多功能数字钟设计
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多功能数字钟课程设计
1 多功能数字钟课程设计
多功能数字钟课程设计是一个实验探索类的课程,它在激发学生
学习热情和强化学生的发明能力的同时,兼顾他们在电子信息技术领
域的技能训练。
2 课程背景
该课程的背景主要来自近几年电子信息技术的飞快发展和日新月
异的变化,在21世纪,科技的发展发展不断推动着社会的发展。
因此,人们对信息技术人才的要求越来越多,技术和工程人才岗位也在变得
越来越多,而这背后便是科技发展需要更多深入的研究和精深的工程
技术。
3 课程介绍
本课程的主要内容包括:数字信号与系统、单片机编程、数字电
路设计、数字技术应用研究等。
主要让学生掌握多功能数字钟的基本
原理,能够设计制作出各种功能现代化的多功能数字钟。
学生可以在
课堂上讨论各种电子信息工程技术,并根据自己的喜好来实现功能,
比如加入计算温度、日期显示、天气消息显示等功能,同时还可以学
习一些单片机编程语言,拿实际的案例来研究各种电子元器件的组装
和工程设计的流程,从而加深自身的科技能力和创新思维。
4 课程目标
该课程目标旨在培养学生具有独立创新思维、独立完成科技领域及其他领域复杂问题研究解决过程的能力,培养跨学科合作精神,在学习电子信息工程技术的基础上,增强学生在团队合作和沟通能力上的综合素质,提高学生的科技竞技能力,增强学生的社会责任感。
多功能数字钟-电子设计
第一步实现多功能数字钟的基本功能,包括显示当前时间和设置定时
功能。
为了实现这一功能,我们需要使用一个定时器,以实现每秒钟更新
一次时间并显示在LCD屏上,同时实现定时功能。
第二步用一个按钮来切换显示当前时间和定时时间。
为了实现这一功能,我们需要在LCD屏上显示当前时间和定时时间,当按钮按下时,可以
改变当前时间和定时时间的显示。
第三步加入计时功能,使用者可以设置一个计时时间,当计时结束时,会有一个提醒和发出报警声。
为了实现这一功能,我们需要使用一个计数器,计算出时间差,当到达设定的计时时间时,发出报警声或者显示一个
提醒。
第四步增加闹钟功能,使用者可以设置一个闹钟时间,当达到闹钟时
间时,会有一个提醒和发出报警声。
为了实现这一功能,我们需要在指定
的时间段内,获取当前时间,通过一个实时检查程序,来实现闹钟功能,
当到达时间时,发出报警声或者显示一个提醒。
第五步加入天气预报功能,使用者可以查询当前城市的天气情况,以
及未来三天的天气预报。
为了实现这一功能,我们需要使用一个API来获
取天气情况,并将获取的信息在LCD屏上显示出来,方便使用者查询。
v .. . .. EDA设计(二)——多功能数字钟设计姓名:学号:院系:电光学院指导老师:完成时间:2012目录摘要 (3)一、实验设计内容及要求 (4)1、内容 (4)2、设计基本要求 (4)3、设计提高部分 (4)二、设计方案 (5)三、子模块电路设计 (6)1、分频模块 (6)(1)2分频电路 (6)(2)24分频电路 (7)(3)48分频电路 (8)(4)1000分频电路 (9)2、计时模块 (10)(1)秒计时电路 (11)(2)分计时电路 (13)(3)时计时电路 (14)3、译码显示模块 (15)4控制模块 (17)(1)清零电路 (18)(2)保持电路 (18)(3)校分校时电路 (18)四、提高部分设计 (19)1、整点报时电路 (19)2、星期显示电路 (21)五、调试以及编程下载 (21)六、实验中遇到问题及解决方法 (22)七、实验收获与体会 (23)八、参考文献 (24)摘要本实验借助于QuartusⅡ7.0软件设计一个多功能的数字时钟,具有24小时计时、保持、清零、校分校时等基本功能,并在此基础上添加了星期显示、校星期、整点报时、动态显示等附加功能。
并利用QuartusⅡ进行相应的设计、仿真、调试,最后下载到SmartSOPC实验系统上验证设计的正确性。
