1、 课程设计任务书课程设计任务书 设计题目1:数码管显示数字钟设计数码管显示数字钟设计 学生姓名 课程名称 EDA 技术课程设计 专业班级 地 点 起止时间 2017年6月19日 6月23日 设 计 内 容 硬件设计及样品制作 设 计 参 数 1、具有时、分、秒,计数显示功能,以 24 小时循环计时; 2、具有清零,调节小时、分钟功能; 3、具有整点报时功能,整点报时的同时 LED 花样显示。 设 计 进 度 1. 2017 年 6 月 19 日20 日 查阅资料,确定设计方案 2. 2017 年 6 月 21 日22 日 程序设计和硬件调试 3. 2017 年 6 月 23 日 撰写课程设计报
2、告,答辩 设 计 成 果 1. 设计说明书一份(不少于 2000 字); 2. 样品一套。 参 考 资 料 1. 周润景等,基于 Quartus II 的 FPGA/CPLD 数字系统设计实例,电子工业 出版社,2010 2. 夏宇闻,Verilog 数字系统设计教程(第二版),北京航空航天大学出版 社,2014 说 明 1 本表应在每次实施前由指导教师填写一式2 份, 审批后所在系 (部) 和指导教师各留 1 份。 2多名学生共用一题的,在设计内容、参数、要求等方面应有所区别。3若填写内容较多 可另纸附后。 院(系)分管领导: 教研室主任: 指导教师: 2017年 6月 23日 EDA 技术
3、课程设计报告 目目 录录 第 1 章 引言1 第 2 章 电路原理 2 第 3 章 程序设计 3 3.1 顶层模块设计 . 3 3.2 时钟分频模块设计 4 3.3 按键驱动模块设计 4 3.4 时钟计数模块设计 4 3.5 整点报时模块 . 5 3.6 LED灯花样显示模块 7 3.7 数码管显示模块设计 . 7 第 4 章 调试、测试分析及结果.10 4.1 调试 . 10 4.2 测试分析 10 4.3 结果 . 12 第 5 章 小结13 参考文献14 附录 电路图及程序 15 EDA 技术课程设计报告 1 第1章 引言 EDA 是电子设计自动化(Electronic Design A
4、utomation)的缩写,在 20 世纪 60 年代中期从计算机辅助设计(CAD)、 计算机辅助制造(CAM)、 计算机辅助测试(CAT) 和计算机辅助工程(CAE)的概念发展而来的。 EDA技术就是以计算机为工具, 设计者在EDA软件平台上, 用硬件描述语言VHDL 或者 Verilog HDL 完成设计文件,然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、 综合、优化、布局、布线和仿真,直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和 编程下载等工作。EDA 技术的出现,极大地提高了电路设计的效率和可操作性,减 轻了设计者的劳动强度。 Verilog HDL 是一种硬件描述语言,以文本形式来描述数
5、字系统硬件的结构和 行为的语言,用它可以表示逻辑电路图、逻辑表达式,还可以表示数字逻辑系统所 完成的逻辑功能。 此次课程设计我们运用 Quartus这个软件,使用Verilog HDL语言进行编程。 数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的钟表。与机械钟相比具有 更高的准确性和直观性,具有更长的使用寿命,已得到广泛的使用。数字钟的设计 方法有许多种,例如可用中小规模集成电路组成电子钟,也可以利用专用的电子钟 芯片配以显示电路及其所需要的外围电路组成电子钟,还可以利用单片机来实现电 子钟等等。这些方法都各有其特点,其中利用单片机实现的电子钟具有编程灵活, 以便于功能的扩展。 本次课程设计要
6、求利用 EDA 技术,设计一个数码管显示数字钟的样品,数字钟 要求具备以下功能: 1、具有时、分、秒,计数显示功能,以 24 小时循环计时; 2、具有清零,调节小时、分钟功能; 3、具有整点报时功能,整点报时的同时 LED 花样显示。 EDA 技术课程设计报告 2 第2章 电路原理 数码管显示数字钟设计,运用到 8 位数码管,要求其中 6 位数码管动态显示, 分别显示时、分、秒的计数,同时对时间进行设置,数字钟的总体功能按照要求可 以分为基本的数字时钟显示(具有时、分、秒,计数显示功能,以 24 小时循环计 时)、手动校准(具有清零,调节小时、分钟功能)、整点报时、LED 灯花样显示 四大部分。其总体功能设计框图如图 2.1 所示: 数码管显示数字钟 数字时钟显示 手动校准 整点报时 LED 灯花样显示 图 2.1 数字钟总体功能设计框图 EDA 技术课程设计报告 3 第3章 程序设计 其中,“时钟分频模块”用于对芯片晶振提供的时钟信号进行分频,然后给其 他模块分配需要的时钟频率。按键输入的信号经过按键去抖后传送给“时钟计数模 块”。正