EDA---电子钟的设计

《EDA---电子钟的设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《EDA---电子钟的设计（28页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、 电子设计自动化ED课程设计 题目 电 子 钟 设 计 专业 电子信息科学与技术 班级 * 学号 * 姓名* 目录一、设计目的和规定1.1设计目的21.2设计规定二、模块划分三、功能简介2四、各模块源代码31分频模块5闹钟模块53.跑表模块63.毫秒代码6.秒代码3.3分代码7.4跑表顶层代码4.扫描模块5选择模块5.1三选一代码1152键选择模块26时钟模块1分秒代码136.2小时代码33时钟顶层代码147. 顶层代码五、R we.7六、引脚锁定和下载测试1.引脚锁定182.下载测试18七、局限性及改善18八、心得体会.9参照文献20一、设计目的和规定1.1设计目的 1、更加纯熟掌握本学科知

2、识，更加理解VHD的设计。 、进一步掌握电子电路的一般设计措施。 3、掌握层次化设计、元件例化和顶层设计概念，理解模块之间的连接。 4、培养提出问题,独立分析问题，认真解决问题的能力。.2设计规定设计一种电子时钟,规定可以显示时、分、秒,顾客可以设立时间。 扩展功能规定:跑表功能,闹钟功能,调节数码管的亮度。 选择-系统的电路模式7;数码管8左边的跳线选择CLOS。二、模块划分分频模块、时钟模块、闹钟模块、跑表模块、显示模块、选择模块三、功能简介 1、本电子钟使用分频器将1H提成1H、00H、00HZ分别用来用于时钟正常走时,跑表正常跑表和扫描电路扫描数码管。2、 时钟模块：分为时、分、秒三个

3、模块,时采用4进制，分秒采用60进制。1驱动秒正常走时，当9秒时,秒显示变为0，同步产生进位,驱动分开始计时，当5分时，分显示变为0，同步产生进位，驱动时开始计时,当2:59：59时,时钟复位。并通过键可调节时间。3、 跑表模块：分为分、秒、毫秒三个模块,使用0H频率驱动毫秒开始计时,当9s时,毫秒清零,产生进位驱动秒开始计时,以此类推。4、 闹钟模块：顾客可通过键设立闹钟时间，当时钟达到闹钟时间,扬声器响起,时间为一分钟,顾客也可以通过键自行关闭。5、 显示模块：采用5000Z的频率驱动扫描电路，通过扫描电路,将时钟输出显示在数码管上。同步可以调节数码管亮度。6、 按键阐明:键7是用来选择三

4、个显示模式,初始时选择为电子表，按一下显示闹钟，再按一下显示跑表;键8、键5和键4是用在表或闹钟的模式下调节电子表和闹钟的小时和分钟;键1用于选择电路的时钟信号,用来控制调时时的单一性变动;键和键5在跑表的模式下则用作复位键与暂停键;键4在跑表的模式下可用于调节亮度。四、各功能源代码1.分频模块LBRARY IEE；USE EEE.STD_LOGC16.AL；USE IEESTD_LOICNIGNEDALL;ET FEPINISPRT(C: TLGI；-时钟信号,10Z CLK1：OUTTD_LOC；-1HZ输出 CLK0H:OUT T_OGIC;-10H输出 000H：TDLGI);-500

5、0HZ输出ND;ARCHITECTONE EIN ISSGAL TM1,TEM2,EMP3:SD_LIC;SIG COUT:INTERRAG 0 TO 4999999；INALCOT_2:INTG ANGE TO 9999;IALT_：ITEGER ANG 0 TO 99;GINRE1:PRESS（CL） -1HZ分频 BEGIN I CLKEVEN AN C= HEN F COT_149999 TN CO1CU_11; ELSECO_1=; TE1=NOT TE1； ED ; EN IF； EN PROS EX1;R2：PROCES(CLK） 0HZ分频 E IFCENT ANDLK=THN