关键词:多功能数字时钟,QuartusⅡ,计时,星期显示,整点报时、动态显示、SmartSOPC。
ABSTRACTThis experiment is to design a multifunctional digital clock with quartusⅡ.The multifunctional digital clock has varities of the functions like 24-hour timer, keeping,clearing,adjusting time .It also includes additional functions such as week display, chime on integral hour ,dynamic display and so on. we designed and simulated with QuartusⅡand finally downloaded it to the experiment platform to test.Key words:multifunctional digital clock,qQuartus Ⅱ,timer,week,chime on integral hour, dynamic display,SmartSOPC.多功能数字钟设计一、实验设计内容及要求1、内容利用QuartusII软件设计一个数字钟,并下载到SmartSOPC实验系统中,可以完成00:00:00到23:59:59的计时功能,并在控制电路的作用下具有保持、清零、快速校时、快速校分、整点报时等功能。
多功能数字时钟设计报告目录一.设计任务和要求 (2)二.设计的方案的选择与论证 (2)三.电路的设计计算与分析 (4)四.总结及心得 (12)五.附录 (14)六.参考文献 (15)一设计任务和要求:实现24小时的时钟显示、校准、整点报时、闹铃等功能。
具体要求:(1)显示功能:具有“时”、“分”、“秒”的数字显示(“时”从0~23,分0~60,秒0~60)。
(2)校时功能:当刚接通电源或数字时钟走时有偏差,能动手对“时”、“分”、“秒”进行校时。
(3)整点报时:当时钟计时到整点时,能进行整点报时。
(4)闹铃功能:在24小时之内,可以设定定时时间,当数字时钟到定时时间时能进行.二设计的方案的选择与论证2.1.总体设计方案与思路系统用十进制的计数器分别构成一个二十四、两个六十进制的计数器,串联连接计数器、并加秒脉冲,使“秒”、“分”、“时”进位,从而数字时钟的显示显示功能;系统应用校时电路实现时钟的校时功能;系统应用译码电路将整点识别出来,同时进行报时;系统用寄存器先把闹铃响的时间存储起来,再用数值比较器,将寄存器存储的时间与实际时间点比较,如果相等,则闹铃工作,从而实现了时钟的闹铃功能。
多功能数字时钟的电路原理结构图如下图所示:图1.多功能数字时钟的电路原理结构图上图中:开关S2的作用,当S2置于左侧时数字时钟正常显示时间,当置于右侧时,数字时钟进行调时,此时若寄存电路的开关合闭则进行设置闹铃时间.2.2.方案的具体实现由于本电路的复杂性,电路图多的特点,本方案采用了子电路与主电路相结合的方案,这样易于调试和修改。
另外采用了总线的电路连线方式使电路图简洁美观。
1.总体电路的设计总体电路如图所示:DCD_HEX_BLUE DCD_HEX_BLUE DCD_HEX_BLUE DCD_HEX_BLUE DCD_HEX_BLUE DCD_HEX_BLUESONALERT600 Hz总体电路是由小时计时电路、分钟计时电路、秒钟计时电路、校时选择电路、整点译码电路、闹钟的寄存与比较电路、和由555定时器构成的秒脉冲电路等七个子电路模块连接在一起,和外接开关和数码管构成。
多功能电子数字钟设计数字钟在日常生活中最常见, 应用也最广泛。
本文主要就是设计一款数字钟, 以89C52单片机为核心, 配备液晶显示模块、时钟芯片、等功能模块。
数字钟采用24小时制方式显示时间, 定时信息以及年月日显示等功能。
