基于quartusii_的多功能數(shù)字鐘設(shè)計(jì)-資料下載頁
2025-02-04 06:29本頁面
【導(dǎo)讀】多功能數(shù)字鐘在我們的日常生活中有著非常廣泛的應(yīng)用。QuartusII軟件設(shè)計(jì)一個(gè)多功能數(shù)字計(jì)時(shí)器，并下載到SmartSOPC實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中。獨(dú)立，卻又互相協(xié)調(diào)配合。在此類基礎(chǔ)功能之上還添加了秒表功能。59’55”,59’57”時(shí)報(bào)時(shí)頻率為500Hz,59’59”時(shí)報(bào)時(shí)頻率為1KHz,）；計(jì)時(shí)器具有計(jì)時(shí)，顯示，清零，較分，校時(shí)及整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能。當(dāng)秒計(jì)時(shí)器對(duì)1HZ時(shí)鐘脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)到60時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)進(jìn)位脈沖，當(dāng)數(shù)字鐘走時(shí)出現(xiàn)誤差時(shí)，通過校時(shí)電路對(duì)時(shí)，分的時(shí)間進(jìn)行校正，其。通過分計(jì)時(shí)器和秒計(jì)時(shí)器的引腳在固定時(shí)刻采用邏輯門進(jìn)行邏輯。與此同時(shí)，可合理利用實(shí)驗(yàn)板上閑置的兩個(gè)LED數(shù)碼管做成秒表，本實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)操作板只能提供48MHZ的頻率，為保證數(shù)。頻信號(hào)脈沖，秒表計(jì)時(shí)中100HZ的時(shí)鐘脈沖。6MHZ的頻率，再用74160進(jìn)行六分頻，即可得到1MHZ的頻率信號(hào)。500HZ的頻率信號(hào)只需將以上所得的1KHZ. 此模塊總體電路原理圖如下：
【正文】 本實(shí)驗(yàn)欲通過 QuartusII 軟件 設(shè)計(jì)一個(gè)多功能數(shù) 字 鐘 ， 可以完成 00:00:00到 23:59:59 的計(jì)時(shí)功能，并在控制電路的作用下，具有保持、清零、快速校時(shí)、快速校分等功能。在實(shí)驗(yàn)過程中，通過編程，調(diào)試，仿真確定無誤后，我們將程序下載進(jìn)了 SmartSOPC 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，經(jīng)過多次的調(diào)試與完善，我們最終成功的完成了 多功能 數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)，并在完成以上基本功能的前提下，利用實(shí)驗(yàn)板上的資源，成功完成了秒表的設(shè)計(jì)。 試驗(yàn)中所遇到的問題及解決方案 在進(jìn)行此次 EDA 試驗(yàn)之前，我們已經(jīng)做過 多功能數(shù)字鐘 的硬件實(shí)驗(yàn)，對(duì)相關(guān)的器件及原 理都不陌生。在正式做實(shí)驗(yàn)前以及實(shí)驗(yàn)中，老師也對(duì) QuartusII 軟件的相關(guān)用法，以及 SmartSOPC 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)做了介紹。這些都幫助我們較好的入了門，但即使這樣在實(shí)驗(yàn)過程中，依然出現(xiàn)了很多我們始料不及的問題： （ 1） 最先困擾我們的便是程序編譯問題。由于沒有真正理解 QuartusII 軟件中，將待編譯程序設(shè)為頂層的意義及重要性。在開始試驗(yàn)階段，每次都毫無意識(shí)的對(duì)不同文件進(jìn)行編譯，導(dǎo)致每次編譯結(jié)果都不相同，因?yàn)椴幻髟颍馁M(fèi)了我們很多時(shí)間。最后在 同學(xué) 的耐心解釋下才明白過來。這之后就幾乎再?zèng)]在此處出過錯(cuò)。 （ 2） 在進(jìn)行分頻器設(shè)計(jì)時(shí)，從 1MHZ 經(jīng)過 1000 分頻后到 1KHZ 時(shí)，以及從 1KHZ經(jīng)過 1000 分頻到 1HZ 時(shí)剛開始 輸出信號(hào) 從進(jìn)位端 RCO 引出，下載至SmartSOPC實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中后，小燈并不閃爍，檢查電路也無法發(fā)現(xiàn)什么問題。