【正文】 參考文獻 [1] 《數(shù)字邏輯電路與系統(tǒng)設計》 蔣立平主編，電子工業(yè)出版社 [2] 《 EDA 設計實驗指導書》 南京理工大學電子技術(shù)中心編 附錄 A 原理 圖及波形仿真 文件 夾 。 （ 6） 計算器： 實現(xiàn)簡單的加、減、乘、除計算。還可實現(xiàn)分別計時和以圈計時功能 。設計較復雜，應完善考慮 每月的天數(shù)，如大小月、 2 月、閏年等。 ② 實現(xiàn) 通過開關(guān)選擇是否在每個星期 X 的設定時間鬧鐘，避免每次重復設定。因為這次試驗中沒有嘗試 VHDL 語言編寫，所以在音樂設計中可以嘗試，這樣就可以再 設計幾首音樂，通過開關(guān)來選擇。 這對以后的學習提供了很大的幫助和參考意義。這是在以后的學習和工作生涯中應該提倡的。 這次實驗結(jié)束過后讓我意識到，學校有很多 資源可供我們使用， 只要有思想有能力，完全可以去做自己喜歡做的事。在這樣的學習中， 我所 學到的東西是由 我 自己發(fā)現(xiàn)和領(lǐng)悟來的 ， 思維會變得更加活 躍， 同學間、師生間的交流也會變的更多 且更具專業(yè)性 ，學校的整個學術(shù)氛圍也會更加趨于活躍和開放 。 不同于（ I）的設計， 這次實驗不僅僅 學會了 QuartusII 軟件 的使用 和SmartSOPC 平臺 的應用 ， 更重要的讓我實實在在的 提高了實踐動手能力而且可以有很多自己的想法和構(gòu)思，這給了我很大的發(fā)揮空間，增強了 興趣，也樹立了一定的自信心。 ⑧ 防顫 這部分 一開始沒有想到，下載到硬件后演示過程太隨機，不穩(wěn)定，因此思考解決方案，最終設計出防顫開關(guān)，效果很好。后來，在經(jīng)過與同學討論后設計了現(xiàn)在的方案，計數(shù)單獨記，顯示現(xiàn)在顯示。 ⑤ 整點報電路 EDA（ II）報告 多功能數(shù)字鐘 27 這部分 設計思路繁多，簡單運用門電路即可實現(xiàn)，但一開始的設計較復雜，也能實現(xiàn)最終結(jié)果，后來經(jīng)過同學提醒，改良了設計方案，現(xiàn)在的整點報時內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單明了。 還有，星期的計數(shù)應從 1 開始，因此 74161 的置數(shù)端應設為 0001. ③ 清零電路 這部分 的設計思路很簡單，但 74161 清零端為低電平有效，而實驗要求為低電平正常工作，因此很容易就想到了將開關(guān)輸入先非，這是所有開關(guān)的處理方法。 ② 計時電路 在本電路設計中 ，分秒的 60 計數(shù)很簡單就實現(xiàn)了，在實現(xiàn) 24 小時計數(shù)時產(chǎn)生了一定的問題，原思路為設計成模 30，一旦計數(shù)器為 23:59:59，則全部清零，但是這樣實現(xiàn)較麻煩。最后是下載，雖然第一天老師 理論上講了如何下載，可是一旦自己要進行操作就是不順利，比如管腳號分配不對，機器沒有打開等問題。總結(jié)來說，遇到的編譯錯誤大部分為命名問題，因此這個問題在最后也很好的得到了解決，而編譯成功率也越來越高。漸漸熟悉軟件后此問題就迎刃而解了。 最后的設計出來的數(shù)字鐘 功能齊全， 經(jīng)過種種實驗和改良，使得 運行 相當 穩(wěn)定，時鐘計時不存在不穩(wěn)定跳變 和隨機數(shù)的產(chǎn)生 ，顯示電路不存在閃爍及抖動現(xiàn)象 ，開關(guān)防顫功能良好體現(xiàn) 。 管腳號分配 圖 71：管腳號分配 結(jié)論 通過 4 天的努力，我最終實現(xiàn)了自己的設計，達到了基本要求，且在此基礎上實現(xiàn)了星期顯示、鬧鐘等附加功能。Qptions”→“ Unused Pins”中選擇“ As input tristated”，即將懸空輸入引腳均設為三態(tài)。 步驟： （ 1） 分配管腳： 在 “ Assignment” → “ Pins” 中 雙擊“ Location” ，按 實驗指導書管腳號分配。