EDA课程设计报告-多功能数字钟设计.doc

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1、湖北大学物电学院EDA课程设计报告（论文） 题目：多功能数字钟设计专业班级: 14微电子科学与工程姓 名： 黄山 时 间： 2016年12月20日 指导教师： 万美琳 卢仕 完成日期： 2015年 12月 20日 19多功能数字钟设计任务书1 设计目的与要求了解多功能数字钟的工作原理，加深利用EDA技术实现数字系统的理解2设计内容1，能正常走时，时分秒各占2个数码管，时分秒之间用小时个位和分钟个位所在数码管的小数点隔开；2，能用按键调时调分；3，能整点报时，到达整点时，蜂鸣器响一秒；4，拓展功能：秒表，闹钟，闹钟可调3编写设计报告写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。4答辩在规定时

2、间内，完成叙述并回答问题。 目录 （四号仿宋_GB2312加粗居中）（空一行）1 引言 12 总体设计方案 12.1 设计思路 12.2总体设计框图 23设计原理分析 33.1分频器 43.2计时器和时间调节.43.3秒表模块53.4状态机模块63.5数码管显示模块73.6顶层模块83.7管脚绑定和顶层原理图94 总结与体会 11 多功能电子表 摘要: 本EDA课程主要利用QuartusII软件Verilog语言的基本运用设计一个多功能数字钟，进行试验设计和软件仿真调试，分别实现时分秒计时，闹钟闹铃，时分手动较时，时分秒清零，时间保持和整点报时等多种基本功能关键词: Verilog语言， 多功

3、能数字钟，数码管显示；1 引言 QuartusII是Altera公司的综合性PLD/FPGA开发软件，支持原理图、VHDL、VerilogHDL以及AHDL（Altera Hardware Description Language）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，解决了传统硬件电路连线麻烦，出错率高且不易修改，很难控制成本的缺点。利用软件电路设计连线方便，修改容易；电路结构清楚，功能一目了然2 总体设计方案2.1 设计思路 根据系统设计的要求，系统设计采用自顶层向下的设计方法，由时钟分频部分，计时部分，按键调时部分，数码管显示部

4、分，蜂鸣器四部分组成。这些模块在顶层原理图中相互连接作用蜂鸣器计时器2.2 总体设计框图 分频器数码管状态机晶振秒表3 设计原理分析3.1 分频器 分频模块：将20Mhz晶振分频为1hz，100hz,1000hz分别用于计数模块，秒表模块，状态机模块 module oclk(CLK,oclk,rst,clk_10,clk_100); input CLK,rst; output oclk,clk_10,clk_100; reg 32:0cnt,cnt1,cnt2; reg oclk,clk_10,clk_100; always(posedge CLK or negedge rst)beginif

5、(!rst)begincnt=0;oclk=0;endelse if(cnt10000-1)cnt=cnt+1;else begincnt=0;oclk=oclk;endendalways(posedge CLK or negedge rst)beginif(!rst)begincnt1=0;clk_10=0;endelseif(cnt1=10000000-1)cnt1=cnt1+1;elsebegincnt1=0; clk_10=clk_10;endendalways(posedge CLK or negedge rst)beginif(!rst)begincnt2=0;clk_100=0;

6、endelse if(cnt2100000-1)cnt2=cnt2+1;else begincnt2=0;clk_100=clk_100;endendendmodule3.2计时器和时间调节 计时模块：检测posedge clk_10 并进行计数，同时能调时调分，最后是整点报时部分 module cni(clk_10,rst,tiaoshi,tiaofen,ge,shi,bai,qian,wan,shiwan,bee); input clk_10,rst,tiaoshi,tiaofen; output reg3:0ge,shi,bai,qian,wan,shiwan,bee; always(p

7、osedge clk_10 or negedge rst) beginif(!rst)beginge=0;shi=0;bai=0;qian=0;wan=0;shiwan=0; end elsebeginif(!tiaofen)&(bai9)bai=bai+1;else begin if(!tiaofen)&(qian5)begin bai=0;qian=qian+1;end if(!tiaoshi)&(wan9) wan=wan+1;else begin if(!tiaoshi)&(shiwan2)begin wan=0;shiwan=shiwan+1;end else begin if(sh

8、iwan=2)&(wan=4) begin ge=0;shi=0;bai=0;qian=0;wan=0;shiwan=0;endif(ge9)ge=ge+1;else beginge=0;if(shi5)shi=shi+1;elsebegin shi=0; if(bai9)bai=bai+1; else begin bai=0; if(qian5)qian=qian+1;elsebeginqian=0; if(wan3) wan=wan+1; else begin wan=0; if(shiwan2) shiwan=shiwan+1; else shiwan=0; end end endend

