基于FPGA的多功能电子时钟设计课程设计报告

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1、基于FPGA的多功能时钟的设计学院:控学院班级：微电子1001班姓名:XXX学号:XXXXXXXXXX醐：2014年3月21日第一章绪论现代社会的标志之一就是信息产品的广泛使用，而且是产品的性能越来越虽，复杂程度越来越高，更新步伐越来越'快。支撑信息电子产品高速发展的基岀就是微电子制造工艺水平的提高和电子产品设计开发技术的发展。前者以微田加工技术为代表,而后者的代表就是电子设计自动化(electronicdesignutomatic,EDA)技术。本设计采用的VHDL是一种全方位的硬件描述语言,具有极强的描述能力,芒支持系统行为级、寄存器传

2、输级和逻辑门级这三个不同层次的设计：支持结勾、数据流、行为三种描述形式的混合描述，覆盖面广，抽象能力强，因此在F际应用中越来越广泛oASIC是专用的系统集成电路，是种带有逻辑处理的口速处理器；而FPGA是特殊的ASIC芯片，与其它的ASIC芯片相比，它具有设计T发周期短、设计制造成本低、开发工具先进、标准产品无需测试、质量稳定燈可实时在线检测等优点。在控制系统中，键盘是常用的人机交换接口，当所设置的功能键或数字键安下的时候，系统应该完成该键所对应的功能。医丨此，按键信息输入是与软件吉构密切相关的过程。根据键盘结构的不同，采用不同的编码方法，

3、但无论有丘编码以及采用什么样的编码，最后都要转换成为相应的键值，以实现按键功吃程序的转移。[1]钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表隶先的报时功能。诸如定时自动报警、定时启闭电路、定时开关烘箱、通断动万设备，甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些都是以钟表数字化为基础勺。医丨此研究数字钟以及扩大其应用有着非常现实的意义。1.1选题背景本节将从FPGA嵌入式应用开发技术与数字钟技术发展的客观实际出发，通丈对该技术发展状况的了解及课题本身的需要，指出研究基于FPGA的芯片系统亍设计——数字钟的设计与实现的必要性。•1

4、.1课题相关技术的发展当今电子产品正向功能多元化，体积最小化，功耗最低化的方向发展。它与号统的电子产品在设计上的显着区别是大量使用大规模可编程逻辑器件，使产吉的性能提高，体椭小,功耗降低，同时广泛运用现代计算机技术，提高产吉的自动化程度和竞争力，缩短研发周期。EDA技术正是为了适应现代电子技辰的要求,吸收众多学科最新科技成果而形成的一门新技术oilii烏译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑映射、编程下载等工作，最形成集成电子系统或专用集成芯片的一门新技术。本设计是利用VIDL硬件描述语言结合可编程逻辑器件进行的，并通过数码爭静态显示走时结果。数字钟

5、可以由各种技术实现，如单片机等。利用T编程艺辑器件具有其它方式没有的特点，它具有易学、方便、新颖、有趣、直观，殳计与实验成功率高、理论与实践结合紧密、积小、量大、X)口丰富、编程和町密等特点，并且它还具有开放的界面、丰富的设计库、模块化的工具以及•PA1定制等优良性能，应用非常方便。因此，本设计采用可编程逻辑器件实现L1.2课题研究的必要性现在是一个知识爆炸的新时代。新产品、新技术层出不穷，电子技术的发晏更是日新月异。起X毫不夸张的说，电子技术的应用无处不在，电子技术正E不断地改变着我们的生活，改变着我们的世界。趣快速发展的年代，时间寸人们

6、来说是越来越宝贵，在快节奏的生活时，人们往往忘记了时间，一旦遇级重要的事情而忘记了时间，这将会带来很大的损失，因此我们需要一个定时冷统来提醒这些忙碌的人O数字化的钟表给人们带来了极大的方便o近些年，直着科技的发展和社会的进步，人们对数字钟的要求也越来越高，传统的时钟己不能满足人们的需求，多功能数字钟不管在性能还是在样式上都发生了质的近化，有电子闹钟、数字闹钟等等。1.2课题研究的内容本设计主要研究基于FPGA的数字钟，要求时间以24小时为一个周期，显尺时、分。束校时以及整点报时功能，可以对时、分进行单独校对，使其校E到标准时间。樹时间由1X

7、5矩形键盘进行控制，为了保证计时的稳定及准彫页由晶体振荡器提供时间基准信号。第二章FPGA简介1.1FPGA概述FPGA是现场可编程门阵歹[J(FieldProgrammableGateirray)的简称，与二相应的CPLD是复杂可编程逻辑器件(ComplexProgrammableLogicDevice)勺简称，两者的功能基本相间，只是实现原理略有不同，有时可以忽略这两者的区别统称为可编程逻辑器件或CPLD/PGFAoCPLD/PGFA几乎能完成任何数字罟件的功能，上至高性能CPU,下至简单的74电路。它如同一张白纸或是一堆积工程师可以

8、通过传统的原理图输入或硬件描述吾言自由的设计一个数字系札通过软件仿真可以事先验证设计的正确性，在PCB完成以后，利用:PLD/FPGA的在线修改功能，随时修改设计而不必改动硬件电