基于vhdl数字时钟设计与实现说明书

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1、基于VHDL的数字时钟设计学院：信息工程与自动化专业：通信工程班级：通信101姓名：李红学号：201010404133成绩：日期：2013年6月8日16目录1引言………………………………………………………………………………32需求分析…………………………………………………………………………33相关知识介绍3.1EDA概述…………………………………………………………………33.2VHDL概述3.2.1VHDL的特点…………………………………………………………43.2.2VHDL的设计结构……………………………………………………43.2.3VHDL的设计步骤……

2、………………………………………………54数字钟总体设计方案4.1数字钟的总体设计方案…………………………………………………54.2数字钟的模块设计方案…………………………………………………55VHDL程序设计5.1秒模块设计………………………………………………………………65.2分模块程序………………………………………………………………65.3时模块程序………………………………………………………………75.4星期模块程序……………………………………………………………85.5报时模块程序……………………………………………………………85.6系统设计………………

3、…………………………………………………86.调试过程6.1秒模块调试………………………………………………………………106.2分模块调试………………………………………………………………116.3时模块调试………………………………………………………………116.4星期模块调试……………………………………………………………116.5报时模块调试……………………………………………………………126.6系统总调试………………………………………………………………126.7调试结论…………………………………………………………………137心得体会…………………………………

4、……………………………………14161引言随着科学技术的迅猛发展,电子工业界经历了巨大的飞跃。集成电路的设计正朝着速度快、性能高、容量大、体积小和微功耗的方向发展。基于这种情况,可编程逻辑器件的出现和发展大大改变了传统的系统设计方法。可编程逻辑器件和相应的设计技术体现在三个主要方面:一是可编程逻辑器件的芯片技术;二是适用于可逻辑编程器件的硬件编程技术,三是可编程逻辑器件设计的EDA开发工具,它主要用来进行可编程逻辑器件应用的具体实现。在本实验中采用了集成度较高的FPGA可编程逻辑器件,选用了VHDL硬件描述语言和MAX+plusⅡ开发软件。VHDL硬件描述语

5、言在电子设计自动化(EDA)中扮演着重要的角色。由于采用了具有多层次描述系统硬件功能的能力的“自顶向下”(Top-Down)和基于库(Library-Based)的全新设计方法,它使设计师们摆脱了大量的辅助设计工作,而把精力集中于创造性的方案与概念构思上,用新的思路来发掘硬件设备的潜力,从而极大地提高了设计效率,缩短了产品的研制周期。MAX+plusⅡ是集成了编辑器、仿真工具、检查/分析工具和优化/综合工具的这些所有开发工具的一种集成的开发环境,通过该开发环境能够很方便的检验设计的仿真结果以及建立起与可编程逻辑器件的管脚之间对应的关系。2需求分析现代社会的标

6、志之一就是信息产品的广泛使用，而且是产品的性能越来越强，复杂程度越来越高，更新步伐越来越快。支撑信息电子产品高速发展的基础就是微电子制造工艺水平的提高和电子产品设计开发技术的发展。前者以微细加工技术为代表，而后者的代表就是电子设计自动化（electronicdesignautomatic,EDA）技术。本设计采用的VHDL是一种全方位的硬件描述语言，具有极强的描述能力，能支持系统行为级、寄存器传输级和逻辑门级三个不同层次的设计；支持结构、数据流、行为三种描述形式的混合描述、覆盖面广、抽象能力强，因此在实际应用中越来越广泛。ASIC是专用的系统集成电路，是一种

7、带有逻辑处理的加速处理器。而FPGA是特殊的ASIC芯片，与其他的ASIC芯片相比，它具有设计开发周期短、设计制造成本低、开发工具先进、标准产品无需测试、质量稳定以及可实时在线检测等优点。在控制系统中，键盘是常用的人机交换接口，当所设置的功能键或数字键按下的时候，系统应该完成该键所设置的功能。因此，键信息输入是与软件结构密切相关的过程。根据键盘的结构不同，采用不同的编码方法。但无论有无编码以及采用什么样的编码，最后都要转换成为相应的键值，以实现按键功能程序的转移。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。诸如定时自动报警

8、、定时启闭电路、定时开关烘箱、通断动力设备，甚至各种