文章的核心主要从硬件设计和软件编程两个大的方面。
硬件电路设计主要包括中央处理单元电路、时钟电路、人机接口电路、信号处理电路、执行电路等几部分组成。
软件用C语言来实现, 主要包括主程序、键盘扫描子程序、时间设置子程序等软件模块。
关键词单片机液晶显示器模块数字钟一硬件电路设计及描述;1.MCS-51单片机单片机是在一块硅片上集成了各种部件的微型计算机。
这些部件包括中央处理器CPU、数据存储器RAM、程序存储器ROM、定时器/计数器和多种I/O接口电路。
8051单片机的结构特点有以下几点: 8位CPU;片内振荡器及时钟电路; 32根I/O线;外部存储器ROM和RAM;寻址范围各64KB;两个16位的定时器/计数器; 5个中断源, 2个中断优先级;全双工串行口。
定时器/计数器8051内部有两个16位可编程定时器/计数器, 记为T0和T1。
16位是指他们都是由16个触发器构成, 故最大计数模值为2 -1。
可编程是指他们的工作方式由指令来设定, 或者当计数器来用, 或者当定时起来用, 并且计数(定时)的范围也可以由指令来设置。
这种控制功能是通过定时器方式控制寄存器TMOD来完成的。
在定时工作时, 时钟由单片机内部提供, 即系统时钟经过12分频后作为定时器的时钟。
技术工作时, 时钟脉冲由TO和T1输入。
中断系统8051的中断系统允许接受五个独立的中断源, 即两个外部中断申请, 两个定时器/计数器中断以及一个串行口中断。
外部中断申请通过INTO和INT1(即P3.2和P3.3)输入, 输入方式可以使电平触发(低电平有效), 也可以使边沿触发(下降沿有效)。
2.8051的芯片引脚如图1-2所示VCC: 供电电压。
题目: 多功能数字钟电路设计器材:74LS390,74LS48,数码显示器BS202, 74LS00 3片,74LS04,74LS08,电容,开关,蜂鸣器,电阻,导线要求完成的主要任务:用中、小规模集成电路设计一台能显示日、时、分秒的数字电子钟,要求如下:1.由晶振电路产生1HZ标准秒信号。
2.秒、分为00-59六十进制计数器。
3.时为00-23二十四进制计数器。
4.可手动校正:能分别进行秒、分、时的校正。
只要将开关置于手动位置。
可分别对秒、分、时进行连续脉冲输入调整。
5.整点报时。
整点报时电路要求在每个整点前鸣叫五次低音(500HZ),整点时再鸣叫一次高音(1000HZ)。
时间安排:指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日索引摘要 (3)Abstract (3)1系统原理框图 (5)2方案设计与论证 (6)2.1时间脉冲产生电路 (6)2.2分频器电路 (9)2.3时间计数器电路 (10)2.4译码驱动及显示单元电路 (11)2.5校时电路 (12)2.6报时电路 (13)3单元电路的设计 (14)3.1时间脉冲产生电路的设计 (14)3.2计数电路的设计 (15)3.2.1 60进制计数器的设计 (15)3.2.2 24进制计数器的设计 (15)3.3译码及驱动显示电路 (16)3.4 校时电路的设计 (17)3.5 报时电路 (18)3.6电路总图 (20)4仿真结果及分析 (21)4.1时钟结果仿真 (21)4.2 秒钟个位时序图 (21)4.3报时电路时序图 (22)4.4测试结果分析 (22)5心得与体会 (23)6参考文献 (24)附录1原件清单 (25)附录2部分芯片引脚图与功能表 (26)摘要多功能数字钟具有时间显示、闹钟设置、环境温度测量、电网电压、电网频率显示,闹铃控制和电网电压的过压、欠压报警等功能,深受人们欢迎。
数字钟是采用数字电路实现对.时,分,秒.数字显示的计时装置,广泛用于个人家庭,车站, 码头办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品,由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,远远超过老式钟表, 钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便,而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。
