eda課程設計--vhdl語言實現數字電子鐘的設計

1、<p><b>　　EDA課程設計論文</b></p><p><b>　　數字鐘設計</b></p><p>　　學院: 工學院 </p><p>　　專業(yè)班級： 11級自動化五班 </p><p>　　學 號：

2、 </p><p>　　姓名： </p><p>　　指導老師： </p><p>　　VHDL語言實現數字電子鐘的設計</p><p>　?。壅荩弘S著基于PLD的EDA技術的發(fā)展和應用領域的擴大與深入，EDA技術在電子信息、通信、自動控制及計算機應用等領域的重要性日益突出。本文詳細介

3、紹EDA課程設計任務——數字鐘的設計的詳細設計過程及結果，并總結出心得體會。</p><p>　?。坳P鍵字］：EDA技術；VHDL語言；數字鐘</p><p>　　EDA技術作為現代電子設計技術的核心，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為系統邏輯描述手段完成的設計文件，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，直至實現既定的電

4、子線路系統功能。此文詳細介紹在QUARTUS II軟件環(huán)境下開發(fā)基于VHDL語言數字鐘的設計。</p><p><b>　　1.設計任務及要求</b></p><p><b>　　1、設計內容</b></p><p>　　選用合適的可編程邏輯器件及外圍電子元器件，設計一個數字電子鐘，利用EDA軟件（QUARTUS Ⅱ）進行

5、編譯及仿真，設計輸入可采用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，連接外圍電路，完成實際測試。</p><p><b>　　2、設計要求</b></p><p>　?。?）具有時、分、秒計數顯示功能。</p><p>　?。?）具有清零的功能，且能夠對計時系統的小時、分鐘進行調整。</p><p

6、>　　（3）小時為十二小時制。</p><p><b>　　2.方案選擇與論證</b></p><p>　　數字系統的設計采用自頂向下、由粗到細, 逐步分解的設計方法, 最頂層電路是指系統的整體要求, 最下層是具體的邏輯電路的實現。自頂向下的設計方法將一個復雜的系統逐漸分解成若干功能模塊, 從而進行設計描述, 并且應用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設計。</p><p>　　因此對于數字鐘來說首先是時分秒的計數功能，然后能顯示，附帶功能是清零、調整時分。通過參考EDA課程設計指導書，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，調時按鍵，調分按鍵；輸出端口有：用于接數碼管的八段碼輸出口，掃描用于顯示的六個數碼管的輸出口。</p><

8、p>　　2、底層文件分為：時間計數模塊。分秒計數模塊計數為60計數，時計數模塊為12計數。顯示模塊。顯示模塊由一個六進制計數器模塊和一個七段譯碼器組成。六進制計數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、時十位數向給譯碼模塊。報警模塊。當時間到整點時就報時。輸入有時分秒計數

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、分計數模塊為60計數，計滿后分別產生分脈沖、時脈沖，用于分計數、時計數。各計數器同時將計數值送報時模塊和送數及六選一選擇器模塊。送數及六選一選擇器模塊依次將秒分時數送往譯碼模塊譯碼，同時產生掃描信號用于數碼管掃描顯示。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碼管。以上均由EDA試驗箱提供。</p><p><b>　　5．系統設計詳述</b></p><p>　　整個系統

11、的構成如下圖所示。其中輸入端口有： </p><p>　　clk1——用于送數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——用于各個模塊復位；</p><p>　　setm

12、in——調整分鐘，接按鍵；</p><p>　　sethour——調整小時，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——接數碼管，送字型碼；</p><p>　　dp——接數碼管的小數點為，隔開時分

13、秒位；</p><p>　　sel——位選掃描信號輸出口，接數碼管位選接口；</p><p><b>　　6．系統仿真及分析</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也會出現脈沖，說明秒計數，分調整，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，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，說明十二小時計數正確。</p><p><b>　　settime模塊</b></p><p>　　從仿真波形看，sec、min、hour分別設置數為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小數點輸出也正確。</p><p><b>　　alert模塊</b></p><p>　　從仿真波形來看，當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，按復位鍵后數碼管顯示0時0分0秒開始計數，分秒時計數都正確。按動調分鍵或調小時鍵后，分位或小時位開始自加，再按鍵后停止。當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