EDA课程设计报告53942.doc

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1、下载可编辑EDA课程设计报告设计题目：用VHDL语言实现数字钟的设计班级：电子1201班学号：：方雅菁指导教师：世平设计时间：2015年1月9日—11日.专业.整理.下载可编辑摘要.专业.整理.下载可编辑数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的钟表。与机械钟相比具有更高的准确性和直观性，具有更长的使用寿命，已得到广泛的使用。数字钟的设计方法有许多种，例如可用中小规模集成电路组成电子钟，也可以利用专用的电子钟芯片配以显示电路及其所需要的外围电路组成电子钟。本设计采用赛林思公司的FPGA作为硬件平台、QUARTUSII作为编写程序和仿真的平台来编译程序并实现管教锁定和下载的软件平台来

2、实现数字钟。本设计的程序用VHDL语言编写，由本人独立设计完成。整体采用TOP-TO-DOWN设计思路。最顶层采用元件例化的方法，各个模块部采用进程和状态机来设计完成。主要电路为：主控状态机模块、秒计数模块、分计数模块、时计数模块、天计数模块、月计数模块、年计数模块、星期计数模块、整点报时模块。关键词：EDA，数字钟，计数器，状态机，元件例化，FPGA，VHDL.专业.整理.下载可编辑目录摘要2一、课程设计目的4二、设计容和要求42.1实验要求42.2实验设计4三、VHDL程序设计63.1普通年、月、时、分、秒的设计（基本功能）63.2可变进制计数器（天计时）设计（基本功能）73.3主

3、控模块设计83.4星期模块（增加功能）113.5闹钟模块（增加功能）123.6整点报时的实现（增加功能）123.7上下午显示（增加功能）12四、仿真验证134.1普通计数器功能仿真134.2可变天计时功能仿真154.3主控部分功能仿真184.4整点报时功能仿真204.5闹钟功能仿真204.6星期功能仿真204.7上下午显示功能仿真214.8综合功能仿真21.专业.整理.下载可编辑五、器件编程下载及设计结果245.1程序总体元件图245.2Ucf管脚映射文件24六、总结26七、参考文献27一、课程设计目的掌握利用可编程逻辑器件和EDA设计工具进行电子系统设计的方法，容包括：lVHDL程序

4、设计、输入——在QUARTUSII平台上用VHDL描述系统的功能l逻辑综合——将源程序编译后，为设计系统选择一个电路实现方案，按照这个方案进行逻辑综合和优化，生成1个电路网表文件l功能仿真——检查自己的设计是否达到和完成要求的逻辑功能l设计实现——布局、布线及配置，最后生成可以写到芯片中的目标文件l时序仿真——是适配到选定的芯片后进行的仿真，它模拟芯片的实际动作，仿真时间模型严格将门级延时计算在，可以分析出竞争与冒险，时序仿真验证过的电路与实际电路基本上已致。l器件编程——对器件编程下载.专业.整理.下载可编辑一、设计容和要求2.1实验要求用VHDL语言实现数字钟的设计，要求设计实现一

5、个具有带预置数的数字钟，具有显示年月日时分秒的功能。用6个数码管显示时分秒，set按钮产生第一个脉冲时，显示切换年月日，第2个脉冲到来时可预置年份，第3个脉冲到来时可预置月份，依次第4、5、6、7个脉冲到来时分别可预置日期、时、分、秒，第8个脉冲到来后预置结束，正常工作，显示的是时分秒。Up为高电平时，upclk有脉冲到达时，预置位加1.否则减1.2.2实验设计本设计采用top-down模式设计。下面介绍一下其优点。自顶而下（TOPTODOWN）的层次化设计方法在现代EDA设计中有着明显的优势，越来越受到设计者的欢迎。对于一个复杂的设计系统，运用层次化设计方法，使设计课题进一步细化，分

6、块设计，条理清晰。另外，在调试时可采用逆向调试方式，即从模块调试向总体调试方向开展调试工作，使设计中出现的问题在模块级就能发现，及时处理，这样就会使一个复杂的设计变得容易调试，缩短了设计时间。层次化设计方法：开始设计时，先设计出一个顶层总框图（一般称之为顶层图），该框图是由若干个具有特定功能的源模块组成。下一步是对这些不同功能的模块进行设计，产生这些模块的原理图文件或VHDL源文件。对于有些功能复.专业.整理.下载可编辑杂的模块，全部使用元件库中的元器件设计仍显复杂，因此还可以将该模块继续化分为若干个功能子模块，这样就形成模块套模块的层次化设计方法。这种方法也称之为自顶向下的系统设计方

7、法。图1总体框图如图2-1所示，本设计实现了对年、月、日、小时、分秒的基本基本计时外，还实现了对星期的显示和基于小时下的定点报时及上下午的判断。本系统由8个模块组成，其中主控模块负责各个模块之间的调度、分析计算数字钟的状态、给出相应的控制信号。各个计数器功能相似，都具有计数、输出DCB码、双向调节计数状态的功能。.专业.整理.下载可编辑一、VHDL程序设计3.1普通年、月、时、分、秒的设计（基本功能）图2年、月、时、分、秒计时器元件图此类计数器