EDA技术设计性实验——数字钟设计-2

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1、实验四EDA技术设计性实验——数字钟设计一、实验目的:1、目的和任务:(1)通过课程设计使学生能熟练掌握一种EDA软件(QUARTUSII)的使用方法,能熟练进行设计输入、编译、管脚分配、下载等过程,为以后进行工程实际问题的研究打下设计基础。(2)通过课程设计使学生能利用EDA软件(QUARTUSII)进行至少一个电子技术综合问题的设计,设计输入可采用图形输入法或VHDL硬件描述语言输入法。(3)通过课程设计使学生初步貝有分析、寻找和排除电了电路中常见故障的能力。(4)通过课程设计使学生能独立写出严谨的、有理论根据的、实事求是的、文理通顺的字迹端正的课程设计报告。2、功能要

2、求:(1)具有时、分、秒计数显示功能,以24小时循环计时。(2)时钟计数显示时有LED灯的花样显示。(3)具有调节小时、分钟、秒及清零的功能。(4)具冇整点报时功能。3、总体方框图:本系统可以由秒计数器、分钟计数器、小时计数器、整点报时、分的调整以及小时的调整和一个顶层文件构成。采用自顶向下的设计方法,子模块利用VHDL语言设计,顶层文件用原理图的设计方法。显示:小时采用24进制,而分钟均是采用6进制和10进制的组合。时矍控制单元“使能端信号“CLK信号门->时显示3—>24进制卩—►->分显示•►60进制卩—►->砂显示P►60进制卩—LED显示卩4、设计原理:数字钟电路

3、设计要求所设计电路就有以下功能:吋、分、秒计时显示,清零,吋、分调节,整点报时及花样显示。分、秒计时原理相似,可以采用60进制BCD码计数器进计时;小时采用24进制BCD码进行计时;在设计时采用试验电路箱上的模式7电路,不需要进行译码电路的设计;所设计电路具有駆动扬声器和花样显示的LED灯信号产生。5、性能指标及功能设计:(1)时钟计数:完成时、分、秒的正确计时并且显示所计的数字;对秒、分——60进制计数,即从0到59循环计数,时钟——24进制计数,即从0到23循环计数,并且在数码管上显示数值。(2)时间设置:手动调节分钟、小吋,可以对所设计的时钟任意调时间,这样使数字数字

4、钟具有使用功能。我们可以通过实验板上的键7和键4进行任意的调整,因为我们用的时钟信号均是1HZ的,所以每LED灯变化一次就来一个脉冲,即计数一次。(3)清零功能:reset为复位键,低电平吋实现清零功能,高电平吋正常计数。可以根据我们自己任意时间的复位。(4)蜂鸣器在整点时有报时信号产生,蜂鸣器报警。产生“滴答•滴答”的报警声音。(5)LED灯在时钟显示时有花样显示信号产生。即根据进位情况,LED不停的闪烁,从而产生“花样"信号。二、设计方案1、顶层实体描述前面已经完成了电子时钟电路的各个组成部分的设计,下面把这些组成部分组装舉来,形成完整的总体设计。该电子吋钟的命名为cl

5、ock,其外部端口如下图所/J7o各个输入/输出端口的作用如2-Clksecond[6...0b-・Resetmin[6...0l・Sethourhour[6...0b•§£鯉lamp[2..0lL_speak(1)elk为外部吋钟信号,其频率为1Hz,reset为异步清零信号.(2)sethour和setmin分别为调时调分脉冲输入信号,当en_set为高屯平时,每來一个sethour脉冲或setmin脉冲,时、分输岀将分别加1;(3)second[6...0]为秒的个位和十位ECD码输出,min[6・・・0]为分钟的个位和十位BCD码输出,hour[6...0]为小时的

6、个位和十位BCD码输出,它们最终中用来驱动七段数码管,1“眄[2..・0]为花样显示输出信号,speak为整点报时扬声器驱动信号。2、模块划分3、模块描述时钟计时模块完成时、分、秒计数,及清零、调节时和分钟的功能。时、分、秒计数的原理相同,均为BCD码输出的计数器,其中分和秒均为六十进制BCD码计数器,小时为二十四进制BCD码计数器。设计-•个具有异步清零和设置输出功能的六十进制BCD码计数器,再设计一个具冇异步清零和设置输出功能的二十四进制计数器,然后将它们通过一定的组合构成时钟计时模块。各个输入/输岀端口的作用为:second—elkenmin——resetdaout[

7、6..0]——setmininst3(1)elk为计吋吋钟信号,reset为异步清零信号;(2)sethour为小时设置信号,setmin为分钟设置信号;(3)daout[5・・・0]为小时的BCD码输出,daout[6...0]为秒和分钟的BCD码输出,enmin和enhour为使能输出信号。(4)在时钟整点的时候产生扬声器张动信号和花样显示信号。由时钟计时模块屮分钟的进行信号进行控制。当contr_en为高电平吋,将输入信号elk送到输出端speak用于驱动扬声器,同时在elk的控制下,输出端lamp[2..0

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