EDA秒表電路課程設(shè)計

學(xué)號：11446129常州大學(xué)EDA技術(shù)課程設(shè)計報告題目: 秒表電路設(shè)計 學(xué)生： 袁李飛 學(xué)院（系:）信息科學(xué)與工程 專業(yè)班級：電子111指導(dǎo)教師: 李文杰 EDA課程設(shè)計任務(wù)書一、設(shè)計題目 秒表電路設(shè)計二、 設(shè)計背景首先秒表計時的分辨率為0.01秒，因此首先得到一個 100HZ的時鐘信號。它的一個周期就是0.01秒。然后再對該時鐘信號進(jìn)行計數(shù)，并且顯示到數(shù)碼管即可。由于計時范圍最大值到 1小時，所以要用到十進(jìn)制計數(shù)器和六進(jìn)制計數(shù)器。 前一級的計數(shù)器溢出端送至下一級計數(shù)器輸入端構(gòu)成完整計時系統(tǒng)。三、 設(shè)計內(nèi)容及要求設(shè)計內(nèi)容：設(shè)計一個計時范圍為0.01秒到1小時的數(shù)字秒表。具體內(nèi)容如下：計時分辨率為0.01秒，所以要設(shè)計分頻電路或直接獲得一個 100HZ的時鐘信號。從0.01秒到0.1秒、0.1秒到1秒以及1分到10分，要用到十進(jìn)制計數(shù)器，設(shè)計一具有清零、使能端，4位計數(shù)輸出端和1位計數(shù)溢出端的十進(jìn)制計數(shù)器。從10秒到1分，以及從10分到1小時，要用到六進(jìn)制計數(shù)器。設(shè)計一具有清零、使能端， 4位計數(shù)輸出端和1位計數(shù)溢出端的六進(jìn)制計數(shù)器。根據(jù)上述模塊完成頂層文件設(shè)計，構(gòu)成完整的計時電路。要求：根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計要求，采用自頂向下的方法，劃分系統(tǒng)主要模塊，畫出整體設(shè)計原理框圖。根據(jù)工作原理、用硬件描述語言對設(shè)計內(nèi)容實(shí)現(xiàn)，列出設(shè)計程序清單，給出仿真波形圖和調(diào)試中存在問題及解決方法。設(shè)計內(nèi)容下載至目標(biāo)芯片，在 EDA勺GW48型實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行功能驗(yàn)證。談?wù)勗撜n題的課程設(shè)計中遇到的問題，獲得哪些技能和體會，以及建設(shè)性意見。四、設(shè)計步驟和安排：題目安排；圖書館查相關(guān)資料；設(shè)計原理研究，總體設(shè)計；各主要模塊的VHDL設(shè)計。各模塊的設(shè)計仿真分析。完成系統(tǒng)頂層文件設(shè)計，系統(tǒng)總體功能的仿真分析。將設(shè)計內(nèi)容進(jìn)行硬件配置，在 GW4實(shí)驗(yàn)箱上進(jìn)行調(diào)試。撰寫課程設(shè)計報告、答辯并提交報告。目錄前言TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"設(shè)計要求 1\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)原理 2\o"CurrentDocument"設(shè)計框圖 2\o"CurrentDocument"模塊說明 36.1分頻器 36.2十進(jìn)制計數(shù)器 46.3六進(jìn)制計數(shù)器 5\o"CurrentDocument"頂層文件 77.1整體連接圖 7\o"CurrentDocument"7.2仿真波形 7硬件調(diào)試 88.1硬件要求 88.2引腳鎖定 8\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)總結(jié) 99.1錯誤與解決方法 9\o"CurrentDocument"9.2心得體會 9\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn) 10第第1頁共10頁常州大學(xué)EDA技術(shù)課程設(shè)計報告1.前言本次設(shè)計的目的就是在掌握EDA實(shí)驗(yàn)開發(fā)系統(tǒng)的初步使用基礎(chǔ)上，了解EDA技術(shù)，對計算機(jī)系統(tǒng)中時鐘控制系統(tǒng)進(jìn)一步了解，掌握狀態(tài)機(jī)工作原理，同時了解計算機(jī)時鐘脈沖是怎么產(chǎn)生和工作的。