6、 IF CUT_499HEN COT_2U_2+;ELCOUT_0; TEMP2=OTTM2; EN F; ND F； ND PRCSSX2；R:PRCESS(CL） 50H分频 BEI IF CLKEVENT ND L1 HEN COUT_99HEN COUT3=O_3+;ELECU_3=0; TE3=NOT TE3； D ; EN IF； ENDPCE X3; CLK1H=P1;LK0H=TMP2；CLK50H=TEM;DON;2.闹钟模块LRARY E；US EEEDOIC164.；USEIEESDLOGIC_UNIDALL;ENTAOHOG IS OR（CL,S_SE,E,cnK：IN

7、STDLOGIC；- 闹钟分、时选择、调节 _O, _OT1:IN STDOGIC_VEO(7 DONO 0）;-闹钟的分、时输入 NZS_O, NZF_OUT :INU SD_OGI_VECOR(7 DWNTO0); PEAKERT:UT T_LOC);-扬声器NDEITY；RCHECTE OE FNAOHONG ISSIGAL ： INEERANGE 0TO6000;SIGNAL,FS:STDGI_VECTO(7OWNT 0);BEGNON:OCESS（S_SE,F_S,coK) BEGN I S_E1HEN -闹钟调时 IF cnKVNT ANDcnK1HEN IF SS( ONTO)0

8、1 ENSS(3 DOWNO 0)S（3 DOWNO0）+1; ELSE S(3 DOWNT 0)=0000;SS（7DWNTO 4）S( DONT 4)+1; E F； F（7 DON 4)=0 AND S( OWTO 0)01 THEN SS（ ON 4）=0000；( TO 0)=000; ENDI; EIF; EDI； IFF_S=1 THEN -闹钟调分 coKEEN A cnK=1THEN IF（3 OWNO 0)1 THENF( OO 0)=FS(3DOWNT 0）1; ELSEF(3 DOWNTO0)=000；F(7 DWNTO 4)=FS（7TO 4)+; ENF; IF(7

9、 DOTO 4)=0101 A S（3 DNT 0）=00 E S（ DONT )=0000;（3DOTO 0)=00; ND IF; END IF; D IF; END POCESO; NZS_T=S;NZF_U=FS；COM：PROCS（BUT1， BM_UT1,NZ_O,ZF_OUT) BEN I B_OUT1Z_OT D BM_OUNZ_OUTHEN SPAKRO=CLK; END IF; EN PROCES OM;EG：RCES(CK） -扬声器频率定义 EG IF CKVT AND LK=1TN IFL60 TH L=CL+1； ELSEL=0; ND IF; N I; ENOCE

10、SS R;EDNE;3.跑表模块.1毫秒代码LIBARY IEE;EIETD_LGI_16.LL; EESTD_LI_UNSGED.L;ENTY haomo IS OT(CLK，RST,E： STD_OGC; -时钟信号、复位和使能 B_CO:OU OGI；-进位端 BOUTS:OTSTD_LC_VECOR( DOWTO 0）; HB_O：UT SD_LGIC_VECTO（3DWNTO)）; -高下位输出ED NTITY；ARcIEURE NEF homiaISIGAL S,G：SLOCCTOR( OWNTO );-高下位信号SIGNA ：SD_LOGIC;-进位信号BENROCS（C,ST)

11、BEII RST=THEPS00;P=0000; IF CLEVENT AND CL=HEN N1HEN G001 THENPGPG1； EE G=0; S=PS+1;C=； IFP=11 ANDP1001 THE 0000;G=00；CO=1； ED ； EN I； ENIF;END F;END POC; HB_=P;B_UG=PG;HB_COCO;ED OE;.秒代码IBRY IE;U IE.SD_LOGIC_114.AL；USEIEEE.TD_OGIUSIDALL;ENTITY mia IS PORT(C,R,EN:N TDLOGC; _CO:OUTD_LOGI； M_OUS:OUT S

12、TDLOGICVETR（3TO 0）； MOUG：OT T_OIC_VECTOR( DOWNTO 0)； ND ENTIT;AcHITT N O iaoSSIG PS,PG:SD_LOGI_VECOR（DN )；SIGAL C:STD_LOIC;BGRCES(C)BNIFRST=1HEN PG0;PS=0;EFCLKEVNTAN CL=1HEN IF PG1 THN P=G+； ELSE G000; S=S+1;C=0； P=11AND PG=1001HNP=000；PG0000;C=; E IF; ENIF;EN F; PROCESS; M_OP；_UG=P；M_O=C;EN O;.分代码L

