《数字电子技术》课程设计-基于fpga的数字电子时钟设计与实现

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1、02012.1上海师范大学天华学院电信系数字集成器件与应用专业课程设计《数字电子技术》课程设计设计题目：基于FPGA的数字电子时钟设计与实现系部：电子与信息工程系专业班级：电子信息工程08秋（1）班小组成员：学号：指导教师：完成日期：2012年1月2202012.1上海师范大学天华学院电信系数字集成器件与应用专业课程设计22222012.1上海师范大学天华学院电信系数字集成器件与应用专业课程设计目录一、所用设备与器材21.1仪器设备2二．系统方案22.1设计思想22.1.1课题背景22.1.2Qua

2、rtusII软件42.2工作原理及系统框图9三．软件方案103.1程序流程图103.1.124进制103.1.210进制流程图113.1.36进制123.1.460进制123.1.5from0to9133.1.6分频模块133.1.7总流程图143.2程序清单153.2.1头文件complete_clock程序153.2.2counter24程序163.2.3counter60程序163.2.4from0to9程序173.2.5counter6程序183.2.6counter10程序183.2.7分

3、频程序183.2.8校时模块程序19四．调试及结果1922222012.1上海师范大学天华学院电信系数字集成器件与应用专业课程设计4.1模块仿真194.1.1counter10模块仿真194.1.2counter24模块仿真204.1.3counter60模块仿真204.1.4分频模块仿真214.1.5top_clock计时模块仿真214.2程序下载214.3分析运行结果224.3.1设计总结224.3.2心得体会234.3.3致谢2422222012.1上海师范大学天华学院电信系数字集成器件与应用

4、专业课程设计一、所用设备与器材1.1仪器设备使用仪器设备有FPGADE2-70开发板、PC机、信号发生器。图1FPGADE2-70开发板图二．系统方案2.1设计思想利用数字电子技术、EDA设计方法、FPGA等技术，设计、仿真并实现一个基于FPGA的数字电子时钟基本功能，其基本组成框图如图1所示，振荡器采用ALTERA的DE2-70实验板的50MHz输出，分频器将50MHz的方波进行分频进而得到1Hz的标准秒脉冲，时、分、秒计时模块分别由二十四进制时计数器、六十进制分计数器和六十进制秒计数器完成，校时

5、模块完成时和分的校正。扩展功能设计为倒计时功能，从59分55秒至59分59秒，每秒亮一盏灯报时。2.1.1课题背景20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力的推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能更进一步，产品更新换代的节奏也越来越快。20世纪80年代末，出现了FPGA(FieldProgrommableGate22222012.1上海师范大学天华学院电信系数字集成器件与应用专业课程设计Array)，CAE和CAD技术

6、的应用更为广泛，它们在PCB设计的原理图输入，自动布局布线及PCB分析，以及逻辑设计，逻辑仿真布尔综合和化简等方面担任了重要的角色，为电子设计自动化必须解决的电路建模，标准文档及仿真测试奠定了基础。硬件描述语言是EDA技术的重要组成部分，VHDL是作为电子设计主流硬件的描述语言。本论文就是应用VHDL语言来实现秒表的电路设计。VHDL语言是标准硬件描述语言，它的特点就是能形式化抽样表示电路结构及行为，支持逻辑设计中层次领域的描述，借用了高级语言的精巧结构简化电路描述，具有电路模拟与验证及保证设计的正

7、确性，支持电路由高层向底层的综合变换，便于文档管理，易于理解和设计重用。EDA技术是在电子CAD技术基础上发展起来的计算机软件系统，是指以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术的最新成果，进行电子产品的自动设计。    利用EDA工具，电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统，大量工作可以通过计算机完成，并可以将电子产品从电路设计、性能分析到设计出IC版图或PCB版图的整个过程在计算机上自动处理完成。    现在对EDA的概念或范畴用得很宽。包括在机械、电子

8、、通信、航空航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域，都有EDA的应用。目前EDA技术已在各大公司、企事业单位和科研教学部门广泛使用。例如在飞机制造过程中，从设计、性能测试及特性分析直到飞行模拟，都可能涉及到EDA技术。本文所指的EDA技术，主要针对电子电路设计、PCB设计和IC设计。EDA设计可分为系统级、电路级和物理实现级。用VHDL语言开发的流程:（1）文本编辑：用任何文本编辑器都可以进行，也可以用专用的HDL编辑环境。通常VHDL文件保存为.vhd文件。（