多功能数字钟电路设计
1.时钟显示:设计一个数字时钟显示电路,可以显示当前的时间(小
时和分钟)。
可以使用七段显示器来显示数字。
2.闹钟功能:设计一个闹钟功能,可以设置闹钟时间,并在到达闹钟
时间时发出提示声音或闹铃。
3.温度显示:设计一个温度传感器电路,并将当前温度显示在数字时
钟上。
4.日历功能:设计一个日历功能,可以显示当前的日期和星期。
5.定时器功能:设计一个定时器功能,可以设置一个特定的时间间隔,并在到达时间间隔时发出提示声音或闹铃。
6.闹钟休眠功能:设计一个闹钟休眠功能,可以设置一个特定的时间
间隔,在此时间间隔内按下按钮可以将闹钟功能暂时关闭。
7.闹钟重复功能:设计一个闹钟重复功能,可以设置一个特定的时间
间隔,使闹钟在每天相同的时间段重复响铃。
8.亮度调节功能:设计一个亮度调节功能,可以调整数字时钟的显示
亮度。
这些功能可以根据需求进行组合设计,可以使用逻辑门、计数器、显
示器驱动器、温度传感器、按钮等元件来完成电路设计。
基于Quartus的多功能数字钟设计该实验是利用QuartusII软件设计一个数字钟,进展试验设计和仿真调试,实现了计时,校时,校分,清零,保持和整点报时等多种根本功能,并下载到SmartSOPC实验系统中进展调试和验证。
此外还添加了显示星期,闹钟设定,秒表和彩铃等附加功能,使得设计的数字钟的功能更加完善。
一、设计要求1.设计一个数字计时器,可以完成00:00:00到23:59:59的计时功能,并在控制电路的作用下具有保持、清零、快速校时、快速校分、整点报时等根本功能。
2.具体要求如下:1)能进展正常的时、分、秒计时功能,最大计时显示23小时59分59秒。
2)分别由六个数码管显示时分秒的计时。
3)K1是系统的使能开关,K1=0正常工作,K1=1时钟保持不变。
4)K2是系统的清零开关,K2=0正常工作,K2=1时钟的分、秒全清零。
5)在数字钟正常工作时可以对数字钟进展快速校时和校分。
K3是系统的校分开关,K3=0正常工作K3=1时可以快速校分;K4是系统的校时开关,K4=0正常工作,K4=1时可以快速校时。
3.设计提高局部要求1)时钟具有整点报时功能,当时钟计到59’51〞时开场报时,在59’51〞,59’53〞, 59’55〞,59’57〞时报时频率为512Hz,59’59〞时报时频率为1KHz。
2)星期显示:星期显示功能是在数字钟界面显示星期,到计时到24小时时,星期上显示的数据进一位。
3)闹表设定:通过开关切换显示至闹钟界面,利用闹钟校时和校分开关对闹钟时间进展设定,且不影响数字钟计时。
当计时到闹钟设定时间蜂鸣器鸣叫,并响起彩铃。
4)秒表计时:通过开关切换显示至秒表界面,分秒局部是100进制的,即当值为99时向秒位进位。
4.仿真与验证用Quartus软件对设计电路进展功能仿真,并下载到实验板上对其功能进展验证。
二、工作原理数字计时器是由计时电路、译码显示电路、脉冲发生电路和控制电路等几局部组成的,控制电路按要求可由校分校时电路、清零电路和保持电路组成。
1多功能数字钟的设计1.1设计要求设计一个能进行时、分、秒计时的十二小时制或二十四小时制的数字钟,并具有定时与钟功能,能在设定的时间发出闹铃音,能非常方便地对小时、分钟和秒进行手动调节以校时间,每逢整点,产生报时音报时。
系统框图如图1-1所示:系统模式手动IHZ时钟源复位选择校时输入图IT多功能数字钟系统框图显示部分可以使用数码管(基本)或液晶LCD(扩展)。
1.2设计提示此设计问题可分为主控电路、计数器模块和扫描显示三大部,主控电路中各种特殊功能的实现设计问题的关键。
用两个电平信号A、B进行模式选择,AB=OO为模式0,系统为计时状态;AB=Ol为模式1,系统为手动校时状态;AB=Io为模式2,系统为闹钟设置状态。