13、IBRY IEE;USEIEEE.SD_LOI_1ALL;UEIEEE.STD_LGC_SGNEALL;ENT enI PORT(LK，RT,EN:IN STD_GC; F_OUTS:OT STDLOGIC_VECO(DTO)； F_OUT：OT TDLOGIC_VECTOR(3 OWTO 0);DIY;cHITECT ONE OFen ISSIGAL PS,G:STD_LOGIC_ECTR(3DOWNT 0)；SIGNAL CO：STDOIC;BEGINROCS(LK）BEGNRS=1 THENG=000;00;ELSI ENT NDLK=1EN IFG01 HE=P+1; EE PG=00

14、0； PPS+1; F PS=010 ANDPG1001 EN PS000；G=000; D ; N F;ND IF；ENDROCS； _OTSP；FOLKP,N=P,T=RTP，HBOMS,HUS=PBHOT( DWTO ），HB_OT=PB_OUT( DNO 0);U2:MIORTP（KHMS,ENE，ST=STP,M_CO=S,M_OUS=PM_UT(7DT4),_OTG=_OT（3 NT 0)）;U3: PORT P(CLKMS,N=ENP，RSTRTP,F_OUT=PMOU(7 DOWO 4),F_OUG=PM_(3 DOWNO 0）);EONE；4扫描模块LARIEE;SE EEE

15、STD_OGIC14.AL；SE EE.S_LOGIC_NNED.ALL;ETY aomiISORT(L,LDSE,_:N TD_GI; SS,SMF,MM:N ST_OGI_ECTOR(7 downto 0); DK: UST_OGIC_VCTOR(6 dwnto 0); -段控制信号； K: OU ST_LOIC_ETOR(7o 0）;-位控制信号;ENDETITY;RCTECTUREONE soao I SIGNL SM:SD_LGIC_ECTO(2DONT ）;-扫描信号;SIGAL A: SLGIECTR(3 DOWNO 0）;-外部输入信号SIGNAL LIGT:SD_L；SIGN

16、AL CO：TD_LOGI_VET（1 DOO);SIGA CUNT_CLK,CUT_L，CONT_CL3:NTEGER RANGE 0 TO ;SIGALD_TS:STD_LOG_ECTOR（ DOWTO 0）;BEGMP1：PRCESS(CL) BEN IF CKEVENT AND CLK=1 THEN IFM111 HE M=SM+1; ELE SMWK=000001; W000LIGH;IWK=000&LIG&00;_N=1010; WEN 11 WK000&IGT000;A_IN=F(7 downto ）; WHE00 WK=000GHT00;AIN=SMF(3downo0)； W

17、01 K=0&LGHT&0000;A_IN=10; WHEN 10 WK=0LIGH00;A_IKLIG&000000;_NDK =111111; WHEN001 DK DK =1011011; WEN0 = K D =1100110； WHEN 0101= DK =11111 ； WEN 1 DK DK IGH IFCONT_2 THEN IGHT=1 ;COUCK1=0；ELSELIGHT IFCOUN_CK2= THEN GHT ；COUNT_LK0；ELSE LIGHT0 ；CON_CLK2F COUNT_CK3=6TNLGHT= ;ONT_CLK3=0;EE LHT=0 ；CONT_

18、L3=ONT_CLK+1；ED F；ND AS;END IF;EN PROESMP5;P6:POCESS(LET）BEGINIF LSEVENT AN _ TE LSTS TEN LD_E=LD_SET+1； SELD_TS0; END IF;ND IF ;END RS MP；ND NE; 5.选择模块5.1三选一代码LIY EE;USE IE.ST_LOGC_1164LL;USEIEEESTLOGICUNSIGNED.A；NTITY UX IS ORT（CL:INTD_OGI;-时钟信号,接选择键键7 DH,M,S：INTD_LOC_VETOR(7DOWNO );-电子表时、分、秒输入 N,

