本科畢業(yè)論文 基于FPGA的數(shù)字鐘設(shè)計 (VHDL語言實現(xiàn))

46頁共計24105字

摘要
本設(shè)計為一個多功能的數(shù)字鐘，具有年、月、日、時、分、秒計數(shù)顯示功能，以24小時循環(huán)計數(shù)；具有校對功能以及整點報時功能。
本設(shè)計采用EDA技術(shù)，以硬件描述語言VHDL為系統(tǒng)邏輯描述手段設(shè)計文件，在MaxplusII工具軟件環(huán)境下，采用自頂向下的設(shè)計方法，由各個基本模塊共同構(gòu)建了一個基于FPGA的數(shù)字鐘。
系統(tǒng)主芯片采用EP1K100QC208-3，由時鐘模塊、控制模塊、計時模塊、數(shù)據(jù)譯碼模塊、顯示以及報時模塊組成。經(jīng)編譯和仿真所設(shè)計的程序，在可編程邏輯器件上下載驗證，本系統(tǒng)能夠完成年、月、日和時、分、秒的分別顯示，由按鍵輸入進行數(shù)字鐘的校時、清零、啟停功能。

Abstract
The design for a multi-functional digital clock, with a year, month, day, hours, minutes and seconds count display to a 24-hour cycle count; have proof functions and the whole point timekeeping function.
The use of EDA design technology, hardware-description language VHDL description logic means for the system design documents, in MaxplusII tools environment, a top-down design, by the various modules together build a FPGA-based digital clock.
The main system chips used EP1K100QC208-3, make up of the clock module, control module, time module, data decoding module, display and broadcast module. After compiling the design and simulation procedures, the programmable logic device to download verification, the system can complete the year, month, day and the hours, minutes and seconds respectively, using keys to modify, cleared , start and stop the digital clock.

Keywords digital clock; hardware description language; VHDL; FPGA; keyboard interface
目錄
1 緒論 1
1.1 選題背景 1
1.1.1 課題相關(guān)技術(shù)的發(fā)展 2
1.1.2 課題研究的必要性 2
1.2 課題研究的內(nèi)容 3
2 FPGA簡介 4
2.1 FPGA概述 4
2.2 FPGA基本結(jié)構(gòu) 4
2.3 FPGA系統(tǒng)設(shè)計流程 7
2.4 FPGA開發(fā)編程原理 8
3 數(shù)字鐘總體設(shè)計方案 10
3.1 數(shù)字鐘的構(gòu)成 10
3.2 數(shù)字鐘的工作原理 11
4 單元電路設(shè)計 13
4.1 分頻模塊電路設(shè)計與實現(xiàn) 13
4.2 校時控制模塊電路設(shè)計與實現(xiàn) 14
4.2.1 鍵盤接口電路原理 14
4.2.2 鍵盤接口的VHDL描述 15
4.3 計數(shù)模塊設(shè)計與實現(xiàn) 23
4.3.1 秒計數(shù)模塊 23
4.3.2 日計數(shù)模塊 25
4.3.3 月計數(shù)和年計數(shù)模塊 28
4.4 動態(tài)掃描及顯示電路設(shè)計與實現(xiàn) 30
4.4.1 動態(tài)掃描模塊 30
4.4.2 顯示模塊 31
5 實驗結(jié)論與研究展望 32
5.1 實驗結(jié)論 32
5.2 研究展望 33
致謝 34
附錄 35
參考文獻 41

關(guān)鍵字： 數(shù)字鐘；硬件描述語言；VHDL；FPGA；鍵盤接口

參考文獻
[1] 劉君，常明，秦娟，基于硬件描述語言（VHDL）的數(shù)字時鐘設(shè)計，天津理工大學(xué)學(xué)報，2007，第23卷 第4期，40-41
[2] 廖日坤，CPLD/FPGA嵌入式應(yīng)用開發(fā)技術(shù)白金手冊，中國電力出版社，2003，212-218。
[3] 王開軍,姜宇柏，面向CPLD/FPGA的VHDL設(shè)計,機械工業(yè)出版社,2006，28-65。
[4] 趙保經(jīng)，中國集成電路大全，國防工業(yè)出版社,1985。
[5] 高吉祥，電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗與課程設(shè)計，電子工業(yè)出版社，2002。
[6] 呂思忠，數(shù)子電路實驗與課程設(shè)計，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2001。
[7] 謝自美，電子線路設(shè)計、實驗、測試，華中理工大學(xué)出版社，2003。
[8] 趙志杰，集成電路應(yīng)用識圖方法，機械工業(yè)出版社，2003，35-40。
[9] 張慶雙，電子元器件的選用與檢測，機械工業(yè)出版社，2003。