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《基于eda的數(shù)字鐘程序設(shè)計》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、數(shù)字電路課程設(shè)計報告一、課題要求：（1）技術(shù)要求：1、掌握多功能數(shù)字鐘的工作原理。2、應(yīng)用EDA技術(shù)，VHDL語言編寫程序。3、層次化設(shè)計，設(shè)計原理框圖。4,、硬件設(shè)計及排版。（2）功能要求：1、基本功能：能進(jìn)行正常的時、分、秒計時功能，分別由6個數(shù)碼管顯示24小時、60分鐘、60秒的計數(shù)器顯示。2、擴(kuò)展功能：（1）能夠利用按鍵實現(xiàn)“校時”“校分”“清零”功能。（2）能利用揚(yáng)聲器做整點報時，整點前五秒短聲，整點長聲。（3）本人工作：負(fù)責(zé)軟件部分,,編寫各部分模塊的VHDL程序，并且鎖定引腳，將程
2、序下載到芯片中。二、設(shè)計方案：原理框圖:數(shù)字鐘原理框圖一共有11個小模塊：分頻，片選，按鍵，小時，分，秒，顯示模塊，七段顯示譯碼器，報時，揚(yáng)聲，36譯碼器。左邊第一個是時鐘信號輸入端，50Mhz到分頻模塊。第二個為清零按鍵，第三個為校分按鍵，第四個為校時按鍵。右邊第一個為七段顯示譯碼器輸出端，第二個為揚(yáng)聲器輸出端，第三個為6個數(shù)碼管輸出端。中間模塊為數(shù)字鐘的核心，有計時，報時，校時功能。數(shù)字電路課程設(shè)計報告三、單元模塊設(shè)計1、分頻模塊該模塊是將時鐘脈沖50Mhz分頻到1000、500和1，分別給
3、報時模塊和及時模塊。數(shù)字電路課程設(shè)計報告2、秒模塊仿真圖該模塊為60進(jìn)制計數(shù)器，有分頻模塊得到的1hz進(jìn)行計時，計時輸出為秒的數(shù)值，在計時到59時進(jìn)位1到co端。當(dāng)按下s3時，秒清零。數(shù)字電路課程設(shè)計報告3.、分模塊仿真圖該模塊也為60進(jìn)制計數(shù)器，計時輸出為分的數(shù)值。在EN信號有效且時鐘來時，計數(shù)器加1、在s2按下時，EN使能端有效，實現(xiàn)校分功能。數(shù)字電路課程設(shè)計報告4、時模塊仿真圖該模塊為24進(jìn)制計數(shù)器，計時輸出為小時的數(shù)值，在EN信號到來時，計數(shù)器加1，在S1按下時，EN信號有效，實現(xiàn)校時功
4、能。數(shù)字電路課程設(shè)計報告5、片選模塊仿真圖該模塊提供數(shù)碼管片選信號。數(shù)字電路課程設(shè)計報告6、按鍵模塊仿真圖該模塊是有幾個門電路組成，把它編寫成一個模塊，到時寫程序方便。該模塊連接幾個按鍵，由按鍵控制。數(shù)字電路課程設(shè)計報告7、報時模塊仿真圖該模塊為整點報時提供控制信號，當(dāng)59分時，秒為50，52，54，56，58時，Q500輸出“1”；秒為00時，Q1000輸出“1”。這兩個信號經(jīng)過邏輯門實現(xiàn)報時功能。8、BBB模塊數(shù)字電路課程設(shè)計報告仿真圖該模塊對應(yīng)不同的片選信號送出不同的要顯示的數(shù)據(jù)。9、36
5、譯碼器模塊數(shù)字電路課程設(shè)計報告仿真圖該模塊為36譯碼器，為輸出到數(shù)碼管對應(yīng)功能。10、七段譯碼器模塊數(shù)字電路課程設(shè)計報告仿真圖該模塊為七段譯碼器，輸出到數(shù)碼管的每一個引腳，可以正確的點亮每一個數(shù)碼管。11、揚(yáng)聲模塊數(shù)字電路課程設(shè)計報告仿真圖該模塊也為幾個門電路組合，控制著對揚(yáng)聲器的輸入，當(dāng)時間到達(dá)某一點時，輸出不同的脈沖信號到揚(yáng)聲器，給予揚(yáng)聲器信號。四、頂層模塊設(shè)計數(shù)字電路課程設(shè)計報告程序圖：數(shù)字電路課程設(shè)計報告數(shù)字電路課程設(shè)計報告總體框圖頂層文件將上面11個小模塊集合到一起構(gòu)成了總的程序，最終
6、也是將這個頂層文件寫到FPGA芯片中。五、硬件電路設(shè)計由另一位同學(xué)負(fù)責(zé)，收集好器件，將器件排版在電路板上，并將其焊接成成品。六、硬件電路安裝及調(diào)試在EDA中，將頂層文件各個輸入與輸出端口鎖定引腳。數(shù)字電路課程設(shè)計報告鎖定好引腳后將整個頂層文件下載到FPGA芯片中。注：在下載時，要注意先安裝USB程序，再設(shè)置IDE環(huán)境設(shè)置，然后再programmer中選擇自己要的文件，下載時必須先安裝好芯片再接電源，下載成功后，先拔電源，再拔下USB。下載好以后，用杜邦線將硬件和芯片的引腳連接好，檢查無誤后進(jìn)行測
7、試。七、調(diào)試結(jié)果為了每個模塊的正確性，將一一對每個模塊進(jìn)行測試。將芯片與硬件連接好，檢查無誤后，打開電源，此時硬件上的數(shù)碼管開始計時，等到秒為59時，下一秒，分為1，秒為00。然后用校時功能按鍵將分校分到59分，此時當(dāng)秒為50時，揚(yáng)聲器開始響，并且到整點時，揚(yáng)聲器持續(xù)響一段時間。按下S3，秒清零。調(diào)試結(jié)束，基本功能能夠計時，并且進(jìn)位到分和時，擴(kuò)展功能，按下S2和S3后能夠進(jìn)行分和時的校時，并且到整點時開始報時。八、設(shè)計中遇到的問題及解決方案我負(fù)責(zé)軟件部分，開始在編寫程序時根本無從下手，再找了一些
8、資料后終于對數(shù)字鐘有些了解。用EDA設(shè)計每一個模塊，都需要一個一個的去仿真，看程序?qū)Σ粚?，?jīng)常在一些小程序上出現(xiàn)問題。本來有好多門電路，發(fā)現(xiàn)放在頂層文件中比較麻煩，所以將這些門電路組成兩個模塊，按鍵模塊和揚(yáng)聲模塊，這樣方便頂層文件的編寫。分頻模塊，由于要將50MHz的脈沖分到1000Hz，500Hz，和1Hz，分頻量比較大，不能仿真，只能先改小一下數(shù)據(jù)，驗證程序是否正確。36譯碼器部分，本來使用的是38譯碼器，發(fā)現(xiàn)多了2個輸入，有6個數(shù)碼管，但是38譯碼器并不影響輸出。在下載過程，鎖定引腳，發(fā)現(xiàn)