19、NM：INT_LGICOR（7 DOWTO 0)；闹钟时、分输入 PF,PM,P:INSTD_LOC_VCTR（7 DWNTO0）;-跑表分、秒、毫秒输入 P1,P2,P：OUSTD_LG_VECOR（7 OWNT 0）);-选择输出ENDTIT;RICTUON O MUX1 ISSGA 1,X,X3:SD_LGICECTR（DOWN）;SINL Q： INTEGER RAN 0 TO 2;-内部选择信号EGI PRESS(CK)NIF CLKVENTANDCLK=HN THEN Q=1;EE Q1=DH；2DM;X3X1PF;XP;X3PH;ECAE;ND RCES;11;P2X;P=3;E

20、D ONE；5.2键选择模块LIBRARY IEE；SE E.TD_LIC1164AL；SE IEEE.STDLOIC_UNSIEAL;ENIT ANES PORT（LK：NSTDOI;-时钟信号，接键1 NIN8，NIAN:INTD_LOGI； NH_SE，NMSE:OU STD_OGIC；-电子表时分设立 S_SET，NF_SE:OT STD_LC);-闹钟时分设立E ETIY;ARCHTECTUR NE OF UEIIGNAS ：INTEERRG 0 TO ；AL N，NM:STDLOGIC;-电子表时分设立信号IN S,NF:SD_LOIC;-闹钟时分设立信号EGI p1:ROCSS(

21、CK) EGINIFCKEET AND CLK=1TEN IF S THENSNHANJIN8;=ANJIA；;NF NS=IAN;F=I;H0;NM=; WHN2 NH=；M=0;N=0;NF NULL;ENCSE; ndroce 2；NH_ET=NH;NMSET=NM;NENS；F_ST=F； ONE;6.时钟模块6.分秒代码LIRAY IEE；USE IEEETD_LGIC_1164AL;SE IEE.ST_LOIC_NSGND.AL;ENIY MS60VIS PORT(LK：I TDOGIC; MS_CO：OT T_LOGC； MS_UTS:OUTT_OICVECTO（ DWNTO 0

22、）； SUTG：OUT STLOC_ECTO(3 DONTO 0)）; END NTY;ARCIECUR O MS60V SGNAL S,P:TD_LOCECTR(3 DOWNO0)；SINAL O：T_LGIC; -内部高下位进位信号BINPROCESS（CLK)BEGIN IF KVENT ANLK= TH IFG100 TN G=PG+1;C； -低位不不小于9时,自动加1,不进位 ES PG=000; PS+;CO=;O=；-不小于时，自动清零,进位,高位加1 P=01AND =0 NPS0000;PG=000;CO=1； D IF; 当为9时，自动清零,并产生进位 END I； ND

23、； D PROCES； S_OTS;MSOUTG=;MS_CO=O;ENDONE;秒时钟CK为1，分时钟LK接秒进位端,Ms_Outs为分秒高位输出,s_u为分秒低位输出，S为分秒的进位。62小时代码LIRAY IE；EEE.TD_LGI_14A；SE IEEE.SD_LOGCUNSIGNDL;EIY HU24IS ORT(CK:INSTDIC; -L接分钟进位端 HOROU:UTSDLOGIC_VECTOR( DWNTO )；-高位输出 OUTG：OU SD_GIVCTOR（ DOWNTO 0)）;-低位输出D ETT；ARHIECURE SODO OUR_24SSIGAL P,P:STD_

24、OGICVEOR(3 ONTO 0）;BEI ROCES(CK) EI IFCEVNTN CLK1 TH IFPG100 THENG=PG+1; -低位不不小于9时,自动加 ELSE PG0；PSS； -不小于9时,高位自动加 END F； IFPS=010 AND G=00 HENP=000;P=000; END IF； -当时，自动清零 EN IF； E POCESS; HR_OUTS=PS; UR_UTG=PG;N OND;6.3时钟顶层代码IBY IEE;UEIEESD_LGIC1AL；USE IE.DLGIUNGNE.A;NTIY dnziia IS PR（CLK:I SD_LOG;

