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多功能数字钟(000001).pdf

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文档编号：56624463

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1、河南科技大学课程设计说明书课程名称EDA 课程设计题目多功能数字钟设计学院电子信息工程学院班级电信科 081学生姓名邢中普指导教师张雷鸣日期 2011年 9 月 19 日课程设计任务书课程设计名称EDA 课程设计学生姓名邢中普专业班级电信科 081 设计题目多功能数字钟设计一、课程设计目的1、综合运用EDA技术，独立完成一个课题的设计，考察运用所学知识，解决实际问题的能力；2、结合理论知识，考察阅读参考资料、文献、手册的能力；3、进一步熟悉EDA技术的开发流程，掌握文件编辑、编译、仿真、下载验证等环节的实现方法和应用技巧；4、锻炼撰写研究报告、研究论文的能力；5、通过本实践

2、环节，培养科学和严谨的工作作风。二、设计内容、技术条件和要求l、能进行正常的时、分、秒计时功能，分别由6 个数码显示24 小时、60 分钟的计数器显示。2、能利用实验系统上的按钮实现“校时”、“校分”功能；（1）按下“SA”键时，计时器迅速递增，并按24 小时循环；（2）按下“SB”键时，计时器迅速递增，并按59 分钟循环，并向“时”进位；（3）按下“SC”键时，秒清零；抖动的，必须对其消抖处理。3、能利用扬声器做整点报时：（1）当计时到达59 50”时开始报时，频率可为500Hz；计满 23 小时后回零；计满59分钟后回零。（2）到达 59 59”时为最后一声整点报时，整点报时的频率可定为l

3、KHz。4 定时闹钟功能5、用层次化设计方法设计该电路，用硬件描述语言编写各个功能模块。6、报时功能。报时功能用功能仿真的仿真验证，可通过观察有关波形确认电路设计是否正确。三、时间进度安排1 周：(1)完成设计准备，确定实施方案；(2)完成电路文件的输入和编译；(4)完成功能仿真。2 周：(1)完成文件至器件的下载，并进行硬件验证；(2)撰写设计说明书。四、主要参考文献(1)谭会生、瞿遂春，EDA 技术综合应用实例与分析，西安电子科技大学出版社，2004(2)曹昕燕、周凤臣等，EDA 技术实验与课程设计，清华大学出版社，2006 指导教师签字：2011 年 9月 19 日文档编码:CD9E10

4、T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I

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11、10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8一、实验原理：用层次化设计的方法以VHDL 语言编程实现以下功能：【1】具有“时”、“分”、“秒”计时功能；时为24 进制，分和秒都为60 进制。【2】具有消抖功能：手工按下键盘到是否这个过程大概50ms 左右，在按下开始到弹簧片稳，定接触这段时间为5-10ms，从释放到弹片完全分开也是5-10ms，在达到稳定接触和完全分开的微观过程中，电平是时高时低的，因此如果在首次检测到键盘按下时延时 10ms 再检测就不会检测到抖动的毛刺电平了。64Hz 的信号周期为15.6ms，正适合做消抖信号。【3】具

12、有校时和清零功能,能够用 4Hz 脉冲对“小时”和“分”进行调整，并可进行秒零；【4】具有整点报时功能。在59 分 51 秒、53 秒、55 秒、57 秒发出低音512Hz 信号,在 59分 59秒发出一次高音1024Hz 信号,音响持续 1秒钟,在 1024Hz 音响结束时刻为整点。【5】具有一键设定闹铃及正常计时与闹铃时间的显示转换。闹时时间为一分钟。二、程序流程：1、秒计数器模块设计：模块图如图1。六十进制带进位计数器，可清零，clk 输入信号为1Hz 脉冲，当 q0 计满 9 后q1 增加 1，当 q0 满 9 且 q1 记满 5，q1、q0 同时归零，co 输出为高电平。q1 为十位

13、 q0 为个位。图 1 程序如下：library IEEE;use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;entity c60 is Port(clk,clr:in std_logic;co:out std_logic;q1,q0:out std_logic_vector(3 downto 0);文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9

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21、of c60 is begin process(clk,clr)variable cq1,cq0:std_logic_vector(3 downto 0);begin if clr=1 then cq1:=(others=0);cq0:=(others=0);elsif(clkevent and clk=1)then if cq09 then cq0:=cq0+1;co=0;elsif cq10);elsif cq1=5 and cq0=9 then co0);cq0:=(others=0);else co=0;end if;end if;q1=cq1;q00);cq0:=(others=0)

22、;elsif(clkevent and clk=1)then if cq09 then cq0:=cq0+1;co=0;elsif cq10);elsif cq1=5 and cq0=9 then co0);cq0:=(others=0);else co=0;end if;end if;q1=cq1;q0=cq0;end process;end one;仿真结果如下图4 文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D

23、2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9

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30、零，clk 输入为分秒进位相与的结果。q1 为十位，q0 为个位。图 5 程序如下：library IEEE;use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;entity c24 is Port(clk:in std_logic;q1,q0:out std_logic_vector(3 downto 0);end c24;architecture one of c24 is begin process(clk)variable cq1,cq0:std_logic_v

31、ector(3 downto 0);begin if(clkevent and clk=1)then if cq1=0010 and cq0=1001 then cq1:=0000;cq0:=0000;elsif cq01001 then cq0:=cq0+1;else cq0:=0000;cq1:=cq1+1;end if;end if;q1=cq1;q0=cq0;end process;end one;仿真波形如下图6：文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I

32、10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z1

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34、T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I

35、10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z1

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37、T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I

38、10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8图 6 4、分频器：模块图如图7。由四个分频器构成，

39、输入信号in_clk 为 1024Hz 脉冲信号。把输入的1024Hz信号分频为四个脉冲信号，即1Hz 的秒脉冲，4Hz 的校时、校分脉冲，64Hz 的消抖脉冲以及 512Hz 的蜂鸣器低音输入。图 7 程序如下：library IEEE;use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;entity div is Port(in_clk:in std_logic;clk_512,clk_1,clk_4,clk_64:out std_logic);end div;ar

40、chitecture one of div is signal q512,a,b,c:std_logic;signal c1,c4,c64:integer range 512 downto 0;文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D

41、2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9

42、E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9

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44、2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9

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47、2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8begin process(in_clk)begin if in_clkevent and in_clk=1 then q512=7 then c64=0;c=not c;else c64=127 then c4=0;b=not b;else c4=511 then c1=0;a=no

48、t a;else c1=c1+1;end if;end if;end process;clk_512=q512;clk_1=a;clk_4=b;clk_64=c;end one;仿真波形如下图8：图 8 5、消抖：模块图如图9。分频出的用64Hz 信号对 sa校时信号、sb 校分信号、sc 秒清零信号、sd 闹时设置信号进行防抖动处理。是由四个两级d 触发器构成的，分别对输入的sa、sb、sc、sd 信号的相邻两个上升沿进行比较以确定按键的按下，从而达到消抖的目的。图 9 程序如下：文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10

49、T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I

50、10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z10C7F10 ZV5P9G9I10Z8文档编码:CD9E10T8S10O2 HM6D2Z1

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4.3 金币

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