9、 endendend endendendalways(posedge clk_10)beginif(ge=0)&(shi=0)&(bai=0)&(qian=0) bee=0; else bee=1;end endmodule3.3秒表模块 与计时部分类似，总体思想是调整进制和提高信号频率，如下module miaobiao(clk_100,tm,m6,m5,m4,m3,m2,m1);input tm,clk_100;output m6,m5,m4,m3,m2,m1;reg 3:0 m6,m5,m4,m3,m2,m1;always(posedge clk_100 )begin if (tm) b

10、egin m6=0; m5=0; m4=0; m3=0; m2=0; m1=0; endelsebegin if(m19) m1=m1+1; else begin m1=0; if(m29) m2=m2+1; else begin m2=0;if(m39) m3=m3+1;else begin m3=0; if(m49) m4=m4+1; else begin m4=0;if(m59)m5=m5+1;else begin m5=0; if(m69) m6=m6+1; else m6=0; end end end endendendendendmodule3.4状态机模块一般通过逻辑抽象，得出状

11、态转换图，状态化简，状态分配，用三段式写法入下module state(clk1k,rst,tm,num,wela,ge,shi,bai,qian,wan,shiwan,m6,m5,m4,m3,m2,m1); input clk1k,rst,tm,ge,shi,bai,qian,wan,shiwan,m6,m5,m4,m3,m2,m1; output num,wela;wire 3:0ge,shi,bai,qian,wan,shiwan,m6,m5,m4,m3,m2,m1;reg 3:0num;reg 5:0wela;reg 3:0current_state,next_state; param

12、eter3:0D1=1;parameter3:0D2=2;parameter3:0D3=3;parameter3:0D4=4;parameter3:0D5=5;parameter3:0D6=6;parameter3:0D01=7;parameter3:0D02=8;parameter3:0D03=9;parameter3:0D04=10;parameter3:0D05=11;parameter3:0D06=12;always(posedge clk1k or negedge rst) begin if(!rst) current_state=D1; else current_state=nex

13、t_state; end always(current_state ) begin if(tm=0) begin case(current_state) D1: begin num=m1; wela=6b111110; if(clk1k) next_state=D01; else next_state=D1;end D01: begin num=12; wela=6b1111101; if(clk1k) next_state=D2; else next_state=D01;end D2: begin num=m2; wela=6b111101; if(clk1k) next_state=D02

14、; else next_state=D2;endD02: begin num=12; wela=6b111011; if(clk1k) next_state=D3; else next_state=D02;endD3: begin num=m3; wela=6b111011; if(clk1k) next_state=D03; else next_state=D3;endD03: begin num=12; wela=6b110111; if(clk1k) next_state=D4; else next_state=D03;endD4: begin num=m4; wela=6b110111

15、; if(clk1k) next_state=D04; else next_state=D4;endD04: begin num=12; wela=6b101111; if(clk1k) next_state=D5; else next_state=D04;endD5: begin num=m5; wela=6b101111; if(clk1k) next_state=D6; else next_state=D05;endD05: begin num=12; wela=6b011111; if(clk1k) next_state=D6; else next_state=D05;endD6: b

16、egin num=m6; wela=6b011111; if(clk1k) next_state=D06; else next_state=D6;endD06: begin num=12; wela=6b111110; if(clk1k) next_state=D1; else next_state=D06;endendcase endelse begin case(current_state) D1:begin num=ge;wela=6b111110; if(clk1k) next_state=D01; else next_state=D1; end D01:begin num=15;we

17、la=6b111101; if(clk1k) next_state=D2; else next_state=D01; end D2:begin num=shi;wela=6b111101; if(clk1k) next_state=D02; elsenext_state=D2; endD02:begin num=15;wela=6b111011; if(clk1k) next_state=D3; else next_state=D02; endD3:begin num=bai;wela=6b111011; if(clk1k) next_state=D03; else next_state=D3

18、; end D03:begin num=15;wela=6b110111; if(clk1k) next_state=D4; else next_state=D03;endD4:begin num=qian;wela=6b110111; if(clk1k) next_state=D04; else next_state=D4; end D04:begin num=15;wela=6b101111; if(clk1k) next_state=D5; else next_state=D04; endD5:begin num=wan;wela=6b101111; if(clk1k) next_sta

19、te=D05; else next_state=D5; end D05:begin num=15;wela=6b011111; if(clk1k) next_state=D6; else next_state=D05; endD6:begin num=shiwan;wela=6b011111; if(clk1k) next_state=D06; else next_state=D6; endD06:begin num=15;wela=6b111110; if(clk1k) next_state=D1; else next_state=D06; end default: next_state=D

