【正文】 dNuKNamp。M uWFA5uxY7J nD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%M z849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。M uWFA5uxY7J nD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn%M z849Gx^Gjqv^$U*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。MuWFA5uxY7J nD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。M uWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。M uWFA5uxY7J nD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%M z84! z89Amv^$UE9wEwZQcUE%amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。M uWFA5uxY7J nD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%M z849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTamp。ksv*3t nGK8!z89Am YWv*3tnGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。ksv*3t nGK8! z89AmYWpazadNuKNamp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。ksv*3t nGK8! z89AmYWv*3t nGK8! z 89Am YWpazadNuKNamp。ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。ks v*3t nGK8! z89AmYWpazadNuKNamp。M uWFA5uxY7J nD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^GjqvadNuKNamp。M uWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。M uWFA5uxY7J nD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn%M z849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWF A5uxY7J nD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。M uWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。M uWFA5uxY7J nD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。M uWFA5uxY7J nD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。M uWFA5uxY7J nD6YWRr Wwc^vR9amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。QA9wkxFyeQ^! djsXuyUP2kNXpRWXm Aamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。QA9wkxFyeQ^! djsXuyUP2kNXpRWXm Aamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。A（萬(wàn)kWh）shg1Pshg1PshfPb b39。 致謝 這次的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，姜萍姜老師的認(rèn)真指導(dǎo)是非常重要的，可以說(shuō)沒(méi)有姜老師細(xì)心的指導(dǎo)，就沒(méi)有我的系統(tǒng)的成功調(diào)試，實(shí)驗(yàn)中遇到了很多問(wèn)題，姜老師憑借她多年的經(jīng)驗(yàn)，深厚的學(xué)術(shù)造詣，不厭其煩的幫我解決所有的問(wèn)題， 我當(dāng)時(shí)真的被她所感動(dòng)，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，姜老師人真是太好了，和藹可親，能夠被她指導(dǎo)， 真是我的幸運(yùn)。 使用 VHDL 語(yǔ)言，熟練掌握 VHDL 語(yǔ)言的運(yùn)用技術(shù)，會(huì)對(duì)我一會(huì)設(shè)計(jì)復(fù)雜的系統(tǒng)有很大的幫助，所以我目前需要努力的方向就是認(rèn)認(rèn)真真的學(xué)好 VHDL 語(yǔ)言，掌握好基本的功能語(yǔ)法，為以后打下一個(gè)比較好的基礎(chǔ)。 所以以后設(shè)計(jì)系統(tǒng)是一定要注意這個(gè)問(wèn)題。 3． 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，還有一個(gè)比較重要的問(wèn)題，就是器件的使能端一定要連上對(duì)應(yīng)的邏輯，否則器件將不能工作。在利用現(xiàn)有的高科技下，要懂得如何的利用它，才能很好的利用現(xiàn)有的資源，那就必須合理考慮 軟件的配置，必須對(duì)軟件有比較好的理解，在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中我也出了很多的問(wèn)題。 首先看第一個(gè)月仿真波形 周 期 是 3 1顯 示 第 一 個(gè) 月 第 2 個(gè)月 2 月 只 有 2 8 天第 3 個(gè)月 25 / 34 EDA 設(shè)計(jì)論文 蔣小龍 0716150124 3 月 有 3 1 天第 4 個(gè)月 4 月 有 3 0 天鑒于篇幅所限，這里就不把所有的月數(shù)進(jìn)行仿真說(shuō)明的。 