【正文】 962年。在電子技 術設計領域，可編程邏輯器件（如 CPLD、 FPGA）的應用，已得到廣泛的普及，這些器件為數 4 字系統(tǒng)的設計帶來了極大的靈活性。 在控制系統(tǒng)中，鍵盤是常用的人機交換接口，當所設置的功能鍵或數字鍵按下的時候，系統(tǒng)應該完成該鍵所設置的功能。由于采用了具有多層次描述系統(tǒng)硬件功能的能力的“自頂向下” ( Top Down)和基于庫 (L ibrary Based)的全新設計方法 ,它使設計師們擺脫了大量的輔助設計工作 ,而把精力集中于創(chuàng)造性的方案與概念構思上 ,用新的思路來發(fā)掘硬件設備的潛力 ,從而極大地提高了設計效率 ,縮短 了產品的研制周期。 1 基于 VHDL 的數字時鐘設計 學院：信息工程與自動化 專業(yè)：通信工程 班級：通信 101 姓名：李紅 學號： 202010404133 成績： 日期： 2020 年 6 月 8 日 2 目錄 1 引言 ……………………………………………………………………………… 3 2 需求分析 ………………………………………………………………………… 3 3 相關知識介紹 EDA 概述 ………………………………………………………………… 3 VHDL 概述 VHDL 的特點 …………… …………………………………………… 4 VHDL 的設計結構 …………………………………………………… 4 VHDL 的設計步驟 …………………………………………………… 5 4 數字鐘總體設計方案 數字鐘的總體設計方案………………………………………………… 5 數字鐘的 模塊 設計方案 ………………………………………………… 5 5 VHDL 程序設計 秒模塊設計 ……………………………………………………………… 6 分模塊程序 ……………… ……………………………………………… 6 時模塊程序 ……………………………………………………………… 7 星期模塊程序 …………………………………………………………… 8 報時模塊程序 …………………………………………………………… 8 系統(tǒng)設計 ………………………………………………………………… 8 6. 調試過程 秒模塊調試 ……………………………………………………………… 10 分模塊調試 ……………………………………………………………… 11 時模塊 調試 ……………………………………………………………… 11 星期模塊調試 …………………………………………………………… 11 報時模塊調試 …………………………………………………………… 12 系統(tǒng)總調試 ……………………………………………………………… 12 調試結論 ………………………………………………………………… 13 7 心得體會 ……………………………………………………………………… 14 3 1 引言 隨著科學技術的迅猛發(fā)展 ,電子工業(yè)界經歷了巨大的飛躍。 MAX + p lusⅡ是集成了編輯器、仿真工具、檢查 /分析工具和優(yōu)化/綜合工具的這些所有開發(fā)工具的一種集成的開發(fā)環(huán)境 ,通過該開發(fā)環(huán)境能夠很方便的檢驗設計的仿真結果以及建立起與可編程邏輯器件的管腳之間對應的關 系。因此，鍵信息輸入是與軟件結構密切相關的過程。這些器件可以通過軟件編程而對其硬件結構和工作方式進行重構，從而使得硬件的設計可以如同軟件設計那樣方便快捷。 HDL 是用形式化的方法描述數字電路和設計數字邏輯系統(tǒng)的語言。 1993年， IEEE對 VHDL進行了修訂，從更高的抽象層次和系統(tǒng)描述能力上擴展 VHDL 的內容，公布了新版本的 VHDL， (即 IEEE 標準的10761993版本 )主要是應用在數字電路的設計中。在對一個設計實體定義了外部界面后，一旦其內部開發(fā)完成后，其他的設計就可以直接調用這個實體。而內部的實體算法或實現則由結構體Architecture 來描述。