电子系统课程设计-基于eda技术的数字时钟设计

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1、电子系统课程设计任务书设计题目:基于EDA技术的数字时钟设计设计目的:课程设计是一种复杂的学习实践过程。设计过程采用系统设计的方法,先分析任务,得到系统设计的要求,然后进行总体设计,划分子系统模块,然后进行详细设计,编写各个功能子系统VHDL代码并进行功能仿真,最后进行整个系统总装并仿真。设计内容:设计一个采用0.5英寸LED数码管显示的数字时钟系统,工作电源5V,它采用24小时制,具有“时”、“分”、“秒”显示,并且可以校正时间显示。设计要求:1.由石英晶体多谐振荡器20MHz和分频器产生1Hz标准秒脉冲;(说明:EDA试验箱中晶振频率20MHz,经试验箱内一系列二分频可将频率降低,但无法直

2、接产生1Hz信号,需要大家根据实际情况编制分频器得到1Hz信号);2.秒电路、分电路均为60进制计数,时电路为24进制计数;3.数码管采用动态扫描方式;4.能动手校时,校时模块功能可以自由发挥。比如可用两个按钮实现校时,A按钮控制调整项目,B按钮调整数字,B按钮还可以根据按下时间长短实现慢调、快调功能。也可以用三个按钮实现增减两个方向的手动校时。校时用按钮开关不能超过4个;5.扩展内容:1)进入校时状态后,被调整数字以2Hz闪烁;2)24/12小时可调,处于12小时制时,要有AM/PM显示;3)所有开关加入防抖设计;4)加入检测外部环境亮度功能,夜间自动降低数码管显示亮度;5)加入整点报时电路

3、;6)增加秒表功能;7)增加报闹功能。6.以上电路功能除外部环境亮度检测电路外均由VHDL代码实现层次式设计,顶层电路可以采用EDA电路图。设计成果:1.课程设计说明书,要求内容完整,图表完备,条理清楚,字迹工整,程序完整有相应的注解,仿真波形设计合理有必要的分析,引用资料要注明出处。2.顶层电路原理图,各层电路VHDL代码及仿真波形。设计说明书目录一、前言二、任务分析和方案设计三、外部输入输出要求四、内部各功能模块1)分频模块2)秒计数模块SECOND3)分计数模块MINUTE4)时计数模块HOUR5)整点报时功能模块ALERT6)扫描模块SELTIME7)译码显示功能模块DISPLAY8)

4、按键防抖模块KEY五、系统顶层设计图六、各模块块程序七、心得体会参考文献基于EDA技术的数字时钟设计一.前言EDA简介EDA是电子设计自动化(ElectronicDesignAutomation)的缩写,在20世纪90年代初从计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助测试(CAT)和计算机辅助工程(CAE)的概念发展而来的。EDA技术就是以计算机为工具,设计者在EDA软件平台上,用硬件描述语言HDL完成设计文件,然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真,直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。EDA技术的出现,极大地提高了电

5、路设计的效率和可操作性,减轻了设计者的劳动强度。二.任务分析和方案设计根据设计内容与要求知,本系统由分频模块(20MHz变为1Hz)、秒计数模块(六十进制)、分计数模块(六十进制)、时计数模块(二十四进制)、时间数据扫描分时选择模块和8421BCD到7段码的译码模块,再加上一个整点报时模块和按键防抖模块作为发挥部分。设计框图三、外部输入输出要求1.输入接口代表清零,调时,调分信号RESET、SETHOUR、SETMIN的引脚分别接高电平、KEY1、KEY2;代表计数时钟信号CLK和扫描时钟信号CLKDSP的引脚分别同1HZ时钟源和200HZ(或更高)时钟源相连。2.输出接口  代表扫描显示驱动

6、信号SEL[2..0]连到SEL2、SEL1、SEL0端,段码信号输出abcdefg连接到7段数码管的段码插口abcdefg端,小数点DP输出端同7段数码管的段码插口DP相连;代表扬声器驱动信号的引脚SPEAKER同扬声器驱动接口SPEAKER相连;代表花样LED灯显示的信号引脚LAMP[2..0]同3个LED灯相连。四、内部各功能模块:1)FREQ分频模块:整点报时用的200Hz与时钟用的1Hz的脉冲信号,这里的输入信号是20MHz信号,所以要设计两个分频器,将20MHz变为1Hz、200Hz。程序见后面。例图为1000分频,输入为5MHz,输出为5KHz.2)秒计数模块SECOND:60进

7、制,带有进位和清零功能的,输入为1Hz脉冲和高电平有效的清零信号RESET。程序见后面。3)分计数模块MINUTE60进制,带有进位和置数功能的,输入为1Hz脉冲和高电平有效的使能信号EN。程序见后面。4)时计数模块HOUR:24进制,输入为1Hz脉冲和高电平有效的使能信号EN。程序见后面。5)整点报时功能模块ALERT:输入为分/秒信号,输出为SPEAK信号。程序见后面。6)扫描模块SELTIM

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