在掌握所學(xué)的計算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)課程理論知識時，通過對數(shù)字秒表的設(shè)計，進(jìn)行理論與實(shí)際的結(jié)合，提高與計算機(jī)有關(guān)設(shè)計能力，提高分析，解決計算機(jī)與控制實(shí)現(xiàn)的技術(shù)，達(dá)到課程設(shè)計的目標(biāo)。利用VHDL語言設(shè)計基于計算機(jī)電路中時鐘脈沖原理的數(shù)字秒表，顯示最長時間是59分59秒99，設(shè)計了復(fù)位和啟停開關(guān)。復(fù)位開關(guān)reset可以在任何情況下使用，使用以后計時器清零，并做好下一次計時的準(zhǔn)備，啟停開關(guān)為en,高電平時秒表工作，低電平時秒表停止計時，在觸發(fā)高電平時接著上次的計時繼續(xù)計時。數(shù)字秒表在日常生活中有廣泛的用途，秒表的邏輯結(jié)構(gòu)較簡單，它主要由顯示譯碼器、十進(jìn)制計數(shù)器、六進(jìn)制計數(shù)器和分頻器組成。四個10進(jìn)制計數(shù)器：用來分別對百分之一秒、十分之一秒、秒和分進(jìn)行計數(shù)；兩個6進(jìn)制計數(shù)器：用來分別對十秒和十分進(jìn)行計數(shù)；顯示譯碼器：完成對顯示的控制。根據(jù)電路持點(diǎn)，用層次設(shè)計概念將此設(shè)計任務(wù)分成若干模塊，規(guī)定每一模塊的功能和各模塊之間的接口,然后再將各模塊合起來聯(lián)試。通過MAX+plusU軟件，對上述模塊設(shè)計，仿真無誤后，設(shè)計頂層文件，仿真無誤后，下載到主芯片EPF10K10LC84-4中，按適配劃分后的管腳定位，同相關(guān)功能塊硬件電路接口連線，進(jìn)行硬件實(shí)驗(yàn)。EPF10K10LC84-4是Altera公司生產(chǎn)的FLEX10K系列可編程邏輯器件。主要采用了嵌入式陣列，容量高達(dá)百萬門，為可重復(fù)配置的CMOSSRAM工藝，系統(tǒng)工作過程中可隨時改變配置，有利于現(xiàn)場編程，完成秒表設(shè)計的修改于完善。2設(shè)計要求⑴秒表共有6個輸出顯示，分別為百分之一秒、十分之一秒、秒、分、十分，所以共有6個計數(shù)器與之相對應(yīng)，6個計數(shù)器的輸出全部為BCD碼輸出，這樣便于和顯示譯碼器的連接。⑵整個秒表還需要有一個啟動停止信號和一個置零信號，以便秒表能隨意停止及啟動。⑶秒表的邏輯結(jié)構(gòu)較簡單，它主要由顯示譯碼器、分頻器、十進(jìn)制計數(shù)器和六進(jìn)制計數(shù)器組成，由于實(shí)驗(yàn)板上面的數(shù)碼管自帶譯碼器，所以無需再行設(shè)計譯碼實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^本次課設(shè)，加深對EDA技術(shù)設(shè)計的理解，學(xué)會用MaxplusU工具軟件設(shè)計基本電路，熟練掌握VHDL語言，為以后工作使用打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。常州大學(xué)常州大學(xué)EDA技術(shù)課程設(shè)計報告第第頁常州大學(xué)EDA技術(shù)課程設(shè)計報告別是各元件之間的連接，以及信號的定義，總是有錯誤，在細(xì)心的檢查下，終于找出了錯誤和警告，排除困難后，程序編譯就通過了。在硬件實(shí)驗(yàn)時，也遇到了一點(diǎn)困難,想要的結(jié)果不能在數(shù)碼管上得到正確的顯示 :在設(shè)定輸入的時鐘信號后，數(shù)字秒表計數(shù)一會兒，始終是會出現(xiàn)亂碼。后來，經(jīng)過調(diào)試之后，才發(fā)現(xiàn)是因?yàn)閿?shù)碼管的引腳鎖定出了問題。經(jīng)過調(diào)試錯誤與改正，終于實(shí)現(xiàn)了秒表計時電路的課程設(shè)計。通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正解決問題，從而提高自己的實(shí)際動手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固?？偟膩碚f，這次設(shè)計的秒表計時電路還是比較成功的，雖然在實(shí)際的過程中曾經(jīng)遇到了大量的問題，但是經(jīng)過自己的努力，都給妥善解決了，這樣的積累對于現(xiàn)在大學(xué)生來說是十分寶貴的。希望以后能有更多的動手實(shí)踐機(jī)會，在硬件中發(fā)現(xiàn)自己的不足，彌補(bǔ)自己的不足，最終成為一個合格的大學(xué)生。10.參考文獻(xiàn)朱正偉,韓學(xué)超?EDA技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005潘松，