin也會出現(xiàn)脈沖，說明秒計數(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有進位，說明分計數(shù)，時脈沖都是正確的。</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，說明十二小時計數(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，daout也依次輸出0、9、0、8、0、1，將時分秒的每一位輸出，同時sel輸出正

16、確掃描信號，dp小數(shù)點輸出也正確。</p><p><b>　　alert模塊</b></p><p>　　從仿真波形來看，當(dāng)stop=0和damin=0時，可看出speak有脈沖輸出，stop=1停止。說明報時是正確的。</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.下載測試及分析</b></p><p>　　下載測試后的效果如下圖所示，按復(fù)位鍵后數(shù)碼管顯示0時0分0秒開始計數(shù)，分秒時計數(shù)都正確。按動調(diào)分鍵或調(diào)小時鍵后，分位或小時位開始自加，再按鍵后停止。當(dāng)時間到整點時會有十秒報時，按動停止鍵停止報時，不按此鍵時自動到十秒后停止報時。設(shè)