25、 -时钟信号; bhSET,M_SET:ITDLOGIC;-钟的小时与分钟设立； _K：I TD_LI; -钟的小时与分钟调节 BHOUT:OU STDLOIC_VECOR( NT 0）;-小时输出; B_OUT:OT SDLOGIC_ECOR（7 DOWNTO )；-分钟输出; NH_OU:OUT S_LOICVTOR(7 OWNTO 0)；-秒表输出：ED ETITY;RCITURONEF dizibaoISCPONETS0V -分秒声明；PORT（K:IST_LO; S_O:UT ST_IC; MS_UTS:OUT ST_LOGIC_VCO(3 DOWNT 0); M_UTG:OUTTL

26、OGIC_VR(3DOW 0); DCOPNE；COMPNNT HR_24V -小时声明;PRT(C:IN TDLOGC; HURT:UTSD_O_VECTR(3DOWNTO 0)； HR_UTG:OUT SDLOGIC_VECTR(3DWO 0）); COMPNET;SGA SML，MHL：T_LOGIC; -进位端连接信号SIGN IN_1,I，M: TD_GI； IGNA SIN_1,SM_2,MN: T_OGIC；BEGN* *SN_=M N （Nh_ST）;MN_2=bh_ST AND _;SMNCLK,M_COSML,M_OS（3 DWTO 0)=NHOU(7 DWO4)，MS_O

27、U(3 DOWNT0）=NHOUT(3 DOWT0）);2：MS0VPORT P(CK=IN,M_CO=HL,MS_(3 DONO )=M_OU( DWNTO4）,UT( ONT 0)=B_O（3 DWNO );:OUR_4 P A(CLK=SMN,HOR_OTS（ DOWNTO )=H_UT(7 DOWN 4）,HOU_OU(3 DWT )=B_OT(DONTO)）；END ONE;.顶层代码AR IEEE;SE IEEE.STD_I116.AL；SIEEE.STD_LOGINSINED.AL；NITY ZIZONG I PR(CLZ,JIN4,IN5，JIA7，IA8,JIN:IN STD

28、LG;-时钟信号和控制键 CLOCKDK: OUT ST_LOGC_ECOR(6 WNTO 0);-段控制信号; COC_W：OT STDOC_VETOR( DOWN0);-位控制信号; SPAKE:UT LOGI);END ENTITY;CHER ONE F DIANIHNGISCOMPOET FEINIS -分频声明PORT(CLK:N ST_LGIC; LK1H:O TDLOGC; 0H:OT SLOIC； CLK5000H：O STD_LOC);ENDCOPONENT;CPONENT DIANZBIO -走时声明 OT(LKQ:I STD_LOIC;-走时的时钟信号; BH_SET,N

29、SE:I SD_LOI;-走时的小时与分钟设立； B_K:I _LGIC； -走时的小时与分钟调节； H_OUT:OU D_OGIC_ECOR(7 OWTO 0）;-走时的小时输出; BM_UT：O ST_LOI_ECOR(7 DOWNTO 0）;-走时的分钟输出; N_T:UT STDLGIC_VECR（7 DOWT 0)）;-走时的秒表输出：EN CPONENT；COMOENT PAOBIO -跑表声明T(C，N,RS：NST_LOIC； PNM_UT:OUTSTD_LGCVECOR(7 WNTO 0);-跑表分控制 BO:TD_GI_VECT(7 DOWT ）;-跑表秒控制 H_OUT:

30、OU STDOC_VECTOR(7 DOTO0）);-跑表毫秒控制END COMPNNT;CMONEN NAOHON -闹钟声明POR（L，_SE，FSE，on : NTD_LOI; BH_UT1, _UT1:NSTD_LOC_ECR( ONO 0)； ZS_OU,NZOUT :INOUTT_OGC_ECTOR(7OWNTO ）; PEAKER_OT:OUT LGIC）;EDCOMONEN；COMNE XUANZE S -键选择声明POT（LK:IN TDOGIC; ANJIN8,AJIAN:IN STD_GI; NH_ET,NMS:OUT STD_LGIC; NSS,N_E:OTSDOC);

