基于fpga的多功能数字时钟设计

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1、摘要摘要本设计为一个多功能数字时钟，可以进行时、分、秒24小时循环计时与显示，并能通过按键实现时间修改、整点报时、闹铃提醒功能。设计采用EDA技术，以硬件描述语言VHDL为系统逻辑描述手段进行设计，在ise工具软件环境下，采用自顶向下的设计方法，由各个基本模块共同构建了一个基于FPGA的数字钟。系统主要有由分频模块、计时模块、控制调整模块、扫描显示模块、报时模块等组成。用较少按键实现了各项预期功能，能方便完成各个状态之间的转换。关键词：数字钟，VHDL，FPGA，闹铃I目录AbstractThedesignforamulti-functionaldigitalclock,withhours,m

2、inutesandsecondscountdisplaytoa24-hourcyclecount;haveprooffunctionsandthewholepointtimekeepingfunction.TheuseofEDAdesigntechnology,hardware-descriptionlanguageVHDLdescriptionlogicmeansforthesystemdesigndocuments,inisetoolsenvironment,atop-downdesign,bythevariousmodulestogetherbuildaFPGA-baseddigital

3、clock.Themainsystemismadeupofthefrequencydivisionmodule,controlandadjustmodule,timemodule,scananddisplaydecodingmodule,broadcastmodule.Thisdesigncompletesallthefunctionwithfewkey,andthetransformamongallthestateisveryconvenience.Keywords：digitalclock,VHDL,FPGA,alarmV目录目录第一章引言11.1选题背景11.2课题价值与意义11.3课题

4、的国内外研究现状11.4课题的难点、重点2第二章FPGA简介32.1FPGA概述32.2FPGA基本结构32.3FPGA系统设计流程52.4FPGA开发编程原理6第三章EDA技术简介83.1EDA技术概述83.2可编程逻辑器件103.3硬件描述语言HDL113.4基于EDA技术的数字系统设计方法133.4.1自低向上的设计方法143.4.2自顶向下的设计方法14第四章数字钟总体设计方案154.1多功能数字时钟系统分析与设计154.2数字时钟工作原理154.3FPGA芯片与开发软件选择164.3.1FPGA芯片选择策略164.3.2开发软件选择174.4开发平台介绍18V目录第五章单元电路设计2

5、05.1分频模块设计205.2计时模块设计215.3按键消抖模块设计225.4按键控制系统设计245.5时间调整模块设计265.6扫描显示与译码模块设计285.7闹铃与整点报时设计30第六章软件仿真与开发板实现316.1仿真方法316.2系统HDL描述波形仿真326.2.1分频模块波形仿真326.2.2计时模块波形仿真326.2.3控制系统波形仿真336.2.4时间调整模块波形仿真346.2.5闹铃与整点报时模块波形仿真346.2.6系统总电路仿真356.3开发板实现356.3.1开发板实现步骤356.3.2开发板实现结果与过程中的问题36第七章结论与展望377.1结论与收获377.2展望37

6、参考文献38致谢39V目录附录40外文资料原文48外文资料译文52V第一章引言第一章引言1.1选题背景现代电子产品正在以前所未有的革新速度，向着功能多样化、体积最小化、功耗最低化的方向发展。大规模可编程逻辑器件的使用与现代计算机技术的广泛应用是其与传统电子产品最大的区别。另外，现代电子产品设计依靠各种现代技术提高了产品性能、缩小了产品体积、降低了产品消耗、并缩短了研发周期。在这个背景下，EDA技术吸收了多学科最新成果从而形成一门新技术，并在各个领域有了十分重要的应用[1]。随着数字集成技术与电子设计自动化技术的迅速发展，数字技术已经应用到科研、生产、与人们日常生活的各个领域。数字系统设计的理论

7、与方法也在相应的变化与发展。1.2课题价值与意义现在是一个知识爆炸的新时代。新产品、新技术层出不穷，电子技术的发展更是日新月异。可以毫不夸张的说，电子技术的应用无处不在，电子技术正在不断地改变我们的生活，改变着我们的世界。在这快速发展的现在，随着生活节奏的加快，时间对人们来说越来越宝贵，人们对各种应用器材的要求也越来越高，而数字时钟作为日常生活中特别在准确计数方面的应用很广泛，所以精确且方便使用的