第1个回答 2010-12-27
EDA课程设计报告
电子钟
组员
吕卫伟：200840720126
张奎：200840830133
侯从彬：200840830133
万远程：200840830133
李传迪：200840830133
杨占胜：200840830133
指导教师：陈卫兵
一、电子钟的设计原理:
电子钟主要有四个模块组成： 扫描电路、计数模块电路、BCD
码转换电路、显示器驱动电路。
由CP送入1HZ的时钟信号，并输入计数60的分频计秒电路。在计数至6o瞬间． 进位至计数60的分频计分分频使分频计分电路加1。而计秒电路也消除为0重新再计秒。计分电路与计时电路功能同上。计数输出的二进制数通过BCD码转换电路将其转为BCD码，再通过扫描电路选择输出的BCD码。送至显示驱动电路．再将其结果转换成相应的十进制数在七段数码显示管上显示．并通过扫描电路控制数码管的显示。最终在数码显示管上可以看到秒，分，时的显示结果
二、设计实现
本程序总共有十二个部分依次是产生脉冲信号、60秒计数器、60分计数器、24时计数器、毫秒计数器、秒计数器、月份判断、年月日。
设计过程：仿真图和源程序
（1）.秒钟模块
秒是这次电子钟设计的最底层模块.其核心是一个60进制计数器,以外来时钟信号作为其触发时钟信号,当外来信号进入clk时钟信号端,其内部的60进制计数器便开始工作,对信号源进行计数.计数结果由count输出至数码管显示秒钟时间.当计数到60时,其值置零,并向外输出一个进位信号C,这个进位信号便为下个分钟模块的输入时钟信号
library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;
entity miao is
port(rst,clk:in std_logic;
d:in std_logic_vector(1 downto 0);
clk1:out std_logic);
end miao;
architecture do of miao is
signal d1:std_logic_vector(1 downto 0);
begin
process(clk,d)
begin
if rst='1' then
d1<="00";
ELSif clk'event and clk='1'then
if d1="11"then
d1<=d;clk1<='1';
else d1<=d1+1; clk1<='0';
end if;
end if;
end process;
end do;
（2）.分钟模块
分钟模块核心也是一个60进制计数器,其功能的实现是将秒模块的进位信号进行计数,计数结果由dout输至数码管显示,当计数至60是数值置零,并向外输出进位信号c.
library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;
entity fen is
port(zs1,clk2,rst1:in std_logic;
d1: in std_logic_vector(5 downto 0);
fe :out std_logic_vector(5 downto 0);
clk3:out std_logic);
end fen;
architecture do of fen is
signal d0:std_logic_vector(5 downto 0);
begin
process(clk2,d1,zs1,rst1)
begin
if rst1='1'then
d0<="000000";
elsif clk2'event and clk2='1'then
if d0="111111"then
clk3<='1';d0<="000000";
elsif zs1='1'then
d0<=d1;
else d0<=d0+1;clk3<='0';
end if;
end if;
end process;
fe<=d0;
end do;
（3）时、星期计数模块
library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;
entity shi is
port(clk5 :in std_logic;
xs:out std_logic_vector(4 downto 0);
xinqi:out std_logic_vector(2 downto 0));
end shi;
architecture do of shi is
signal d3:std_logic_vector(4 downto 0);
signal d4:std_logic_vector(2 downto 0);
signal clk6:std_logic;
begin
r1:process(clk5)
begin
if clk5'event and clk5='1'then
if d3="11000"then
d3<="00000";clk6<='1';
else d3<=d3+1;clk6<='0';
end if;
end if;
end process r1;
r2: process(clk6)
begin
if clk6'event and clk6='1'then
if d4="111"then
d4<="001";
else d4<=d4+1;
end if;
end if;
end process r2;
xs<=d3;xinqi<=d4;
end do;
（4）年月日计数
library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;
entity haos is
port(clk8,zr,zy:in std_logic;
g2:in std_logic_vector(4 downto 0);
g1: in std_logic_vector(3 downto 0);
ri :out std_logic_vector(4 downto 0);
yue: out std_logic_vector(3 downto 0));
end haos;
architecture do of haos is
signal clk9:std_logic;
signal w1:std_logic_vector(4 downto 0);
signal w2:std_logic_vector(3 downto 0);
begin
r1: process(clk8,zr,g2)
begin
if zr='1'then
w1<=g2;
elsif clk8'event and clk8='1'then
if w1="11110"then
w1<="00001";clk9<='1';
else w1<=w1+1;clk9<='0';
end if;
end if;
end process r1;
r2:process(clk9)
begin
if zy='1'then
w2<=g1;
elsif clk9'event and clk9='1'then
if w2="1100"then
w2<="0001";
else w2<=w2+1;
end if;
end if;
end process r2;
ri<=w1;yue<=w2;
end do;
最后将这几个模块（GDF）连接一起就可以了.
根据实际情况做引脚锁定，引脚表见附录。
课程设计心得
设计语言主要是采用VHDL语言的自顶向下的设计方法。EDA中，自顶向下的设计方法，就是在整个设计流程中各设计环节逐步求精的过程,应用VHDL运行自顶向下的设计，就是使用VHDL模型在所有综合级别上对硬件进行说明、建模和仿真测试。顶层文件采用了原理图的方法设计，使各模块之间的层次关系清晰。
在多功能电子钟实际设计过程中，所有的模块都是通过不同进制的计数器来实现其主要功能的，各模块之间是通过进位信号连接在一起的。前一级的进位信号作为下一级的计数clk信号，通过层次关系使设计思路清晰一开始由于程序的设计考虑置位调整。没有好的思路，走了不少弯路。后来（有人）想到了在程序里设置总控制端，于是解决了问题。和同学的合作使我的程序更加优化。
通过这次课设,也给我带来以下一些收获：
1、 进一步熟悉maxplus II软件的使用和操作方法，以及硬件实现时的下载方法与运行方法；
2、 对VHDL语言的自顶向下设计方法有了进一步的认识；在底层文件具备的条件下，使用原理图可以使设置更加简单。使程序清晰，增加可读性。
3、 锻炼了我独立思考和解决问题的能力，也认识到团队合作的重要性。
4、 熟悉了写电子设计试验报告的方法，为写毕业设计论文奠定了一定的基础。
5、 当然本次课程设计也存在一些不足之处，月的功能没有设置好，很多扩展功能没有实现，比如说秒表，闹铃等等
谢辞
首先，在这里感谢学校给我们安排了这次课设，使我们有一个可以自己动手的机会，通过动手，进一步熟悉自己所学的理论知识，体会自己动手得出结果的那种感觉。
再次，在这要感谢我们的指导老师，陈卫兵老师和实验室老师在我们的实践过程中不提自己的辛苦，耐心回答我们所问的所有问题，帮助我们解决一些程序和调试，在这表示感谢！
感谢这次课程设计中给我帮助的同学，是你们的帮助，我才顺利的完成了课程设计任务。
谢谢你们的帮助！
参考文献
[1]卢毅．赖杰． VHDL与数字电路设计． 北京：科学出版社， 2001
[2]潘松． VHDL使用教程． 成都：电子科技出版社，2000
[3]黄继业. EDA技术实用教程.科学出版社，2002
[4]徐志军.CPLD/FPGA的开发与应用.北京电子工业出版社，2002
[5]曾繁泰，侯亚宁，崔元明.可编程器件应用导论，2001本回答被提问者采纳