【正文】 ………………………………21 各子模塊調(diào)試及聯(lián)調(diào)設(shè)計 ……………………………………………………23 各子模塊下載調(diào)試 …………………………………………………………23 各子模塊聯(lián)調(diào)思想設(shè)計 ……………………………………………………254 系統(tǒng)設(shè)計及調(diào)試中的問題………………………………………………………265 心得與體會………………………………………………………………………27結(jié)論 …………………………………………………………………………………29致謝 …………………………………………………………………………………29參考文獻 ……………………………………………………………………………291 引言隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)和計算機技術(shù)的不斷發(fā)展在涉及通信、國防、工業(yè)自動化、計算機應用儀器儀表等領(lǐng)域的電子系統(tǒng)設(shè)計工作中，,電子產(chǎn)品、集成電路、電子系統(tǒng)設(shè)計的發(fā)展而發(fā)展起來的，現(xiàn)今電子設(shè)計是以大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷樵O(shè)計載體，硬件描述語言為系統(tǒng)邏輯描述，以計算機、大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷拈_發(fā)軟件及實驗開發(fā)系統(tǒng)為設(shè)計工具，通過有關(guān)的開發(fā)軟件,運用自頂而下的層次化設(shè)計方法完成用軟件方式設(shè)計的電子系統(tǒng)到硬件系統(tǒng)的邏輯編譯、邏輯化簡、邏輯分割、邏輯綜合及優(yōu)化，邏輯布局布線、邏輯仿真、直至對特定芯片的適配編譯、邏輯映射編程下載等，要求能夠充分利用EDA技術(shù)，使用計算機仿真軟件對電路、信號與系統(tǒng)進行輔助分析，優(yōu)化電路設(shè)計，自頂而下的層次化設(shè)計方法，運用Quartus軟件進行系統(tǒng)的設(shè)計與調(diào)試，提高了設(shè)計的效率，縮短了設(shè)計時間。2 系統(tǒng)的總體設(shè)計 系統(tǒng)總體功能本文采用自頂向下的設(shè)計方法，借助于QuartusⅡ軟件進行多功能數(shù)字鐘的設(shè)計，系統(tǒng)的設(shè)計先從總體方案入手，然后就各個子模塊進行系統(tǒng)的詳細設(shè)計，接著進行系統(tǒng)各個子模塊的調(diào)試，最后進行各個子模塊的聯(lián)調(diào)。運用SmartSOPC實驗系統(tǒng)的資源，最終實現(xiàn)了系統(tǒng)方案。該系統(tǒng)所具有的功能如下u 能進行正常的時、分、秒計時功能u 分別由六個數(shù)碼管顯示時分秒的計時u 系統(tǒng)就有保持，清零，校分，校時u 整點報時u 任意時間設(shè)置鬧鈴u 萬年歷功能下面給出系統(tǒng)的總體框圖 系統(tǒng)的工作原理該數(shù)字鐘系統(tǒng)的設(shè)計是借助于現(xiàn)有的SmartSOPC實驗系統(tǒng)平臺進行設(shè)計的，系統(tǒng)的時鐘是固定的48MHz,所以要進行使用必須進行系統(tǒng)的時鐘分頻的工作。從下面的分析可以得知系統(tǒng)工作所需要的所有頻率為1Hz,2Hz,2000Hz,4000Hz。要實現(xiàn)上述所說的所有功能，計數(shù)模塊是基礎(chǔ)，涉及到秒的模60，分的模60，小時的模24，萬年歷的模28，模30，模31，模12。具有最基本的分配和計數(shù)模塊之后，其他的功能只是在這個基礎(chǔ)上進行一系列的邏輯控制運算。