31、ENDOMONENT;COPONNT SAOI -扫描声明 PR（ L,LDSET,DK:I STLOGIC; SM,S,SM:IN TD_OGIETO(7 DNTO 0）; D:OTSTD_LOGI_VECTOR(6 DNTO ）； -段控制信号; WK: OT SDOIC_ECTR(7 DWT 0);-位控制信号；ENCOPONET；COMPONT UX31A -三选一选择器声明；PORT（CLK： _LOGIC； DH,DS：IN TD_LOGIC_COR(7 OWT0); NH,NM:I STD_LOGC_VETOR(7 DOTO ); PF，P，PH:N TD_OI_VTOR（7 N

32、TO ）； P1，P2,P3:USTDLOGI_VTOR(7DONTO0）;EN COMPNET;SGNBC,PB_CLK,SM_LK:D_LGIC;-分频模块与其她模块的CK连接信号GNA XZNH,Z_M,XZ_NS,XZ_NF：TD_LC;-选择与走时模块连接信号SGNAL D_IN,DM_I,DS：TLOC_VCOR(7 DOWNTO );-与走时模块连接信号SNALF_N,P,H_N： STD_LOGIC_VECTOR（DOWNTO );-与跑表模块连接信号SINAL N_I,NM_N,B_IN:SD_LOGIC_VETOR(7DOWNTO0);-与闹钟模块连接信号SIGAL 1，P

33、2,3：STDLIC_VETO( OWTO 0);-扫描输入与三选一输出连接信号BEIU1:IN PO MA(CK=K,CLK1B_CL,CLK100=CK,CL00=SM_CL）;U:DIANZBIAOPRT MP(CKQ=B_CL,HSE=XZ_NH，MSEZ_NM,B_K=JIAN4,H_UTD_IN,OTMN,N_OUDS_IN);:PAOBIO ORT MP(CKP=_CL，ENP=JIAN5，RSTPJAN,PN_OTF_N,PM_OUT=P_IN,B_UT=H_IN)；U4:AOG ORT MAP(CLPBC，S_S=XZS,FSE=XZ_NF,co=JIAN4,BH_UT=D_

34、N,M=_IN，NS_U=NH_I,N_OU=NMIN,SPEAKERT=SPKR)；U5:U3A PR *6:SOIAOPOTMP（CLK=SLK，LD_ST=JIN7,DK=N4,DCLK_DK，WK=COK,SMS=P1,MF=P2，SMP3)；U7:XUAN ORTMP(CLK=JA1,IAN8=JAN8，ANIA5=JIN5,NH_ST=XZ_H,NM_ET=XZ_M，NST=XZ_NS，N_SET=_NF）;ND NE;五、RL ve六、引脚锁定和下载测试1.引脚锁定2.下载测试选择W48EDA系统的电路模式7;数码管左边的跳线选择LSE。下载后会看到电子钟自动计数，通过键8锁定,

35、键5选择，用键4可实现时、分的调节。按下键7，数码管显示闹钟模式,同走时部分同样,可自行设立闹钟时间。再按键，按下键5秒表开始跑表,再按键5跑表暂停,按下键秒表复位,按键4可调节数码管亮度。到此,电子钟所有功能得以实现。七、 局限性及改善1、 使用的按键太多，使实用性减少了。可通过代码的书写减少按键，使一种键承当更多的功能。2、 闹钟的声音太单一。可考虑加入几钟和弦音,以增长电子钟的人性化因素。3、可考虑在电子钟中加入整点报时功能，和显示星期功能。八、心得体会通过本次A课程设计,在这几天的日子里,可以说是苦多于甜,但是的确学的到诸多诸多的东西,设计过程中不仅可以巩固此前所学过的知识,并且学到了诸多在课本上所没有学到过的知识。通过这次设计，进一步加深了对DA的理解,进一步熟悉了软件运用和实验箱的使用，增强了自我动手能力，让我对它有了更加浓厚的爱好。特别是当每一种子模块编写调试成功时，心里特别的开心。但是在编写顶层文献的程序时,遇到了不少问题,特别是各元件之间的连接,以及信号的定义,