设置一个turn信号,当turn=0时,表示在手动校对时,选择调整分钟部分;当turn=l 时,表示在手动校对时,选择调整小时部分。
设置一个Change信号,在手动校时或闹钟设置模式下,每按一次,计数器加1。
设置一个reset信号,当reset=O时,整个系统复位;当reset=1时,系统进行计时或其他特殊功能操作。
设置一个闹钟设置信号resell,当resetl=O时,对闹钟进行设置,当resetl=O时,关闭闹钟信号。
设置状态显示信号(连发光二极管):LD_alert指示是否设置了闹铃功能;LDjI指示当前调整的是小时信号;LD_m指示当前调整的是分钟信号。
当闹钟功能设置后(LD_alert=l),系统应启动一个比较电路,当计时与预设闹铃时间相等时,启动闹铃声,直到关闭闹铃信号有效。
整点报时部分由分和秒计时同时为0(或60)启动,与闹铃共用一个扬声器驱动信号OUto 系统计时时钟为Clk=IHz,选择另一时钟clk」k=1024Hz作为产生闹铃声、报时音的时钟信号。
主控电路状态表如表1-1所示。
硬件系统示意图如图1-2所示。
晶振[OOO1.D_hLD_mMs6Ms5..LD_alertclkjkClkFP∈Λ∕(PLDturnchangeresetreset1AIIII IIII IIII LlL∣abCdefg图1-2数字钟硬件系统示意图。
目 录引言 (1)1 设计任务及设计要求 (1)1.1设计任务 (1)1.2设计要求 (1)2 设计总体思路 (2)2.1各单元电路设计 (3)2.1.1 second模块 (4)2.1.2 minute模块 (4)2.1.3 hour模块 (4)2.1.4 alert模块 (4)2.1.5 seltime模块 (5)2.1.6 DELED模块 (5)2.2总电路设计 (6)3 设计调试体会与总结 (6)3.1设计调试 (6)3.1.1 管脚锁定 (6)3.1.2 各模块仿真波形图 (7)3.2体会与总结 (9)3.2.1 体会 (9)3.2.2 总结 (9)3.3改进意见 (10)4 实验箱调试现象 (11)附录:VHDL描述 (12)SECOND模块 (12)MINUTE模块 (13)HOUR模块 (14)ALERT模块 (15)SELTIME模块 (16)DELED模块 (17)参考文献 (18)引言EDA技术即电子设计自动化技术,它是以可编程逻辑器件(PLD)为载体,以硬件描述语言(VHDL)为主要的描述方式,以EDA软件为主要的开发软件的电子设计过程。
它主要采用“自顶向下”的设计方法,设计流程主要包括:设计输入、综合、仿真、适配、下载。
《EDA课程设计》(注:EDA即电子设计自动化,Electronics Design Automation)是电子技术基础的一部分,随着可编程器件技术的发展,EDA技术已广泛用于电子系统设计开发中,EDA技术已经成为电子信息类专业人员必须掌握的一门技术。
《EDA课程设计》是继《模拟电子技术基础》、《数字电子技术基础》、《电子技术基础》课程后电气、电子灯专业综合性实验训练课程,重在培养学生对VHDL 语言的理解、EDA软件的使用和简单电子电路设计的思想,提高学生动手能力。
VHDL是一种硬件描述语言,它可以对电子电路和系统的行为进行描述,结合相关的软件工具,可以得到所期望的实际电路与系统。
使用VHDL语言描述的电路,可以进行综合和仿真。
然而,值得注意的是,尽管所有VHDL代码都是可仿真的,但并不是所有代码都能综合。
1 设计任务及设计要求1.1 设计任务利用QuartusII软件设计一个数字钟,对设计电路进行功能仿真,并下载到实验箱中,可以完成00:00:00到23:59:59的计时功能,并在控制电路的作用下具有保持、清零、快速校时、快速校分、整点报时等功能。
1.2 设计要求设计一个能进行时、分、秒计时的十二小时制或二十四小时制的数字钟,并具有定时与闹钟功能,能在设定的时间发出闹铃音,能非常方便地对小时、分钟和秒进行手动调节以校时间,每逢整点,产生报时音报时。