為把結(jié)果顯示出來，考慮用動態(tài)顯示的技術(shù)實現(xiàn)LED管子的點亮。具體的工作過程如下：1． 有具體的分頻電路分的所需要的所有頻率。2． 計數(shù)模塊計數(shù)3． 兩個開關(guān)控制在數(shù)字鐘的計數(shù)功能，鬧鈴界面，萬年歷界面之間進行切換。4． 若為數(shù)字鐘的技術(shù)功能，則顯示現(xiàn)在的計數(shù)值，即顯示時間。5． 若為鬧鈴功能，則切換到設(shè)定鬧鈴的界面進行鬧鈴時間的設(shè)定。6． 若為萬年歷功能，則切換顯示日期。7． 在整系統(tǒng)的運行過程中，還必須通過開關(guān)來控制系統(tǒng)的時鐘保持，時鐘清零，時鐘快速校分，校時，和整點報時邏輯的設(shè)計。下面舉給出系統(tǒng)的詳細工作框圖：3. 系統(tǒng)的詳細設(shè)計關(guān)于該系統(tǒng)的各個模塊，從上述的功能介紹可以很清楚的知道，并且系統(tǒng)的詳細設(shè)計涉及到各個子模塊的詳細設(shè)計，其中涉及到的模塊如下：u 48MHz的分頻模塊u 基本數(shù)字鐘計數(shù)模塊u 快速校分較時與保持模塊u 整點報時模塊u LED動態(tài)顯示模塊u 鬧鈴模塊u 萬年歷模塊 48MHz的分頻模塊該模塊的設(shè)計是整個系統(tǒng)設(shè)計的重中之重，可以說是設(shè)計中的核心部分了，因為所有器件的工作時鐘都是以這個為標準運行的，所以分頻模塊設(shè)計的好壞關(guān)乎到這個系統(tǒng)工作的性能。下面詳細介紹分配的設(shè)計過程首先考慮到系統(tǒng)所能提供的固定時鐘模塊是48MHz，要想得到上述所論述的1Hz,2Hz,2000Hz,，24000000分頻，24000分頻，12000分頻。所以我們需要進行最多48000000分頻，在48000000分頻的過程中進行其他要求分頻數(shù)比較小的功能，這樣就能比較好的實現(xiàn)所有頻率的獲得。1．4000Hz 設(shè)計設(shè)計思想就是，最終總共的分頻數(shù)是48000000次分頻，為獲得4000Hz的頻率，必須首先進行12000的分頻，12000的分頻用來實現(xiàn)，同時可以將分頻小子模塊進行封裝成一個單獨的模塊，以便后面繼續(xù)調(diào)用。其中2分頻可以用一個T觸發(fā)器來進行2分頻，如下所示：其中6分頻的設(shè)計需要注意的是由于48MHz的頻率非常的高，所以為保證后面所設(shè)計的電路能捕捉到6分頻之后所得到的分頻脈沖，就必須保證6分頻后脈沖有足夠的寬帶，所有一般來最好設(shè)計成輸出方波的形式，而不能設(shè)計成通常情況下通過計數(shù)模6來實現(xiàn)分頻的效果。最終考慮到如下的設(shè)計通過設(shè)計模8計數(shù)器，不過在計數(shù)器記到010時，直接通過同步置位法將計數(shù)的值置成101，這樣就少了011和100兩個數(shù)，模8實際上是模6計數(shù)器，是用來實現(xiàn)模6分頻的，并且可以看到計數(shù)器的計數(shù)過程如下從而可以將的結(jié)果進行輸出，就可以實現(xiàn)6分頻，并且輸出的結(jié)果是方波。具體的電路設(shè)計如下：下面是1000分頻的設(shè)計，考慮到經(jīng)過12分頻后頻率有所下降，并且通過三個模10計數(shù)器實現(xiàn)1000分頻的最后輸出端的持續(xù)高電平的時間也不是很短，計數(shù)值從8099都是高電平，所以后級電路還是可以捕捉到經(jīng)過1000分頻后的脈沖的。所設(shè)計的1000分頻電路如下：2. 2000Hz的設(shè)計之前已經(jīng)獲得了4000Hz的頻率的脈沖，在接一個T觸發(fā)器就能夠獲得一個2000Hz的脈沖了。其實4000Hz頻率的脈沖是作為蜂鳴器的高頻信號的發(fā)生和LED的