【正文】 技術(shù)的要求 ， 吸收眾多學(xué)科最新科技成果而形成的一門(mén)新技術(shù)。當(dāng)今電子產(chǎn)品正向功能多元化 ,體積最小化 ,功耗最低化的方向發(fā)展。因此將其分頻得1Hz 的秒鐘信號(hào)，秒計(jì)滿 60 即得 1 分鐘，分滿 60 即得 1 小時(shí)信號(hào)，小時(shí)滿 24即得一天。此數(shù)字鐘具有時(shí)，分，秒計(jì)數(shù)顯示功能，以 24小時(shí)為計(jì)數(shù)循環(huán)，能實(shí)現(xiàn)清零，調(diào)時(shí)，調(diào)分以及鬧鐘等功能。 數(shù)字鐘是一個(gè)將“時(shí)”、“分”、“秒”顯示于人的視覺(jué)器官的計(jì)時(shí)裝置。本實(shí)驗(yàn)則是基于 VHDL語(yǔ)言設(shè)計(jì)的數(shù)字鐘 ， 具有時(shí)、分、秒顯示功能。 1 基于 VHDL 的數(shù)字電子時(shí)鐘的設(shè)計(jì) 目錄 基于 VHDL 的數(shù)字電子時(shí)鐘的設(shè)計(jì) .................................................................................... 1 目錄 ................................................................................................................................. 1 摘要 .......................................................................................................................... 2 引言 .......................................................................................................................... 2 一、設(shè)計(jì)分析 ................................................................................................................... 3 設(shè)計(jì)要求 ......................................................................................................... 3 性能指標(biāo)及功能設(shè)計(jì)性能指標(biāo) ......................................................................... 3 二、設(shè)計(jì)方案 ................................................................................................................... 3 三、設(shè)計(jì)環(huán)境 ................................................................................................................... 4 硬件設(shè)計(jì)環(huán)境 .................................................................................................... 4 可編程器件 EP2C5Q208C8N 及開(kāi)發(fā)板系統(tǒng) ............................................... 5 64 位的計(jì)算機(jī)一 臺(tái) .................................................................................. 5 軟件設(shè)計(jì)環(huán)境 .................................................................................................. 5 QuartusⅡ軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)（ 版本） ........................................................ 5 Windows7 操作系統(tǒng) ................................................................................. 5 硬件描述語(yǔ)言 VHDL ................................................................................. 5 四、整體設(shè)計(jì)流圖 ............................................................................................................ 7 各模塊的原理性功能介紹 .................................................................................. 7 可編程器件 EP2C5Q208C8N ...................................................................... 7 CPLDJTAG 接口 ........................................................................................ 7 晶振和蜂鳴器 .......................................................................................... 7 LED數(shù)碼管顯示 ....................................................................................... 8 獨(dú)立按鍵 ................................................................................................. 9 撥碼開(kāi)關(guān) ................................................................................................. 9 QuartusⅡ軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)（ 版本） ........................................................ 9 設(shè)計(jì)的整體框架 .............................................................................................. 10 頂層用原理圖的方法實(shí)現(xiàn)。 ................. 10 設(shè)計(jì)原理及流程圖 ................................................................................... 11 .............................................................................................. 