系统框图如图1所示:图1 多功能数字钟系统框图2 设计总体思路此设计问题可分为主控电路、计数器模块和扫描显示三大部,主控电路中各种特殊功能的实现设计问题的关键。
用两个电平信号A、B进行模式选择,AB=00为模式0,系统为计时状态;AB=01为模式1,系统为手动校时状态;AB=10为模式2,系统为闹钟设置状态。
设置一个turn信号,当turn=0时,表示在手动校对时,选择调整分钟部分;当turn=1时,表示在手动校对时,选择调整小时部分。
设置一个change信号,在手动校时或闹钟设置模式下,每按一次,计数器加1。
设置一个reset信号,当reset=0时,整个系统复位;当reset=1时,系统进行计时或其他特殊功能操作。
设置一个闹钟设置信号reset1,当reset1=0 时,对闹钟进行设置,当reset1=0 时,关闭闹钟信号。
设置状态显示信号(连发光二极管):LD_alert指示是否设置了闹铃功能;LD_h指示当前调整的是小时信号;LD_m指示当前调整的是分钟信号。
当闹钟功能设置后(LD_alert=1),系统应启动一个比较电路,当计时与预设闹铃时间相等时,启动闹铃声,直到关闭闹铃信号有效。
整点报时部分由分和秒计时同时为0(或60)启动,与闹铃共用一个扬声器驱动信号out。
系统计时时钟为clk=1Hz,选择另一时钟clk_lk=1024Hz作为产生闹铃声、报时音的时钟信号。
主控电路状态表如表1-1所示。
硬件系统示意图如图2所示。
图2 数字钟主控电路状态表图3 数字钟硬件系统示意图2.1 各单元电路设计2.1.1 second模块图4 秒控制模块这个模块能够实现60进制循环计数,带有复位端reset、手动调分功能端setmin和向分进位端enmin ,受时钟上升沿信号控制,其文本语言(文件名:second.vhd)为底层文本。
2.1.2 minute模块图5 分控制模块这个模块也能够实现60进制循环计数,带有带有复位端reset、手动调小时功能端sethour和向分进位端enhour ,受时钟上升沿信号控制。
其文本语言(文件名:minute.vhd)为底层文本。
2.1.3 hour模块图6 时控制模块能够实现24进制循环计数,带有复位端reset,受时钟上升沿信号控制。
其文本语言(文件名:hour.vhd)为底层文本。
2.1.4 alert模块图7 闹钟模块能够实现整点报时和循环点亮3只LED灯,工作时受时钟上升沿控制。
其文本语言(文件名:alert.vhd)为底层文本。
2.1.5 seltime模块图8 时间设置模块能够实现逐次扫描秒个位、秒十位、分个位、分十位、时个位、时十位,并输出扫描数据和相应位的点dp,带有复位端reset,受扫描时钟上升沿控制。
其文本语言(文件名:seltime.vhd)为底层文本。
2.1.6 DELED模块图9 数码管段选模块能够实现译码功能,将扫描到的数据能够译码显示在7段数码管上,输出端led[6..0]分别对应数码管的a~g。
其文本语言(文件名:deled.vhd)为底层文本。
2.2 总电路设计图10 多功能数字钟原理图该数字钟主要由3个键控制,复位键reset,当reset=0时,整个系统复位;当reset=1时,系统进行计时或其他功能操作。
sethour,当setour=1时,小时显示固定不动;当setour=0的,可以进行调整小时设置。
setminute,当setminute=1时分钟显示不动,当setminute=0时,可以进行调整分钟设置。
在分钟为59秒时,秒在51秒,53秒,55秒,57秒,59秒发出低音,在整点时发出高音,整点报时。
3 设计调试体会与总结3.1 设计调试3.1.1 管脚锁定图11 管脚锁定3.1.2 各模块仿真波形图图12 SECOND模块波形仿真仿真结果分析:在秒计时器的clk输入一个周期为10ns的时钟信号;清0端(reset)前面一小段(100ns)为低电平,后面均为高电平;置数端(setmin)前面一小段(200ns)为高电平,后面均为低电平; 保存波形图,进行仿真,产生上述波形。
