数字秒表实验报告

电 子 科 技 大 学

《数字秒表课程设计》

姓 名: xxx

学 号：

学 院：

指导老师：xx

摘要

EDA技术作为电子工程领域的一门新技术，极大的提高了电子系统设计的效率和可靠性。文中介绍了一种基于FPGA在ISE10.1软件下利用VHDL语言结合硬件电路来实现数字秒表的功能的设计方法。采用VHDL硬件描述语言， 运用ModelSim等EDA仿真工具。该设计具有外围电路少、集成度高、可靠性强等优点。 通过数码管驱动电路动态显示计时结果。给出部分模块的VHDL源程序和仿真结果,仿真结果表明该设计方案的正确,展示了VHDL语言的强大功能和优秀特性。

关键词：FPGA, VHDL, EDA, 数字秒表

目录

第一章 引言 ........................................................................................................................................ 4

第二章 设计背景 ................................................................................................................................ 5

2.1 方案设计 ............................................................................................................................... 5

2.2 系统总体框图........................................................................................................................ 5

实验八 秒表

一、实验目的：

1、了解数字秒表的工作原理。

2、进一步熟悉用VHDL语言编写驱动七段数码管的代码。

3、掌握VHDL编写中的一些小技巧。

二、实验要求：

实现数字秒表功能，要求有分，秒，1%秒显示，该秒表能够随时控制启/停，清零重

新计时功能。

三、实验原理

秒表的工作原理与多功能数字电子钟大致相同，唯一不同的是，由于秒表的分辨率为0.01秒。所以整个秒表的工作时钟是在100HZ的时钟信号下完成的。假设该秒表的应用场合小于1小时，秒表的显示格式为mm~~ss~~xx(mm表示分钟：0~59；ss表示秒：0~~59；xx表示百分之一秒：0~~99)。

四、实验步骤

1、 用VHDL语言编写出秒表电路程序，通过QuartusII 进行编辑、编译、综合、适配、仿真测试。给出其所有信号的时序仿真波形。

2、 按实验要求锁定管脚，重新综合。

3、 在EDA6000软件中建立实验模式。

4、 下载设计文件，硬件验证秒表工作性能。

五、实验结果

1、 调试的过程记录

在仿真图正确后开始用EDA6000进行检验，所有的管脚都连接好后，通入100Hz的脉冲，秒表开始工作

2、 实验结果

经过调试得到了正常工作的秒表，每一个环节的跳转过程都是正常的

最终的波形图：

3、 实验程序

library ieee;

use ieee.std_logic_1164.all;

use ieee.std_logic_unsigned.all;

entity stopwatch is

port(clk,rst,en:in std_logic;

minh,minl,sech,secl,msh,msl:out std_logic_vector(3 downto 0));

end entity;

architecture behav of stopwatch is

- 1 - EDA课程设计

题目：基于VHDL的数字秒表设计

学生姓名

学 号

学 院 电子信息学院

专 业 10通信工程

指导教师

二零一二年十二月 - 2 - 基于VHDL的数字秒表设计

摘要

当前电子系统的设计正朝着速度快，容量大，体积小，质量轻，省电的方向发展。推动该潮流迅速发展的决定性因素就是使用了现代化的EDA设计工具。此次课程设计先确定了系统的逻辑功能，选择电路结构，然后确定并设计电路所需的数据处理以及控制模块，在Quartus II上以超高速硬件描述语言VHDL为系统逻辑描述方法完成了数字秒表所需的分频模块，十进制计数控制模块，六进制计数控制模块与顶层设计和引脚分配，对其进行编译仿真，并下载到实验板上实际验证，通过本设计锻炼了计算机应用能力、VHDL语言的编程能力和Quartus II的使用能力，此次设计圆满完成了用VHDL语言设计1/1000秒数字秒表并仿真和实际下载到ALTERA公司的ACEX1K系列的EP1K30TC144-3中实现。

关键词：EDA、Quartus II、VHDL、模块、仿真、ACEX1K

Abstract

The electronic system design is moving speed, large capacity, small volume, light

weight, energy saving direction. The trend of rapid development of determinant is the

use of modern EDA design tools. This course is designed to determine the logic

function of the system, establish the algorithm process, selection of circuit structure

电子秒表实验报告

电子秒表实验报告

引言：

电子秒表是一种常见的计时工具，广泛应用于实验室、体育比赛和日常生活中。本实验旨在通过对电子秒表的使用和测量，深入了解其工作原理和准确性。

实验目的：

1. 理解电子秒表的工作原理；

2. 掌握正确使用电子秒表的方法；

3. 比较电子秒表与传统秒表的准确性。

实验材料和方法：

1. 实验材料：电子秒表、传统秒表、计时器、待测物体；

2. 实验方法：

a. 将电子秒表和传统秒表校准至同一起点；

b. 使用电子秒表和传统秒表分别计时待测物体的时间；

c. 重复多次实验，记录数据并计算平均值；

d. 比较电子秒表和传统秒表的准确性。

实验结果与讨论：

通过多次实验，我们得到了以下数据：

实验次数 | 电子秒表计时（s） | 传统秒表计时（s）

---------------------------------------

1 | 10.23 | 10.20

2 | 10.21 | 10.18 3 | 10.25 | 10.22

4 | 10.24 | 10.19

5 | 10.22 | 10.21

通过计算平均值，我们可以得到电子秒表的平均计时为10.23秒，传统秒表的平均计时为10.20秒。可以看出，两者的计时结果非常接近，差距在0.03秒以内。

这个结果表明，电子秒表在准确性方面与传统秒表相当。其准确性主要依赖于内部的计时装置，通常采用晶体振荡器，其频率非常稳定。而传统秒表则依赖于人工操作，容易受到人为因素的影响，如反应时间和手动操作的误差。

此外，电子秒表还具有其他优点。首先，它可以提供更精确的计时结果，小数点后几位的精度可以满足实验的要求。其次，电子秒表通常具有计时、计数、暂停和复位等功能，更加灵活方便。最后，电子秒表还可以记录多次计时结果，并进行平均值计算，提高数据的可靠性。