eda技术多功能数字钟系统的设计Word文档下载推荐.docx

eda技术多功能数字钟系统的设计Word文档下载推荐.docx

《eda技术多功能数字钟系统的设计Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《eda技术多功能数字钟系统的设计Word文档下载推荐.docx（41页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

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靠性，减轻了设计者的劳动强度。

本设计为通过EDA仿真软件MAX+PLUSII设计一个多功能数字钟，并下载到硬件中实现。

本系统的设计电路由计时电路、动态显示电路、闹钟电路、控制电路、显示电路等部分组成。

本系统采用动态显示的原理在数码管上显示12小时计时的时刻，具有清零、保持、校时、报时的功能，并在此基础上增加了闹铃、秒表、12小时制计时、A/P显示等功能。

在设计过程中，将各部分均模块化，各模块间相互独立，又相互联系。

本实验吸收了硬件软件化的思想，大部分功能通过软件来实现，使电路简单明了，系统稳定性大大提高。

本系统不仅成功的实现了要求的基本功能,发挥部分也得到完全的实现,而且有一定的创新功能。

关键词数字钟、计数器、多功能、动态显示、原理图、仿真、模块化

Abstract

Recently,withtherapiddevelopmentofelectronicandcommunicationtechnology,itisrequiredtouseElectronicDesignAutomation（EDA）asatoolindesigningsystems.EDAderivesfromtheconceptsofComputerAidedDesign,ComputerAidedManufacture,ComputerAidedTestandComputerAidedEngineeringinthe1990s.DesignersuseHardwareDescribeLanguagetoaccomplishdesigningfilesontheplatformofsoftware.Then,computerwillfinishtheworkoflogicalcompiling,simplification,division,synthesis,optimizing,layout,trackingandsimulatingautomatically,anditcanalsoaccomplishtheworkofpropercompiling,logicalprojectinganddownloadingofthetargetchip.Asaresult,itevidentlyimprovestheefficiencyandreliabilityofthecircuitdesign,anditalsolightendesigner’sworkload.

ThisexperimenthasdesignedamultifunctionaldigitalclockviausingtheMAX+PLUSII,andthebasicandextendedperformancesandfunctionsaresuccessfullyrealizedinthehardware.Thissystemincludestimecircuit,alarmcircuit,dynamicdisplaycircuit,controlcircuit,displaycircuit.Inthesystem,thesegmentdisplaycandisplaytimeinthe24-hourformat,itincludessuchfunctionsasclear,hold,checkthetimeandsoon.Wecanalsoaddalarm,stopwatch,12-hourformatdisplayandotherfunctionsonthatbasic.Inthedesigningprocess,manypartsaremodularized,theyarenotonlyindependentbutalsorelated.Manyfunctionsarefinishedbythesoftware.Soitsimplesthecircuitandenhancesthestabilityofthesystem.Notonlyallthebasicandextendedperformancesandfunctionsaresuccessfullyrealized,butalsoaccomplishsomeinnovationfunctions.

Keywords：

Digitalclock,arithmometer,multifunctional,dynamicdisplay,schematicdiagram,simulate,modularization

1、引言

多功能数字钟数字钟是采用数字电路实现对时,分,秒。

数字显示的计时装置,广泛用于个人家庭,车站,码头办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品,由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,运运超过老式钟表,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。