图13 MINUTE模块波形仿真仿真结果分析:在分计时器的clk输入一个周期为10ns的时钟信号;清0端(reset)前面一小段(50ns)为高电平,后面均为低电平;置数端(sethour)前面一小段(80ns)为低电平,后面均为高电平; 保存波形图,进行仿真,产生如下波形:由上述波形可以清楚的看到:当清0信号(reset)无效时,分计时器置数,从50分开始计数,到59秒时回到0,并且从enhour输出一个高电平。
图14 HOUR模块波形仿真仿真结果分析:在时计时器的clk输入一个周期为10ns的时钟信号;清0端(reset)前面一小段(70ns)为低电平,后面均为高电平;保存波形图,进行仿真,产生如下波形:由上述波形可以清楚的看到:当清0信号(reset)无效时,时计时器置数。
图15 ALERT模块波形仿真仿真结果分析:设置minute的值,使其为59分;设置second的值,使其分别为51秒..59秒.00秒.01秒.02秒.03秒……,保存波形图,进行仿真,产生如下波形:由上述波形可以清楚的看到:alarm在51秒.53秒.55秒.57秒.59秒.0秒时输出高电平,并且持续保持minute为59分不变。
图16 SELTIME模块波形仿真仿真结果分析:在时计时器的ckdsp输入一个周期为10ns的时钟信号;清0端(reset)前面一小段(100ns)为高电平,后面均为低电平;给分.时.秒固定的变化值, 保存波形图,进行仿真,产生上述波形:由上述波形可以清楚的看到:当清0信号(reset)无效时,时计时器置数。
图17 DELED模块波形仿真仿真结果分析:输入端S是数码管要显示的字符,输出端A~H与实验箱上的8个数码管从右到左一一对应。
由仿真结果可知,当输入为“0111”时,A、B、C输出高电平,其他输出低电平。
硬件描述中选用了8个数码管。
保存波形图,进行仿真,产生上述波形。
3.2 体会与总结3.2.1 体会由顶层硬件测试结果可知,设计已经满足了预期的实验目标。
可以实现复位选择功能。
但是,这仅仅是EDA技术中的最基础部分,要想把设计应用到实际中还有很多需要学习和改进的地方,只有从基础做起后面才能做的更好。
3.2.2 总结EDA技术作为现代电子设计技术的核心,它依赖功能强大的计算机,在EDA 工具软件平台上,对硬件描述语言VHDL为系统逻辑描述手段完成的设计文件,自动地完成逻辑编译、逻辑简化、逻辑分割、逻辑综合、结构综合,以及逻辑优化和仿真测试,直至实现既定的电子线路系统功能。
硬件描述语言VHDL是EDA技术的重要组成部分,基于VHDL的设计有一个重要的设计思想:自顶向下设计。
自顶下下设计有许多优点:1)设计人员不受芯片结构的约束,进行最适应市场需求的设计,避免再设计风险,缩短产品的上市周期;2)设计成果的再利用得以保证(IP);3)采用结构化开发手段,一旦系统基本功能结构确定,可以实行多人、多任务并行工作方式;4)选择实现系统的目标器件的类型、规模,硬件结构的自由度更大。
在刚接触EDA课程的时候,面对一种全新的硬件描述语言和软件工具,一开始是什么都不了解,后来通过实验课慢慢掌握了QUARTUE II部分功能的使用。
开始上机做实验时都是通过原理图输入进行设计和仿真,原理图设计主要调用相应模块通过连线将对应端口连在一起,原理图输入并不复杂,因此实验也不难。
在熟悉了基本操作和原理后开始学习VHDL语言描述。
VHDL主要包括库文件、实体和结构体三部分。
实体描述了电路器件的外部情况及各信号端口的基本性质;结构体负责描述电路器件的内部逻辑功能或电路结构。
在VHDL的使用过程中理解了自顶向下的设计思想,熟悉了软件的使用。
因为学校的课时安排有限,所以安排的实验个数也比较有限。
不过这些也并不会影响对这门技术的学习,课后有多种选题供我们选择做课程设计。