12 .............................................................................................. 13 五、系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì) ................................................................................................... 13 軟件程序模塊化設(shè)計(jì) ....................................................................................... 13 秒 /分 /時(shí)輸入模塊的軟件設(shè)計(jì) .................................................................. 13 秒 /分 /時(shí)計(jì)數(shù)模塊的軟件設(shè)計(jì) .................................................................. 14 模式選擇模塊的軟件設(shè)計(jì) ........................................................................ 14 2 數(shù)碼管 .................................................................................................... 15 鬧鐘模塊的軟件設(shè)計(jì) ............................................................................... 16 系統(tǒng)時(shí)鐘的軟件設(shè)計(jì) ............................................................................... 18 硬件的測(cè)試 ..................................................................................................... 20 ......................................................................... 20 設(shè)計(jì)心得 ................................................................................................................. 23 致謝 ........................................................................................................................ 24 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................. 24 摘要 隨著人類的不斷進(jìn)步， 現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)技術(shù)已進(jìn)入一個(gè)全新的階段 ， 傳統(tǒng)的電子設(shè)計(jì)方法、工具和器件在更大的程度上 被 EDA 所取代。電路主要有時(shí)間計(jì)數(shù)模塊、時(shí)間顯示模塊以及譯碼模塊。它的基本功能是計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)周期為 24 小時(shí)，顯示滿刻度 23時(shí) 59 分 59秒；數(shù)字鐘學(xué)習(xí)的目的是掌握各類計(jì)數(shù)器及它們相連的設(shè)計(jì)方 法，熟悉多個(gè)數(shù)碼管顯示的原理與方法以及模塊化設(shè)計(jì)方式；掌握用 VHDL 語(yǔ)言的設(shè)計(jì)思想以及整個(gè)數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)是一個(gè)顯示時(shí)（ 2 位）分（ 2 位）秒（ 2 位）共六個(gè)數(shù)字的多功能電子鐘。 關(guān)鍵詞：數(shù)字鐘，計(jì)數(shù)器，數(shù)碼管，模塊化設(shè)計(jì) , VHDL 引言 本設(shè)計(jì)采用的 VHDL 是一種全方位的硬件描述語(yǔ)言 具有極強(qiáng)的描 述能力能支持系統(tǒng)行為級(jí)、寄存器傳輸級(jí)和邏輯門(mén)級(jí)三個(gè)不同層次的設(shè)計(jì)。它與傳統(tǒng)的電子產(chǎn)品在設(shè)計(jì)上的顯著區(qū)別師大量使用大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷?， 使產(chǎn)品的性能提高 ， 體積縮小 ， 功耗降低 .同時(shí)廣泛運(yùn)用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù) ， 提高產(chǎn)品的自動(dòng)化程度和競(jìng)爭(zhēng)力 ， 縮短研發(fā)周期。 美國(guó) ALTERA 公司的可編程邏輯器件采用全新的結(jié)構(gòu)和先進(jìn)的技術(shù) ， 加上 MaxplusII(或最新的 QUARTUS)開(kāi)發(fā) 環(huán)境 ， 更具有高性能 ， 開(kāi)發(fā)周期短等特點(diǎn) ， 十分方便進(jìn)行電子產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)。最終形成集成 3 電子系統(tǒng)或?qū)Ｓ眉尚酒囊婚T(mén)新技術(shù)。數(shù)字鐘可以由各種技術(shù)實(shí) 現(xiàn) ， 如單片機(jī)等 .利用可編程邏輯器件具有其他方式?jīng)]有的特點(diǎn) ， 它具有易學(xué) 、方便 、 新穎 、 有趣 、 直觀設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目成功率高 ， 理論與實(shí)踐結(jié)合緊密 ， 體積小 ， 容量大 ， I/O 口豐富 ， 易編程和加密等特點(diǎn) 。因此 ， 本設(shè)計(jì)采用可編程邏輯器件實(shí)現(xiàn)。具有校時(shí)以及報(bào)時(shí)功能 ， 可以對(duì)時(shí)、分及秒進(jìn)行單獨(dú)校對(duì) ， 使其校正到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。 2）要求走時(shí)誤差不大于每天 10秒。 4）定時(shí)鬧鐘，實(shí)現(xiàn)整點(diǎn)報(bào)時(shí)，又揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)時(shí)聲音，發(fā)出滴答的聲音。 性能指標(biāo)及功能設(shè)計(jì)性能指標(biāo) 1）時(shí)鐘計(jì)數(shù)：完成時(shí)、分、秒的正確計(jì) 時(shí)并且顯示所計(jì)的數(shù)字；對(duì)秒、分 60 進(jìn)制計(jì)數(shù)，即從 0 到 59 循環(huán)計(jì)數(shù)，時(shí)鐘 —— 24 進(jìn)制計(jì)數(shù)，即從 0 到23 循環(huán)計(jì)數(shù)，并且在數(shù)碼管上顯示數(shù)值。我們可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)板上的鍵 7和鍵 4進(jìn)行任意的調(diào)整，因?yàn)槲覀冇玫臅r(shí)鐘