【正文】 南京航空航天大學(xué)金城學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 題 目 基于 FPGA的多功能數(shù)字時鐘 學(xué)生姓名 學(xué) 號 2021031236 系 部 自動化系 專 業(yè) 電氣工程與自動化 班 級 20210312 指導(dǎo)教師 二 〇一三 年六月 南京航空航天大學(xué)金城學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）誠信承諾書 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文）（題目： 基于 FPGA 的多功能數(shù)字時鐘 ）是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú) 立進(jìn)行研究所取得的成果。盡本人所知，除了畢業(yè)設(shè)計（論文）中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計（論文）不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。 作者簽名： 郭建超 2021 年 5 月 31 日 （學(xué)號）： 2021031236 i 基于 FPGA 的多功能數(shù)字時鐘 摘 要 數(shù)字鐘由于其具有走時準(zhǔn)，顯示直觀，款式新穎，附加功能多等特點(diǎn)而受到人們的廣泛使用。采用 FPGA 設(shè)計一個具有整點(diǎn)報時，可校時，可顯示萬年歷的數(shù)字時鐘是本課題的主要任務(wù)。 由于數(shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體震蕩器的廣泛應(yīng)用，使得數(shù)字鐘的精度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過老式鐘表，鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)、生活帶來了極大的方便，而且大大地擴(kuò)展了鐘表原先的報時功能。諸如定時自動報警、定時啟閉電路、定時開關(guān)烘箱、通斷動力設(shè)備，甚至各種定時電氣的自動啟用等，所有這些都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的。近些年，隨著科技的發(fā)展和社會的進(jìn)步，人們對數(shù)字鐘的要求也越來越高，傳統(tǒng)的時鐘已不能滿足人們的需求，因此研究數(shù)字鐘以及擴(kuò)大其應(yīng)用有著非?，F(xiàn)實的意義。 本文介紹的基于現(xiàn)場可編程門陣列 FPGA 實現(xiàn)數(shù)字多功能數(shù)字時鐘，采用自上 而下的方法對系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計，以硬件描述語言 VHDL 為描述語言，利用 QuartusII 軟件進(jìn)行設(shè)計，并在智能可編程器件開發(fā)實驗系統(tǒng) KH310 上實現(xiàn)數(shù)碼管顯示的時鐘，及其計時、校時、整點(diǎn)提示和萬年歷功能。其中時鐘的秒鐘、分鐘為 60 進(jìn)制計時方式，小時可通過 24 進(jìn)制的計時方式，天可通過與月傳過來的判斷信號來判斷大、小平、閏月，可分別用 2 2 31 進(jìn)制計數(shù)實現(xiàn)，月通過 12 進(jìn)制計數(shù)實現(xiàn)，年通過 100 進(jìn)制計數(shù)實現(xiàn)。本課題通過設(shè)置一個專門的按鍵來實現(xiàn)時間和萬年歷的切換顯示。 關(guān)鍵詞 ： VHDL， FPGA， Quartus II，多功能 ii FPGAbased multifunction digital clock Abstract Because of its quasitravel time, intuitive display, fashionable, additional functions, digital clocks are widely used by the people. The main task of this project is that FPGA design can be on time alarm, timekeeping, and show calendar in digital clocks. Due to the development and widely use of digital integrated circuits and quartz crystal oscillators, it makes that the accuracy of the digital clock is far more than the oldfashioned watch. The digitized clocks have brought great convenience for people’s life and work, and also greatly expand the original timekeeping function of the watch. Such as regular automatic alarm, timed to open and close the circuit, oven timer switch off the power equipment, and even a variety of timing Electrical automatically enabled, all of these are based on digital clocks. In recent years, with the development of technology and the progress of society, people have the higher demand for the digital clocks. The use of conventional clock can not meet the needs of people, so researching digital clock and expanding its application has a very practical significance. This article describes the fieldprogrammable gate array (FPGA), which is based on digital multifunction digital alarm clock, it designs system from the top to the down, treats hardware description language VHDL as the description language, and uses QuartusII software to design, and also uses the smart programmable devices developed experimental system KH310 to achieve the digital display of the clock, its time, school hours, the whole point of prompt and calendar functions. Clock seconds, minutes hands is by 60 hexadecimal timing, hour hand is by 24 hexadecimal timing, days are by 28, 29, 30, or 31 hexadecimal count, month is by 12 hexadecimal count, yearonyear is by 100 hexadecimal count. This article designs a dedicated button to display time and calendar conversion. Key Words： VHDL。 QuartusⅡ 。 FPGA。 Multifunction 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 iii 目 錄 摘 要 ................................................................................................................................................. i Abstract ................................................................................................................................................ii 第一章 引 言 .................................................................................................................................. 1 課題研究的概況 .................................................................................................................. 1 課題研究的背景和意義 .............................................................................................. 1 課題研究的主要任務(wù) .................................................................................................. 2 第二章 硬件描述語言 VHDL ............................................................................................................ 3 VHDL 語言簡介 ..................................................................................................................... 3 VHDL 語言的特點(diǎn) ....................................................................................................... 3 VHDL 語言結(jié)構(gòu) ..................................................................................................................... 4 第三章 FPGA 簡介 ............................................................................................................................. 5 FPGA 基本結(jié)構(gòu) ...................................................................................................................... 5 公司的介紹 ................................................................................................................... 6 的應(yīng)用選擇 ......................................................................................................... 6 課題研究采用的 FPGA 介紹 ...................................................................................... 7 第四章 QuartusII 的使用 ................................................................................................................... 8 簡介 .................................................................................................................... 8 QuartusII 設(shè)計流程 ................................................................................................................ 9 第五章 基于 FPGA 的多功能數(shù)字時鐘 .......................................................................................... 11 系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)及流程 .......................................................................................................... 11 系統(tǒng)的總體設(shè)計 .............