其中 reset為清 0信號，當 reset為 0時，秒計時器清 0； set 為置數信號，當 set為 0時，秒計時器置數，置 s1的值。 星期計時器（ day1）是由一個 7 進制的計數器構成的，具有清 0、置數和計數功能。 Entity second1 is Port(clk,set,reset:in std_logic。 ―― 對秒計時器清 0 Elsif set=39。139。 分模塊程序 Library ieee。 ― 分計時器的進位，用來驅動時計時器 End。event and clk=39。 以驅動下一級 end if。 Entity hour1 is Port(clkh,set,reset:in std_logic。 ―― 對時計時器清 0 Elsif set=39。139。 星期模塊程序 Library ieee。 Architecture a of day1 is Begin Process(clkd,reset,set,d1) Begin If reset=39。139。 Use 。139。 Use 。 End。 min:buffer std_logic_vector(7 downto 0)。 Component day1 ―― 星期元件的例化 Port(clkd,reset,set: in std_logic。 signal enm,enh,enda:std_logic。 6 調試過程 秒模塊調試 在秒計時器的 clk輸入一個周期為 5ns的時鐘信號；清 0端（ reset）前面一小段（ 100ns）為低電平，后面均為高電平；置數端（ set）前面一小段（ 200ns）為低電平，后面均為高電平；秒重置端（ s1）可設置數值為 50秒，保存波形圖，進行仿真，產生如下波形： 由上述波形可以清楚的看到：當清 0信號（ reset）無效時，秒計時器置數，從 50秒開 11 始計數，到 59秒時回到 0，并且從 ensec輸出一個高電平。當分計時器 min為 0時， alarm輸出一個高電平，持續(xù)直到分計時器 min的值為 1。它既是本科學生開始從事工程設計、科學實驗和科學研究的初步嘗試，也是學生在教師的指導下，對所進行研究的適當表述，還是學生畢業(yè)及學位資格認定的重要依據。摘要中不宜使用公式、圖表，不標注引用文獻編號，避免將摘要寫成目錄式的內容介紹。 畢業(yè)設計（論文）緒論部分字數不多于全部論文字數的 1/4。對理工類論文，參考文獻數量一般應在 15篇以上，其中學術期刊類文獻不少于 8篇，外文文獻不少于 3篇；對文科類、管理類論文，參考文獻數量一般為 10～ 20篇，其中學術期刊類文獻不少于 8篇，外文文獻不少于 3篇。 基于 VHDL 的數字時鐘設計 通信 101_李紅 _202010404133 17 論文書寫規(guī)定 論文正文字數 理工類 論文正文字數不少于 20 000字。 頁眉。 摘要 中文摘要一般為 300字左右，外文摘要應與中文摘要內容相同，在語法、用詞和書寫上應正確無誤，摘要頁勿需寫出論文題目。標題中盡量不用英文縮寫詞，對必須采用者，應使用本行業(yè)的通用縮寫詞。在參考文獻之外，若有注釋的話，建議采用夾注，即緊接文句，用圓括號標明。未出版論文集者省去“出版者”、“出版年”兩項。 參考文獻書寫格式示例見附錄 1。計量單位符號，除用人名命名的單位基于 VHDL 的數字時鐘設計 通信 101_李紅 _202010404133 20 第一個字母用大寫之外，一律用小寫字母。 數字 按國家語言文字工作委員會等七單位 1987年發(fā)布的 《關于出版物上數字用法的規(guī)定》，除習慣用中文數字表示的以外，一般均采用阿拉伯數字（參照附錄 3）。 插表 表格不加左、右邊線。數字空缺的格內加“ — ”字線（占 2個數字寬度）。 制圖標準 插圖應符合技術制圖及相應專業(yè)制圖的規(guī)定。有圖注或其他說明時應置于圖題之上。 坐標單位 有 數字標注的坐標圖，除無單位者（如標示值）之外，必須注明坐標單位。 