现代数字芯片学课程设计.doc

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1、武汉理工大学硕士研究生课程设计论文课程：《现代系统级芯片设计方法学》开课学院：信息工程学院学期：2011-2012年度第1学期成绩《多功能数字钟电路系统设计》姓名吴浩学号07院系信息工程学院专业物理电子学指导老师吴友宇提交时间：2012年1月10日目录目录2摘要3关键词3Abstract3Keywords3第1章前言41.1概述41.2课题设计基本内容41.2.1课题设计技术要求41.2.2课题设计结构5第2章EDA与VerilogHDL简介72.1EDA技术72.1.1EDA技术特征72.1.2EDA技术设计流程72.2硬件语言描述（VerilogHD

2、L）82.2.1VerilogHDL设计方法介绍82.2.2VerilogHDL设计方法优势82.2.3数字IC设计流程9第3章数字钟系统设计113.1系统需求113.2数字钟工作原理113.3各组成模块原理123.3.1主控电路模块143.3.2分频电路模块143.3.3时间以及设置模块163.3.4整点报时模块173.3.5显示扫描模块183.3.6按键消抖模块18第4章各组成模块软件设计以及仿真204.1主控电路模块软件设计204.2分频电路模块软件设计214.2.1分频模块仿真以及分析224.3计时模块软件设计224.3.1计时模块软件仿真以及分

3、析244.4整点报时模块软件设计254.4.1整点报时软件仿真以及分析264.5显示扫描模块软件设计26第5章数字钟设计总结285.1引脚封装285.2设计总结28摘要：为了提高开发的效率，缩短其开发的时间，设计师逐渐转向可编程逻辑器件的开发。本设计介绍了应用FPGA采用自顶向下的方法来设计数字钟的方案。设计时，系统实现采用硬件描述语言Verilog把系统电路按模块化方式进行设计，采用QuartusII6.0开发平台进行逻辑综合和时序仿真，并下栽到EPlC3T144C8芯片上进行验证，获得了预期的结果。实验结果表明，该系统没有传统设计中的接线问题，硬件功

4、能可以像软件一样通过编程来修改，可靠性高、体积小，极大地提高了电子系统设计的灵活性和通用性。关键词：FPGA数字时钟自顶向下Verilog语言Abstract：Inordertoenhancethedevelopmentefficiencyandreduceitstime，designersgraduallyturntheirattentionstothedevelopmentofprogrammablelogicdevices．ThispaperintroducestheapplicationofFPGA，usestop-downmethodtodes

5、igndigitalclock．Whendesigning．itfirstusestheVeriloglanguagetoediteachfunctionalmodule,separatelycompilesandsimulatesunderQuartus6.0,thenusesthetop-leveldocumenttoconnectallfunctionalmodules,finallycarriesonthetestintheexperimentbox,confirmsthatthisdesignmethodispracticalandfeasib

6、le.Keywords:FPGAdigitalclocktop-downVerilogLanguage第1章前言1.1概述数字钟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原先的报时功能。诸如，定时报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、定时启闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备，甚至各种定时电气的自动启动等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。数字钟已成人们日常生活中必不可少的必备品，广泛用于个人，家庭以及车站，码头，剧场，办公室等公共场所，给人们的生活，学习，工作和娱乐带来了极大的方便。数字集成电路技术的迅速发展以及先进的石英技术的采用

7、，使数字钟具有准确，性能稳定，携带方便等优点。尽管目前市场上已有现成的数字钟集成电路芯片出售，价格便宜，使用也方便，但鉴于数字钟电路的基本组成包含了数字电路的主要组成部分，因此进行数字钟的设计是必要的。1.2课题设计基本内容1.2.1课题设计技术要求1，熟练掌握使用Quartus6.0的使用；2，掌握自顶向下的设计方法，掌握实现一个项目的设计步骤；3，需要具有VerilogHDL语言编程知识和外围电路搭建技能；4，掌握不同进制计数器及时钟控制电路的设计方法；5，在顶层文件中完成对各个模块的连接；6，能根据设计需求对设计电路进行功能仿真和测试；7，掌握多功

8、能数字钟的工作原理图；8，熟悉并且熟悉软件和硬件调试方法；1.1.1课题设计功能