后來想到了 微機(jī) 老師講過的占空比問題，才明白可能是小燈閃爍時(shí)間過短所致，將輸出信號(hào)改接至 QD后，這一問題終于得到解決。 （ 3） 在進(jìn)行計(jì)時(shí)電路設(shè)計(jì)時(shí)，剛開始設(shè)計(jì)的是獨(dú)立的三個(gè)計(jì)時(shí)器，各循環(huán)功能均能滿足，但合到一起則會(huì)出錯(cuò)，往往總是會(huì)提前進(jìn)位及清零。經(jīng)過多次嘗試與思考，最終明白作為一個(gè)電子鐘，它的分計(jì)時(shí)器部 分應(yīng)該在 59分 59秒的時(shí)候向時(shí)計(jì)時(shí)器進(jìn)位而不是僅僅在 59 分時(shí)；同理，時(shí)計(jì)時(shí)器也應(yīng)該是在 23 時(shí) 59分 59秒時(shí)同時(shí)清零，而不是在 23 時(shí)清零。 7 實(shí)驗(yàn)收獲與感受 短短一周的 EDA 設(shè)計(jì)雖然很短暫，但卻依然讓我們收獲了很多。在老師的幫助下，我們迅速掌握了 QuartusII 軟件的應(yīng)用，了解了整個(gè)設(shè)計(jì)的流程與方式，為以后的科研設(shè)計(jì)工作打好了一個(gè)很好的基礎(chǔ)。同時(shí)，整個(gè) 實(shí)驗(yàn)的過程也實(shí)實(shí)在在地向我們展示了理論與實(shí)踐之間的距離，正所謂實(shí)踐出真知，很多以前理論課上耳熟能詳?shù)臇|西在實(shí)際的應(yīng)用中并不是像我們所想象的那么簡(jiǎn)單，而很多我們?cè)诶碚撜n上永遠(yuǎn)不會(huì)注意到的細(xì)節(jié)卻往往總是會(huì)在實(shí)驗(yàn)中阻礙著我們前進(jìn)的腳步。通過此次實(shí)踐機(jī)會(huì)，數(shù)電在我的腦海中再也不像以前那么呆澀，突然之間變得靈動(dòng)而豐富起來。 從開始 EDA 設(shè)計(jì)到現(xiàn)在，已經(jīng)差不多有快兩個(gè)星期了，從最初的預(yù)習(xí)，實(shí)驗(yàn)，再到后來的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，每一個(gè)過程都在考驗(yàn)著我們的綜合能力。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作階段，各類問題層出不窮，但我都會(huì)適時(shí)的進(jìn)行心態(tài)上的調(diào)整， 靜心思考，認(rèn)真琢磨，終于順利完成了此次試驗(yàn)，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程也充滿著無窮的樂趣。而整個(gè)的論文寫作階段，不但讓我們對(duì)已做實(shí)驗(yàn)有了一個(gè)系統(tǒng)的思考與整理機(jī)會(huì)，同時(shí)，論文的格式要求，也讓我們?cè)缭珞w會(huì)到了標(biāo)準(zhǔn)格式的重要性，對(duì)于快要 大三下 的我們，早早的適應(yīng)畢竟是一個(gè)很好的事情。 在整個(gè)實(shí)驗(yàn)的過程中，整個(gè)周圍氛圍都很融洽，大家都能互相幫助，積極交流各自的心得與體會(huì)，在這一過程中，很多自己無法解決的問題都得到了很好的解決，同時(shí)在幫助別人解決問題的同時(shí)，自身的知識(shí)架構(gòu)也更加明了深刻，很是受益匪淺。 特別感謝我的指導(dǎo)老師，在整個(gè)設(shè) 計(jì)過程中對(duì)我們耐心的指導(dǎo)與幫助。在實(shí)驗(yàn)室那么嘈雜的環(huán)境中，老師的微笑總能靜人心扉，激起我們堅(jiān)持下去的勇氣，我們真的很感動(dòng)，真心地謝謝您！ 8 期望及要求 本次試驗(yàn)總體上來說是成功的，但由于時(shí)間上的限制還有很多想實(shí)現(xiàn)的功能沒來的及實(shí)現(xiàn)，有些遺憾！ 如果還有機(jī)會(huì)，我希望我設(shè)計(jì)的電子時(shí)鐘，能夠如我所愿奏出美妙的有旋律的音樂。我想我會(huì)用數(shù)據(jù)選擇器來實(shí)現(xiàn)此功能，這樣便不會(huì)過多的引入由邏輯門電路帶來的延遲，而給整個(gè)音樂效果帶來大的影響。 9 參考文獻(xiàn) 【 1】蔣立平 《數(shù)字邏輯電路與系統(tǒng)設(shè)計(jì)》 電子工業(yè)出版社 【 2】南京理工大學(xué)電子技術(shù)中心 《 EDA 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》 【 3】 葛汝明 山東大學(xué)出版社 《電子線路實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)》
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