基于 VHDL 的數字時鐘設計 通信 101_李紅 _202010404133 22 論文排版要求 紙張要求及頁面設置 名稱 格式要求 紙張 B5（ 182 257），幅面白色 頁面 設置 上下頁邊距 和 2cm，左右頁邊距 cm 和 2cm，頁眉、頁腳分別為 和 ，對稱頁邊距、 左側裝訂 并裝訂線為 0cm、奇偶頁不同、無網格 頁眉 宋體字五號居中 頁碼 宋體字小五號居中 封面 (詳見模版、 B5紙單面打印 ) 名稱 格式要求 本科畢業(yè)設計 /論文 宋體字小二號，行距固 定值 25 磅 ，間距段前、段后分別為 行，要求字體居中 論文題目 黑體字二號 ,行距固定值 25 磅 ,間距段前、段后分別為 行。 論文打印輸出要求 基于 VHDL 的數字時鐘設計 通信 101_李紅 _202010404133 24 輸出樣式 計算機雙面打印輸出。 第五層次（ 項）題序和標題用小四號宋體字。 摘要正文后下空一行打印“關鍵詞”三字，關鍵詞題頭用小四號宋體字字體加粗頂格書寫，然后空一格書寫有關關鍵詞，各關鍵詞之間加標點符號“；”最后一詞之后不加標點符號。運算符號處轉行，轉行時運算符號僅書寫于轉行式前，不重復書寫。 s W/A C/V V/A A/V V ，小寫字母 l為備用符號。 （ 2）記數與計量（含正負整數、分數、小數、百分比、分數等）一律用阿拉伯數字，如 3/4， ％， 10個月， 500多種等。不是出現在一組表示科學計量和具有統(tǒng)計意義數字中的一位數可以用漢字，如一個人，六條意見。 ，符號為 km。 sr lm/m2 s1 J/kg J/kg 表 24 國家選定的非國際單位制單位 量的名稱 單位名稱 單位符號 換算關系和說明 時 間 分 [小 ]時 天（日） min h d 1min=60s 1h=60min=3 600s 1d=24h=86 400s 基于 VHDL 的數字時鐘設計 通信 101_李紅 _202010404133 30 平面角 [角 ]秒 [角 ]分 度 (″ ) (′ ) (176。 m）； θ f —— 試樣斷裂時的單位長度上的相對扭轉角， dφ d l 基于 VHDL 的數字時鐘設計 通信 101_李紅 _202010404133 26 θ f = （ rad/mm ）。目錄中各章題序及標題用小四號黑體，其余用小四號宋體 ,行距為 20磅。 論文的中文和外文摘要屬二次文獻置于目錄前，并編入目錄，按第一層次（章）的編輯要求處理。 第一層次（章）題序和標題用小二號黑體字。每字間空1 格 ,要求字體居中 年 月 宋體字小三號，行距固定值 20 磅 , 間距段前、段后分別為 行。照片采用光面相紙，不宜用布紋相紙。引用圖應說明出處，在圖題右上角加引用文獻編號。 電氣圖：圖形符號、文字符號等應符合附錄 6所列有關標準的規(guī)定。 表內文字說明不加標點。表序與表名之間空一格，表名中不允許使用標點符號，表名后不加標點。若公式前有文字（如“解”、“假定”等），文字頂格書寫，公式仍居中寫。 km”，“ t/（人標準中未規(guī)定的術語要采用行 業(yè)通用術語或名稱。會議年份與出版年相同者省略“出版年”。 參考文獻書寫格式應符合 GB7714－ 1987《文后參考文獻著錄規(guī)則》。層次代號格式見表 1和表 2。 目錄 目錄應包括論文中全部章節(jié)的標題及頁碼，含中、外文摘要；正文章、節(jié)題目； 參考文獻；致謝； 附錄。單數頁眉的文字為“章及標題”；雙數頁眉的文字為“大學本科生畢業(yè)設計（論文）”。其中漢語言文學專業(yè)不少于 7 000字。 產品說明書、各類標準、各種報紙上刊登的文章及未公開發(fā)表的研究報告（著名的內部報告如 PB、 AD報告及著名大公司的企業(yè)技術報告等除外）不宜做為參考文獻引用。論文主體的內容要求參照《大學本科生畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定》第五章。 目錄 目錄應獨立成頁，包括論文中全部章、節(jié)的標題及頁碼。指導教師應加強指導，嚴格把關。在給數