首先先將基本時(shí)鐘計(jì)數(shù)模塊控制和鬧鈴模塊的開關(guān)分配好，如下 K1是系統(tǒng)的使能開關(guān) K2是系統(tǒng)的清零開關(guān) K3是系統(tǒng)的校分開關(guān) K4是系統(tǒng)的校時(shí)開關(guān) K5是鬧鈴的校分開關(guān) K6是鬧鈴的校時(shí)開關(guān) K7是鬧鈴和正常時(shí)鐘計(jì)數(shù)界面的切換 K8是實(shí)現(xiàn)切換到 萬(wàn)年歷界面 開關(guān)分配完畢后 相互之間只要進(jìn)行簡(jiǎn)單的邏輯控制其實(shí)就可以實(shí)現(xiàn)相互之間的互不干擾，其實(shí)從分配開關(guān)的情況可以看出，本身開關(guān)之間就不存在互相重疊的情況。下面給出電路圖 20 / 34 EDA 設(shè)計(jì)論文 蔣小龍 0716150124 4 使能信號(hào)的產(chǎn)生 上述已 經(jīng)論述過(guò)采用的是 00 控制選擇模 30,01 控制選擇模 31,10 或 11控制選擇模 28，并且邏輯控制信號(hào)由 3 可知已經(jīng)完全產(chǎn)生了，現(xiàn)在就是利用已經(jīng)產(chǎn)生的邏輯控制信號(hào)來(lái)產(chǎn)生選擇不同模計(jì)數(shù)器的使能信號(hào)， 這里采用74138 譯碼器實(shí)現(xiàn)，輸出的使能低電平能滿足設(shè)計(jì)的要求。下面給出各個(gè)模計(jì)數(shù)器的電路圖。 下面詳細(xì)介紹設(shè)計(jì)的過(guò)程。 15 / 34 EDA 設(shè)計(jì)論文 蔣小龍 0716150124 萬(wàn)年歷模塊 萬(wàn)年歷的設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)到很多邏輯的設(shè)計(jì)， 其中有一個(gè)難點(diǎn)是各個(gè)模計(jì)數(shù)器之間的切換， 考慮到各個(gè)月所對(duì)應(yīng)的所記的日數(shù)是不一樣，涉及到模28，模 30，模 31 計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì) 再者就是涉及到如何選取哪一個(gè)月是模多少的計(jì)數(shù)器。下面就該鬧鈴模塊涉及到的子模塊進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。 1. 模 6 計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì) 模 6 計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)還是非常簡(jiǎn)單的，和上述的計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)其實(shí)是一樣的，具體的設(shè)計(jì)電路如下 : 2. 動(dòng)態(tài)選通數(shù)據(jù)電路的設(shè)計(jì) 該電路的設(shè)計(jì)可以通過(guò)四個(gè)數(shù)據(jù)選擇器來(lái)實(shí)現(xiàn)，選用 74151 來(lái)實(shí)現(xiàn)，具體的電路設(shè)計(jì)如下： 12 / 34 EDA 設(shè)計(jì)論文 蔣小龍 0716150124 分別將上述兩個(gè)模塊進(jìn)行封裝的到下面該模塊 的 最終電路圖： 鬧鈴模塊 該模塊的設(shè)計(jì)要求必須能在任意的時(shí)刻都能設(shè)定所需要鬧鐘 的時(shí)間 。 綜合上述的分析過(guò)程，下面給出最后 2000Hz 和 4000Hz 的控制邏輯式： L O W = 2 0 0 0 H z ( ( ( [1 ] [ 2 ] ) [ 0 ] ) [ 0 ] [ 3 ] [ 0 ] [ 2 ] [ 2 ] [ 0 ] )SL ,M L ,M H , S L S L S L M H M L M L M H S H S H? ? ? ?其 中 分 別 表 示 秒 的 個(gè) 位 ， 分 的 個(gè) 位 ， 分 的 十 位H I G H = 40 00 H z ( S L [ 3] S L [ 0] MH [ 0] ML [ 3] ML [ 0] MH [ 2] S H [ 2] S H [ 0] )S L ,M L ,M H?其 中 分 別 表 示 秒 的 個(gè) 位 ， 分 的 個(gè) 位 ， 分 的 十 位 下面給出最終的邏輯控制電路： 10 / 34 EDA 設(shè)計(jì)論文 蔣小龍 0716150124 LED 動(dòng)態(tài)顯示模塊 本系統(tǒng)采用 LED 的動(dòng)態(tài)顯示的技術(shù)，利用人眼的視覺(jué)暫留效應(yīng)，只要 LED管子的刷新頻率大于人眼能分辨的最大頻率，這人眼就會(huì)感覺(jué)不出來(lái) LED 管子是在閃爍的，而后認(rèn)為 LED 管子是一直亮的，達(dá)到了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的效果。 這里值得一提的就是 上面功能的實(shí)現(xiàn)用到了很多的開關(guān)，這里就涉及到開關(guān)消顫的問(wèn)題，因?yàn)殚_關(guān)是需要連在計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘輸入端的，所有必須進(jìn)行消顫的處理，否則計(jì)數(shù)器會(huì)認(rèn)為開關(guān)的顫抖是時(shí)鐘的脈沖的輸入，導(dǎo)致錯(cuò)誤的產(chǎn)生。 2． 模 24 計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì) 模 24 計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)其實(shí)本質(zhì)上是和模 60 一樣的。 