基于fpga的数字钟设计

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1、基于FPGA的数字钟设计学院:电子信息工程学院专业:电子设计自动化班级:1班姓名:XXX学号:201210525XXX摘要伴随着集成电路技术的发展,电子设计自动化(EDA)技术逐渐成为数字电路设计的重要手段。基于FPGA的EDA技术的发展和应用领域的扩大与深入,使得EDA技术在电子信息,通信,自动控制,计算机等领域的重要性日益突出。本设计给出了一种基于FPGA的多功能数字钟方法,采用EDA作为开发工具,VHDL语言和图形输入为硬件描述语言,QuartusII作为运行程序的平台,编写的程序经过调试运行,波形仿真验证,下载到EDA实验箱的FPGA芯片,

2、实现了设计目标。系统主芯片采用CycloneII系列EP2C35F672C8。采用自顶向下的设计思想,将系统分为五个模块:分频模块、计时模块、报时模块、显示模块、顶层模块。用VHDL语言实现各个功能模块,图形输入法生成顶层模块.最后用QuartusII软件进行功能仿真,验证数字钟设计的正确性。测试结果表明本设计实现了一个多功能的数字钟功能,具有时、分、秒计时显示功能,以24小时循环计时;具有校正小时和分钟的功能;以及清零,整点报时功能。关键词:EDA技术;FPGA;数字钟;VHDL语言;自顶向下AbstractAccompaniedbythedev

3、elopmentofintegratedcircuittechnology,electronicdesignautomation(EDA)technologyisbecominganimportantmeansofdigitalcircuitdesign.FPGAEDAtechnologydevelopmentandexpansionofapplicationfieldsandin-depth,theimportanceofEDAtechnologyinthefieldofelectronicinformation,communication,au

4、tomaticcontrol,computer,etc.havebecomeincreasinglyprominent.ThisdesigngivesaFPGA-basedmultifunctionaldigitalclockusingEDAasadevelopmenttool,VHDLlanguageandgraphicalinputhardwaredescriptionlanguage,theQuartusIIasaplatformforrunningtheprogram,writtenproceduresdebuggingandrunning

5、,thewaveformsimulationdownloadedtotheFPGAchiptoachievethedesigngoals.ThemainsystemchipCycloneIIseriesEP2C35F672C8.Adoptedatopdwndesignideas,thesystemisdividedintofivemodules:frequencymodule,timingmodule,timermodule,displaymodule,thetop-levelmodule.WithVHDLvariousfunctionalmodu

6、les,graphicalinputmethodtogeneratethetop-levelmodule.LastQuartusIIundersimulation,toverifythecorrectnessofthedigitalclockdesign.Thetestresultsshowthatthedesignofamultifunctionaldigitalclock,withsecondstimedisplay,24-hourcycletiming;hasaschool,cleared,andthewholepointtimekeepin

7、gfunctions.Keywords:EDAtechnology;FPGA;VHDLlanguage;top-down;digitalclock目录1绪论41.1研究背景41.2研究目的51.3研究方法和内容52本软件开发环境52.1FPGA简介52.1.1FPGA概述62.1.2FPGA基本结构6图2-1CLB基本结构82.1.3FPGA系统设计流程82.1.4FPGA开发编程原理102.2QuartusII设计平台102.2.1软件开发环境及基本流程102.2.2软件的具体设计流程113总体设计方案123.1数字钟的硬件构成原理123.2软件

8、设计的功能框图和流程框图134软件设计与功能实现154.1分频模块功能的软件设计与实现154.2计时校时模块功能的软件设计

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