因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。

数字钟计时的标准信号应该是频率相当稳定的1HZ秒脉冲，所以要设置标准时间源。

数字钟计时周期是24小时，因此必须设置24小时计数器，应由模为60的秒计数器和分计数器及模为24的时计数器组成，秒、分、时由七段数码管显示。

为使数字钟走时与标准时间一致，校时电路是必不可少的。

设计中采用开关控制校时直接用秒脉冲先后对“时”“分”“秒”计数器进行校时操作。

能进行整点报时。

在从59分50秒开始，每隔2秒钟发出一次低音“嘟”的信号，连续五次，最后一次要求最高音“嘀”的信号，此信号结束即达到正点。

本文基于数字钟的的设计原理，利用Altera公司出品QuartusII软件以及相应的实验平台完成设计。

通过实验了解QuartusII的各种功能，学习对个子模块设计后的仿真基本方法。

利用所学数字电路知识，用电路元件设计数字钟基本部分，经过仿真调试后下载到实验箱上。

此次设计的数字钟具有清零、校时和校分功能、计时显示功能、整点报时功能。

2、EDA技术介绍

2.1EDA技术概况

20世纪90年代，国际上电子和计算机技术较先进的国家，一直在积极探索新的电子电路设计方法，并在设计方法、工具等方面进行了彻底的变革，取得了巨大成功。

在电子技术设计领域，可编程逻辑器件（如CPLD、FPGA）的应用，已得到广泛的普及，这些器件为数字系统的设计带来了极大的灵活性。

这些器件可以通过软件编程而对其硬件结构和工作方式进行重构，从而使得硬件的设计可以如同软件设计那样方便快捷。

这一切极大地改变了传统的数字系统设计方法、设计过程和设计观念，促进了EDA技术的迅速发展。

EDA是电子设计自动化（ElectronicDesignAutomation）的缩写，在20世纪90年代初从计算机辅助设计（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技术的出现，极大地提高了电路设计的效率和可*性，减轻了设计者的劳动强度

2.2ALTERAQUARTUSII软件介绍

　　QuartusII是Altera公司的综合性PLD开发软件，支持原理图、VHDL、VerilogHDL以及AHDL（AlteraHardwareDescriptionLanguage）等多种设计输入形式，内嵌自有的综合器以及仿真器，可以完成从设计输入到硬件配置的完整PLD设计流程。

　　QuartusII可以在XP、Linux以及Unix上使用，除了可以使用Tcl脚本完成设计流程外，提供了完善的用户图形界面设计方式。

具有运行速度快，界面统一，功能集中，易学易用等特点。

　　QuartusII支持Altera的IP核，包含了LPM/MegaFunction宏功能模块库，使用户可以充分利用成熟的模块，简化了设计的复杂性、加快了设计速度。

对第三方EDA工具的良好支持也使用户可以在设计流程的各个阶段使用熟悉的第三放EDA工具。

　　此外，QuartusII通过和DSPBuilder工具与Matlab/Simulink相结合，可以方便地实现各种DSP应用系统；

支持Altera的片上可编程系统（SOPC）开发，集系统级设计、嵌入式软件开发、可编程逻辑设计于一体，是一种综合性的开发平台。

　　MaxplusII作为Altera的上一代PLD设计软件，由于其出色的易用性而得到了广泛的应用。

目前Altera已经停止了对MaxplusII的更新支持，QuartusII与之相比不仅仅是支持器件类型的丰富和图形界面的改变。

Altera在QuartusII中包含了许多诸如SignalTapII、ChipEditor和RTLViewer的设计辅助工具，集成了SOPC和HardCopy设计流程，并且继承了MaxplusII友好的图形界面及简便的使用方法。

　　AlteraQuartusII作为一种可编程逻辑的设计环境,由于其强大的设计能力和直观易用的接口，越来越受到数字系统设计者的欢迎。

Altera的QuartusII可编程逻辑软件属于第四代PLD开发平台。

该平台支持一个工作组环境下的设计要求，其中包括支持基于Internet的协作设计。

Quartus平台与Cadence、ExemplarLogic、MentorGraphics、Synopsys和Synplicity等EDA供应商的开发工具相兼容。

改进了软件的LogicLock模块设计功能，增添了FastFit编译选项，推进了网络编辑性能，而且提升了调试能力。

支持MAX7000/MAX3000等乘积项器件

在本次设计中，用的软件是Alter公司的QUARTUSII5.0英文版，如下图，就是QUARTUSII5.0启动时出现的界面。

3、设计电路的内容和功能要求

3.1设计内容简介

综合运用所学的数字逻辑电路和系统设计的知识，学会采用层次化设计的概念，将此次任务分成若干模块，规定某一模块的功能和各模块之间的接口，然后将各模块组合起来构成系统框图。

任务要求设计一个多功能数字时钟电路，可以完成00:

00:

00-11:

59:

59的计时功能，并且具有清零功能、快速校分校小时、整点报时等基