【正文】 結(jié)果出錯(cuò)。這次的系統(tǒng)設(shè)計(jì)使我對以前學(xué)過的數(shù)字電路的知識(shí)有了更深入的理解，對芯片的種類和使用有了更廣泛的認(rèn)識(shí)，還有就是，這次的系統(tǒng)設(shè)計(jì)對我以后的系統(tǒng)設(shè)計(jì)有一個(gè)前導(dǎo)性的作用，可以說這次的系統(tǒng)設(shè)計(jì)把我?guī)肓藬?shù)字電路設(shè)計(jì)的殿堂，第一次正規(guī)的體驗(yàn)到了現(xiàn)代數(shù)字電路設(shè)計(jì)的全過程，學(xué)會(huì)了自頂而下的層次化設(shè)計(jì)方法，這對以后設(shè)計(jì)系統(tǒng)是非常有利的，因?yàn)楝F(xiàn)代無論設(shè)計(jì)什么系統(tǒng)基本都是采用這樣的設(shè)計(jì)方法，那就是先進(jìn)行總體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，再進(jìn)行各個(gè)子模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì)。使用VHDL語言，熟練掌握VHDL語言的運(yùn)用技術(shù)，會(huì)對我一會(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語言，掌握好基本的功能語法，為以后打下一個(gè)比較好的基礎(chǔ)。3． 在設(shè)計(jì)的過程中，還有一個(gè)比較重要的問題，就是器件的使能端一定要連上對應(yīng)的邏輯，否則器件將不能工作。首先看第一個(gè)月仿真波形第2個(gè)月第3個(gè)月第4個(gè)月鑒于篇幅所限，這里就不把所有的月數(shù)進(jìn)行仿真說明的。下面給出電路圖4 使能信號(hào)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(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。下面詳細(xì)介紹設(shè)計(jì)的過程。下面就該鬧鈴模塊涉及到的子模塊進(jìn)行詳細(xì)的說明。綜合上述的分析過程，下面給出最后2000Hz和4000Hz的控制邏輯式：下面給出最終的邏輯控制電路： 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)感覺不出來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。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。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。下面舉給出系統(tǒng)的詳細(xì)工作框圖：3. 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：u 48MHz的分頻模塊u 基本數(shù)字鐘計(jì)數(shù)模塊u 快速校分較時(shí)與保持模塊u 整點(diǎn)報(bào)時(shí)模塊u LED動(dòng)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(jì)是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重中之重，可以說是設(shè)計(jì)中的核心部分了，因?yàn)樗衅骷墓ぷ鲿r(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。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。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(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。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)。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，萬年歷界面之間進(jìn)行切換。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，12000的分頻用來實(shí)現(xiàn)，同時(shí)可以將分頻小子模塊進(jìn)行封裝成一個(gè)單獨(dú)的模塊，以便后面繼續(xù)調(diào)用。至此系統(tǒng)所有系統(tǒng)工作所需要的時(shí)鐘已經(jīng)全部設(shè)計(jì)完了。保持功能的實(shí)現(xiàn)想法非常的簡單，就是可以在1Hz處和一個(gè)開關(guān)取反相與，就可以實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘保持的功能，當(dāng)開關(guān)位于0時(shí)，1Hz是1相與的，這樣1Hz就能順利的輸入到后面的電路，從而實(shí)現(xiàn)正常的計(jì)數(shù)功能，當(dāng)開關(guān)位于1時(shí)，則1Hz是和0相與的，導(dǎo)致輸出結(jié)果始終是0，沒有正常的計(jì)數(shù)脈沖輸入后面的電路，從而實(shí)現(xiàn)了計(jì)數(shù)器的停止計(jì)數(shù)，也即實(shí)現(xiàn)了數(shù)字中的保持功能。下面就這個(gè)模塊所設(shè)計(jì)到的小模塊進(jìn)行詳細(xì)的說明。將上述兩個(gè)模塊進(jìn)行封裝，得出下面的最終電路圖上面的電路進(jìn)行封裝，輸入是時(shí)鐘，開關(guān)控制邏輯，和實(shí)際基本計(jì)數(shù)值輸入，輸出時(shí)段碼值輸出及使能，鬧鈴控制信號(hào)。這里需要注意的是數(shù)是從1開始的，所有必須使用同步置1的方法實(shí)現(xiàn)，而且為了后面電路的設(shè)計(jì)，所有的計(jì)計(jì)數(shù)器必須留出使能端，所有計(jì)數(shù)器的使能端的設(shè)計(jì)是采用清零端來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)然可以通過譯碼器進(jìn)行開關(guān)的編碼來實(shí)現(xiàn)在比較少的開關(guān)下實(shí)現(xiàn)比較多的功能，這里我采用簡單的邏輯控制就可以實(shí)現(xiàn)，下面給出具體的邏輯控制思想。4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)及調(diào)試中的問題本次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，規(guī)模比以前的都要大，如果是用真正的芯片搭成實(shí)際的硬件電路的話，需要連的硬件線將會(huì)非常的多，而本次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是通過軟件模擬器件，仿真，最終完成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，這里就體現(xiàn)了現(xiàn)代EDA技術(shù)的高超。乍一看，會(huì)不知這個(gè)問題到底是什么問題，我做實(shí)驗(yàn)下載調(diào)試的時(shí)候，一開始是在D盤進(jìn)行下載調(diào)試，然后出于不破壞現(xiàn)有程序的緣由上，將該工程文件拷到桌面進(jìn)行測試，即相當(dāng)于拷到了C盤進(jìn)行操作，但是問題從此就層出不窮，當(dāng)我對一個(gè)文件進(jìn)行重新修改編譯時(shí)，下載調(diào)試，但是結(jié)果并沒有改變，這使得我非常的煩躁，問題到底出在哪里，我實(shí)在是沒有辦法，又再次找到了姜老師，當(dāng)姜老師再次不厭其煩的指導(dǎo)我是，她發(fā)現(xiàn)我所下載的文件和我的工程文件并不在同一個(gè)盤了，我的工程文件是放在C盤的，但是那個(gè)下載 .sof 文件還是我原來D盤的文件，它并沒有如我所想的換成C盤的，這表明QuartusⅡ軟件并不會(huì)自動(dòng)改變下載文件的目錄，如果改變工程文件的目錄，在下載的時(shí)候，就必須重新選擇 .sof 文件，這個(gè)才是真正自己修改的重新編譯的下載文件。致謝參考文獻(xiàn)[1] 數(shù)字邏輯電路與系統(tǒng)設(shè)計(jì) 蔣立平主編 姜萍 譚雪琴 花漢兵 編 電子工業(yè)出版社 2009