【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kWh）shg1Pshg1PshfPb b39。 致謝 這次的系統(tǒng)設計，姜萍姜老師的認真指導是非常重要的，可以說沒有姜老師細心的指導，就沒有我的系統(tǒng)的成功調(diào)試，實驗中遇到了很多問題，姜老師憑借她多年的經(jīng)驗，深厚的學術(shù)造詣，不厭其煩的幫我解決所有的問題， 我當時真的被她所感動，簡單來說，姜老師人真是太好了，和藹可親，能夠被她指導， 真是我的幸運。 使用 VHDL 語言，熟練掌握 VHDL 語言的運用技術(shù)，會對我一會設計復雜的系統(tǒng)有很大的幫助，所以我目前需要努力的方向就是認認真真的學好 VHDL 語言，掌握好基本的功能語法，為以后打下一個比較好的基礎。 所以以后設計系統(tǒng)是一定要注意這個問題。 3． 在設計的過程中，還有一個比較重要的問題，就是器件的使能端一定要連上對應的邏輯，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，必須對軟件有比較好的理解，在實驗的過程中我也出了很多的問題。 首先看第一個月仿真波形 周 期 是 3 1顯 示 第 一 個 月 第 2 個月 2 月 只 有 2 8 天第 3 個月 25 / 34 EDA 設計論文 蔣小龍 0716150124 3 月 有 3 1 天第 4 個月 4 月 有 3 0 天鑒于篇幅所限，這里就不把所有的月數(shù)進行仿真說明的。 首先先將基本時鐘計數(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)的校時開關(guān) K5是鬧鈴的校分開關(guān) K6是鬧鈴的校時開關(guān) K7是鬧鈴和正常時鐘計數(shù)界面的切換 K8是實現(xiàn)切換到 萬年歷界面 開關(guān)分配完畢后 相互之間只要進行簡單的邏輯控制其實就可以實現(xiàn)相互之間的互不干擾，其實從分配開關(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 設計論文 蔣小龍 0716150124 4 使能信號的產(chǎn)生 上述已 經(jīng)論述過采用的是 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)生的邏輯控制信號來產(chǎn)生選擇不同模計數(shù)器的使能信號， 這里采用74138 譯碼器實現(xiàn)，輸出的使能低電平能滿足設計的要求。下面給出各個模計數(shù)器的電路圖。 下面詳細介紹設計的過程。 15 / 34 EDA 設計論文 蔣小龍 0716150124 萬年歷模塊 萬年歷的設計主要設計到很多邏輯的設計， 其中有一個難點是各個模計數(shù)器之間的切換， 考慮到各個月所對應的所記的日數(shù)是不一樣，涉及到模28，模 30，模 31 計數(shù)器的設計 再者就是涉及到如何選取哪一個月是模多少的計數(shù)器。下面就該鬧鈴模塊涉及到的子模塊進行詳細的說明。 1. 模 6 計數(shù)器的設計 模 6 計數(shù)器的設計還是非常簡單的，和上述的計數(shù)器的設計其實是一樣的，具體的設計電路如下 : 2. 動態(tài)選通數(shù)據(jù)電路的設計 該電路的設計可以通過四個數(shù)據(jù)選擇器來實現(xiàn)，選用 74151 來實現(xiàn)，具體的電路設計如下： 12 / 34 EDA 設計論文 蔣小龍 0716150124 分別將上述兩個模塊進行封裝的到下面該模塊 的 最終電路圖： 鬧鈴模塊 該模塊的設計要求必須能在任意的時刻都能設定所需要鬧鐘 的時間 。 綜合上述的分析過程，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 位 ， 分 的 個 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 位 ， 分 的 個 位 ， 分 的 十 位 下面給出最終的邏輯控制電路： 10 / 34 EDA 設計論文 蔣小龍 0716150124 LED 動態(tài)顯示模塊 本系統(tǒng)采用 LED 的動態(tài)顯示的技術(shù)，利用人眼的視覺暫留效應，只要 LED管子的刷新頻率大于人眼能分辨的最大頻率，這人眼就會感覺不出來 LED 管子是在閃爍的，而后認為 LED 管子是一直亮的，達到了系統(tǒng)設計的效果。 這里值得一提的就是 上面功能的實現(xiàn)用到了很多的開關(guān)，這里就涉及到開關(guān)消顫的問題，因為開關(guān)是需要連在計數(shù)器的時鐘輸入端的，所有必須進行消顫的處理，否則計數(shù)器會認為開關(guān)的顫抖是時鐘的脈沖的輸入，導致錯誤的產(chǎn)生。 2． 模 24 計數(shù)器的設計 模 24 計數(shù)器的設計其實本質(zhì)上是和模 60 一樣的。 下面給出總體的時鐘設計模塊 基本數(shù)字鐘計數(shù)模塊 這個模塊的設 計是實現(xiàn)基本數(shù)字中的計數(shù)功能的關(guān)鍵，涉及到模 60 的設計和模 24 的設計，當然還要考慮進位的問題。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 T 觸發(fā)器來進行 2 分頻，如下所示： 其中 6 分頻的設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，所有一般來最好設計成輸出方波的形式，而不能設計成通常情況下通過計數(shù) 模 6 來實現(xiàn)分頻的效果 。 下面舉給出系統(tǒng)的詳細工作框圖： 分 頻 電 路系 統(tǒng) 4 8 M H z數(shù) 字 鐘 計 數(shù) 功 能鬧 鐘 功 能萬 年 歷 功 能2 0 0 0 H z4 0 0 0 H z1 H z小 時 進 位 信 號快 速 校 時 ， 校分 ，保 持 開 關(guān) 控 制顯 示 哪 種 功 能設 定 鬧 鐘 時 間6 個 L E D 管 顯 示2 個 L E D 管 顯 示鬧 鈴 、 時 鐘 顯示萬 年 歷 顯 示是 設 定 鬧 鐘 嗎Y E SN O3. 系統(tǒng)的詳細設計 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)的詳細設計涉及到各個子模塊的詳細設計，其中涉及到的模塊如下： ? 48MHz 的分頻模塊 ? 基本數(shù)字鐘計數(shù)模塊 ? 快速校分較時與保持模塊 ? 整點報時模塊 ? LED 動態(tài) 顯示模塊 ? 鬧鈴模塊 ? 萬年歷模塊 4 / 34 EDA 設計論文 蔣小龍 0716150124 48MHz 的分頻模塊 該模塊的設計是整個系統(tǒng)設計的重中之重，可以說是設計中的核心部分了，因為所有器件的 工 作時鐘都是以這個為標準運行的，所以 分頻模塊設計的好壞關(guān)乎到這 個系統(tǒng)工作的性能。 4． 若為數(shù)字鐘的技術(shù)功能，則顯示現(xiàn)在的計數(shù)值，即顯示時間。 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上進行一系列的邏輯控制運算 。運用 SmartSOPC實驗系統(tǒng)的資源，最終實現(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，通過硬件原理圖的繪制，利用 QuartusⅡ 軟件實現(xiàn)了在 SmartSOPC 實驗系統(tǒng)的平臺下的設計，仿真和下載調(diào)試?？梢哉f基本涵蓋了數(shù)字鐘的所有功能。 2 系統(tǒng)的總體設計 系統(tǒng)總體功能 本文采用自頂向下的設計方法，借助于 QuartusⅡ軟件進行多功能數(shù)字鐘的設計，系統(tǒng)的設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)。 要實現(xiàn)上述所說的所有功能，計數(shù)模塊是基礎，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。 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。 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計。 1． 4000Hz 設計 設計 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， 1