eda課設(shè)電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧
2025-09-04 10:05 本頁(yè)面
【正文】 來(lái)越受到數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)者的歡迎。 硬件介紹 1） .FPGA 芯片的介紹 在本次課程設(shè)計(jì)中選用 Altera 公司 Cyclone II 系列 FPGA 器件。 Altera 公司 2020 年推出了新款 Cyclone II 系列 FPGA 器件。 Cyclone II FPGA的成本比第一代 Cyclone 器件低 30%，邏輯容量大了三倍多，可滿足低成本大批量應(yīng)用需求。 隨著低復(fù)雜度 FPGA 器件成本的不斷下降，具有靈活性和及時(shí)面市優(yōu)勢(shì)的FPGA 與 ASIC 相比更有競(jìng)爭(zhēng)性，在數(shù)字消費(fèi)市場(chǎng)上的應(yīng)用也急劇增加。第一代 Cyclone 系列迄今發(fā)售了 3 百多萬(wàn)片，在全球擁有 3,000 多位客戶，對(duì)大批量低成本數(shù)字消費(fèi)市場(chǎng)有著巨大的影響，該市場(chǎng)消納了三分之一的器件。 同時(shí) ， Cyclone II 器件系列也在電信、計(jì)算機(jī) 外設(shè)、工業(yè)和汽車(chē)市場(chǎng)上獲得了巨大的進(jìn)步。 Cyclone II 器件包含了許多新的特性，如嵌入存儲(chǔ)器、嵌入乘法器、 PLL 和低成本的封裝，這些都為諸如視頻顯示、數(shù)字電視 (DTV)、機(jī)頂盒(STB)、 DVD 播放器、 DSL 調(diào)制解調(diào)器、家用網(wǎng)關(guān)和中低端路由器等批量應(yīng)用哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告 2 進(jìn)行了優(yōu)化。 Cyclone II 器件采用 TSMC90nm 低 K 絕緣材料工藝技術(shù)，這種技術(shù)結(jié)合Altera 低成本的設(shè)計(jì)方式，使之能夠在更低的成本下制造出更大容量的器件。這種新的器件比第一代 Cyclone 產(chǎn)品具有兩倍多的 I/O 引腳，且對(duì)可編程邏輯，存儲(chǔ)塊和其它 特性進(jìn)行了最優(yōu)的組合，具有許多新的增強(qiáng)特性 低成本的配置器件編輯 Altera 為配置 Cyclone II FPGA 提供了低成本的串行配置器件。這些串行配置器件定價(jià)為批量應(yīng)用，成本是相應(yīng) Cyclone II FPGA的 10%。四個(gè)串行配置器件 (1Mbit， 4Mbit， 16Mbit 和 64Mbit)提供了節(jié)省空間的 8 腳和 16 腳 SOIC 封裝。器件中任何不用于配置的存儲(chǔ)器可用于一般存儲(chǔ)，進(jìn)一步增強(qiáng)其價(jià)值。 IP 編輯 Altera 也為 Cylcone II 器件客戶提供了 40 多個(gè)可定制 IP 核， Altera和 Altera Megafunction 伙伴計(jì)劃 (AMPPSM)合作者提供的不同的 IP 核是專為Cyclone II 架構(gòu)優(yōu)化的，包括： Nios II 嵌入式處理器； DDR SDRAM 控制器；FFT/IFFT； PCI 編譯器； FIR 編譯器； NCO 編譯器； POSPHY 編譯器； Reed Solomon 編譯器； Viterbi編譯器等等。 圖 1Altera 公司的 Cyclone II 2） .晶振 晶振： 是指從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片（簡(jiǎn)稱為晶片），石英晶體諧振器，簡(jiǎn)稱為石英晶體或晶體、晶振；而在封裝內(nèi)部添加 IC 組成振蕩電路的晶體元件稱為晶體振蕩器。其產(chǎn)品一般用金屬外殼封裝，也有用玻璃殼、陶瓷或塑料封裝的。鐘表使用石英晶體振蕩器。 計(jì)算機(jī)的計(jì)時(shí)器通常是一個(gè)精密加工過(guò)的石英晶體，石英晶體在其 張力 限度內(nèi)以一定的頻率振蕩，這種頻率取決于晶體本身如何切割及其受到張力的大小。有兩個(gè)寄存器與每個(gè)石英晶體相關(guān)聯(lián)，一個(gè)計(jì)數(shù)器（ counter）和一個(gè)保持寄存器（ holdingregister）。石英晶體的每次振蕩使計(jì)數(shù)器減 1。當(dāng)計(jì)數(shù)器減為 0時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)中斷，計(jì)數(shù)器從保持寄存器中重新裝入初始值。這種方法使得對(duì)一個(gè)計(jì)時(shí)器進(jìn)行 編程 ，令其每秒產(chǎn)生 60 次中斷（或者以任何 其它希望的頻率產(chǎn)生中斷）成為可能。每次中斷稱為一個(gè)時(shí)鐘嘀嗒（ clocktick）。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告 3 下圖是一個(gè)石英晶體振蕩器。 圖 2 石英晶體振蕩器 3） . 數(shù)碼管顯示器 液晶顯示器按其功能可分為三類，筆段式液晶顯示器，字符點(diǎn)陣式液晶顯示器和圖形點(diǎn)陣式液晶顯示器。前兩種可以顯示數(shù)字，字符，符號(hào) 等。而圖形點(diǎn)陣式液晶顯示器還可以顯示漢子和任意圖形，達(dá)到圖文并茂的鮮果。 在本課程設(shè)計(jì)中，受到試驗(yàn)箱的限制，在這里使用的是基本的數(shù)碼管顯示。 當(dāng)數(shù)碼管特定的段加上電壓后，這些特定的段就會(huì)發(fā)亮，以形成我們眼睛看到的字樣了。 如：顯示一個(gè)“ 2”字，那么應(yīng)當(dāng)是 a 亮 b 亮 g 亮 e 亮 d 亮 f 不亮 c 不亮 dp不亮。 LED 數(shù)碼管有一般亮和超亮等不同之分，也有 寸、 1 寸等不同的尺寸。小尺寸數(shù)碼管的顯示筆畫(huà)常用一個(gè)發(fā)光二極管組成，而大尺寸的數(shù)碼管由二個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管組成，一般情況下，單個(gè)發(fā)光二極管的管壓降為 左右，電流不 超過(guò) 30mA。發(fā)光二極管的陽(yáng)極連接到一起連接到電源正極的稱為共陽(yáng)數(shù)碼管，發(fā)光二極管的陰極連接到一起連接到電源負(fù)極的稱為共陰數(shù)碼管。常用 LED 數(shù)碼管顯示的數(shù)字和字符是 0、 A、B、 C、 D、 E、 F。
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