下面給出總體的時(shí)鐘設(shè)計(jì)模塊 基本數(shù)字鐘計(jì)數(shù)模塊 這個(gè)模塊的設(shè) 計(jì)是實(shí)現(xiàn)基本數(shù)字中的計(jì)數(shù)功能的關(guān)鍵，涉及到模 60 的設(shè)計(jì)和模 24 的設(shè)計(jì)，當(dāng)然還要考慮進(jìn)位的問(wèn)題。其實(shí) 4000Hz 頻率的脈沖是作為蜂鳴器的高頻信號(hào)的發(fā)生和 LED 的刷新， 2000Hz 是 用于蜂鳴器的低頻發(fā)聲的。 其中 2 分頻 可以用一個(gè) T 觸發(fā)器來(lái)進(jìn)行 2 分頻，如下所示： 其中 6 分頻的設(shè)計(jì)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(jì)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(lái)最好設(shè)計(jì)成輸出方波的形式，而不能設(shè)計(jì)成通常情況下通過(guò)計(jì)數(shù) 模 6 來(lái)實(shí)現(xiàn)分頻的效果 。 下面舉給出系統(tǒng)的詳細(xì)工作框圖： 分 頻 電 路系 統(tǒng) 4 8 M H z數(shù) 字 鐘 計(jì) 數(shù) 功 能鬧 鐘 功 能萬(wàn) 年 歷 功 能2 0 0 0 H z4 0 0 0 H z1 H z小 時(shí) 進(jìn) 位 信 號(hào)快 速 校 時(shí) ， 校分 ，保 持 開 關(guān) 控 制顯 示 哪 種 功 能設(shè) 定 鬧 鐘 時(shí) 間6 個(gè) L E D 管 顯 示2 個(gè) L E D 管 顯 示鬧 鈴 、 時(shí) 鐘 顯示萬(wàn) 年 歷 顯 示是 設(shè) 定 鬧 鐘 嗎Y E SN O3. 系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì) 關(guān)于該系統(tǒng)的各個(gè)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(xì)設(shè)計(jì)涉及到各個(gè)子模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì)，其中涉及到的模塊如下： ? 48MHz 的分頻模塊 ? 基本數(shù)字鐘計(jì)數(shù)模塊 ? 快速校分較時(shí)與保持模塊 ? 整點(diǎn)報(bào)時(shí)模塊 ? LED 動(dòng)態(tài) 顯示模塊 ? 鬧鈴模塊 ? 萬(wàn)年歷模塊 4 / 34 EDA 設(shè)計(jì)論文 蔣小龍 0716150124 48MHz 的分頻模塊 該模塊的設(shè)計(jì)是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重中之重，可以說(shuō)是設(shè)計(jì)中的核心部分了，因?yàn)樗衅骷?工 作時(shí)鐘都是以這個(gè)為標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行的，所以 分頻模塊設(shè)計(jì)的好壞關(guān)乎到這 個(gè)系統(tǒng)工作的性能。 4． 若為數(shù)字鐘的技術(shù)功能，則顯示現(xiàn)在的計(jì)數(shù)值，即顯示時(shí)間。 具有最基本的分配和計(jì)數(shù)模塊之后，其他的功能只是在這個(gè)基礎(chǔ)上進(jìn)行一系列的邏輯控制運(yùn)算 。運(yùn)用 SmartSOPC實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的資源，最終實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)方案。 本論文從數(shù)字鐘的基本工作原理出發(fā)，分析電路的工作原理，通過(guò)硬件原理圖的繪制，利用 QuartusⅡ 軟件實(shí)現(xiàn)了在 SmartSOPC 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的平臺(tái)下的設(shè)計(jì)，仿真和下載調(diào)試?？梢哉f(shuō)基本涵蓋了數(shù)字鐘的所有功能。 2 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總體功能 本文采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法，借助于 QuartusⅡ軟件進(jìn)行多功能數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)先從總體方案入手，然后就各個(gè)子模塊進(jìn)行系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)，接著進(jìn)行系統(tǒng)各個(gè)子模塊的調(diào)試，最后進(jìn)行各個(gè)子模塊的聯(lián)調(diào)。 要實(shí)現(xiàn)上述所說(shuō)的所有功能，計(jì)數(shù)模塊是基礎(chǔ)，涉及到秒的模 60，分的模 60，小時(shí)的模 24，萬(wàn)年歷的模 28，模 30，模 31，模 12。 2． 計(jì)數(shù)模塊計(jì)數(shù) 3． 兩個(gè)開關(guān)控制在數(shù)字鐘的計(jì)數(shù)功能，鬧鈴界面，萬(wàn)年歷界面之間進(jìn)行切換。 7． 在整系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，還必須通過(guò)開關(guān)來(lái)控制系統(tǒng)的時(shí)鐘保持，時(shí)鐘清零，時(shí)鐘快速校分，校時(shí)，和整點(diǎn)報(bào)時(shí)邏輯的設(shè)計(jì)。 1． 4000Hz 設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì) 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(jìn)行 12000 的分頻， 1