在仿真的過程中，輸入?yún)?shù)，如 CLK、 END TIME 等的設定尤為重要，若沒有設定合理的參數(shù)，即使功能正確，也有可能得不到結(jié)果。 波形圖如下： 圖 616 （ 2）當 K8=1 設定分鐘，即快速校分。波形如下： 圖 613： 整點報時 顯示電路系統(tǒng) 顯示電路波形仿真不能完整顯示，部分波形圖如下： 圖 614： 顯示 鬧鐘 電路系統(tǒng) 當 K7=0 和 K8=0 時正常計時，單獨計為 23 小時， 59 分， 0 秒，沒有進位。脈沖由小時位進位。脈沖由分位進位。 秒位脈沖為 1Hz，分位脈沖由秒位進位。解決辦法是從基本電路開始編譯，成功之后再生成模塊，明確輸入輸出，在用模塊連接電路 時謹慎選擇輸入輸出的對稱性。如， 將 兩個輸出分別命名為 A[3..0]和 a[3..0]，則顯示如下錯誤： 圖 54 ③ 輸入輸出不對稱 。但笨軟件能編譯出的錯誤僅為邏輯和語法錯誤，因此，大部分我所遇到的編譯錯誤均為非法命名的問題， 如下 為遇到的典型 錯誤 ： EDA（ II）報告 多功能數(shù)字鐘 19 ① QuatrusII 軟件不接受中文命名 。 一般情況下 warning 不影響電路的正常運行，故可忽略，但若 warning 過多，則應回頭檢查下電路 是否有問題。 編譯能找出的僅邏輯錯誤，如線路是否都連接上，是否命名錯誤等，但不會顯示電路本身的功能等是否有問題。利用錯誤提示信息，可方便修改 電路。 若電路 邏輯上有問題，則編譯將出現(xiàn)問題，此時當 Analysisamp。五個步驟由前到后一個一個進行。Synthesis、 Partiition Merge、 Fitter、Assembler、 Classic Timing Analyzer。 電路搭建或語言描述完以后 應先進行編譯，它是使得所建模型得以正常運行的檢驗，檢查電路是否有邏輯問題等，只有編譯成功后才可進行接下來的仿真下載等步驟。 QuartusII 軟件 是一款相對只能的軟件，所以在設計時為防止線路太多而導致錯誤，我都采用了軟件本身的模塊生成來代替繁冗的電路圖，減少連線工作，使電路圖簡潔明了。在選擇顯示和鬧鐘時間的比較電路中我均從原 理出發(fā)，運用門電路來實現(xiàn)，這樣原理上較為容易分析和理解，但是加大了工作量，因此 我也考慮可 選擇用集成芯片 74157 和 7485 等 來實現(xiàn)。在原理說明的同時用 流程圖，模塊圖和電路圖 同時作用 ，清晰闡釋設計思路。 電路圖如下： ① 2 位選擇 ② 4 位選擇 圖 427： 2 位選擇電路 圖（左） 圖 428： 4 位選擇電路 圖（右） 多功能數(shù)字鐘 EDA（ II）報告 16 ③ 24 位選擇 圖 429： 24 位選擇電路 防顫 電路 圖 430：防顫開關(guān)模塊 運用 D 觸發(fā)器的防顫功能，做成防顫開關(guān)，試驗中用到了 8 個開關(guān)，因此將一個開關(guān)的防顫做成模塊后產(chǎn)生 8 開關(guān)防顫。故選擇鬧鐘 6 個數(shù)字顯示輸出，因此設計 24 位選擇器。電路圖如下： ① 4 位比較 圖 425： 4 個同或之后與輸出 EDA（ II）報告 多功能數(shù)字鐘 15 ② 20 位比較 圖 426： 5 個 4 位比較模塊相與 （ 3） 選擇顯示 由于 SmartSOPC 平臺上只有 8個數(shù)碼管，而在正常顯示時已用了 7個，因此應對此 7 個數(shù)碼管復用，運用一個開關(guān) K6，當 K6=1 時，正常計時顯示， K6=0時鬧鐘計時顯示。電路圖如下： 圖 424 （ 2）時間比較 鬧鐘設計的原理是在正常計時和鬧鐘計時相同時蜂鳴器鳴響，因此比較電路運用門電路，將 23 小時 59 分 0 秒各位相同或，相同為 1 不同為 0，得到的輸出和 1KHz 相與后連接蜂鳴器。電路如下： EDA（ II）報告 多功能數(shù)字鐘 13 圖 421 鬧鐘 電路 圖 422：鬧鐘電路模塊 圖 423 多功能數(shù)字鐘 EDA（ II）報告 14 （ 1）鬧鐘計時 鬧鐘計時只需要 24 小時 59 分，但如果只比較這 4 個數(shù)字，鬧鈴時間為 60秒，因此我選擇了比較 5 個數(shù)字