20、1; endcase end endendmodule3.5数码管显示模块 module SEG7(num,wela,SEG); input 3:0num; input 5:0wela; output SEG; reg 7:0SEG; always(num) begin if(wela=6b111011)|(wela=6b101111) begin case(num) 0:SEG=8b01000000; 1:SEG=8b01111001; 2:SEG=8b00100100; 3:SEG=8b00110000; 4:SEG=8b00011001; 5:SEG=8b00010010; 6:SEG=

21、8b00000010; 7:SEG=8b01111000; 8:SEG=8b00000000; 9:SEG=8b00011000; default:SEG =8b11111111; endcase end else begin case(num) 0:SEG=8b11000000; 1:SEG=8b11111001; 2:SEG=8b10100100; 3:SEG=8b10110000; 4:SEG=8b10011001; 5:SEG=8b10010010; 6:SEG=8b10000010; 7:SEG=8b11111000; 8:SEG=8b10000000; 9:SEG=8b100110

22、00; default:SEG =8b11111111; endcase end end endmodule3.6顶层模块所有模块通过元件例化进顶层模块 module clock(tm,clk,rst,tiaoshi,tiaofen,wela,SEG,bee); input clk,rst,tiaoshi,tiaofen,tm; output 5:0wela; output 7:0SEG; output bee; wire net1; wire net9; wire net10; wire 3:0net2; wire 3:0net3; wire 3:0net4; wire 3:0net5; w

23、ire 3:0net6; wire 3:0net7; wire 3:0net8; wire 3:0m6,m5,m4,m3,m2,m1; oclk u1(.CLK(clk),.oclk(net1),.rst(rst),.clk_10(net9),.clk_100(net10); state u2(.clk1k(net1),.rst(rst),.num(net2),.tm(tm),.wela(wela),.ge(net3),.shi(net4),.bai(net5),.qian(net6),.wan(net7),.shiwan(net8),.m6(m6),.m5(m5),.m4(m4),.m3(m

24、3),.m2(m2),.m1(m1); SEG7 u3(.num(net2),.wela(wela),.SEG(SEG); cni u4(.clk_10(net9),.rst(rst),.tiaoshi(tiaoshi),.tiaofen(tiaofen),.ge(net3),.shi(net4),.bai(net5),.qian(net6),.wan(net7),.shiwan(net8),.bee(bee);miaobiao u5(.tm(tm),.clk_100(net10),.m6(m6),.m5(m5),.m4(m4),.m3(m3),.m2(m2),.m1(m1);endmodul

25、e3.7管脚绑定和顶层原理 4总结与体会 通过学习，我对多功能数字钟已经有过一定的了解，对于程序，不断的调试仿真过程是必不可少的，无论多么仔细的编程，思路上的漏洞总是存在的，并且会完全体现在实验结果上，在不断的调试仿真过程中，许多问题的暴露使得我们不仅对数字电路原理有了更加深刻的了解也使我们对QuartusII平台的使用规则有了更多的了解。在经过了这一切之后，实现创新功能就会变得不再那么困难。1. 基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究2. 基于单片机的嵌入式Web服务器的研究 3. MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良

26、率的影响研究 4. 基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制 5. 基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究 6. 基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器7. 单片机控制的二级倒立摆系统的研究8. 基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现 9. 基于单片机的蓄电池自动监测系统 10. 基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究11. 基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究 12. 基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发 13. 基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制 14. 基于单片机的自动找平控制系统研究 15. 基于C8051F040单

27、片机的嵌入式系统开发 16. 基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发 17. 模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现 18. 一种基于单片机的轴快流CO,2激光器的手持控制面板的研制 19. 基于双单片机冲床数控系统的研究 20. 基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制 21. 基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制 22. 基于单片机的软起动器的研究和设计 23. 基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究 24. 基于单片机的机电产品控制系统开发 25. 基于PIC单片机的智能手机充电器 26. 基于单片机的实时内核设计及其应用研究 27. 基于单片机的远程

28、抄表系统的设计与研究 28. 基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制 29. 基于微型光谱仪的单片机系统 30. 单片机系统软件构件开发的技术研究 31. 基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制32. 基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制 33. 基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用 34. 基于单片机的光纤光栅解调仪的研制 35. 气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制 36. 基于单片机的数字磁通门传感器 37. 基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究 38. 基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究 39. 单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制 40. 基于C805

29、1F020单片机的多生理信号检测仪 41. 基于单片机的电机运动控制系统设计 42. Pico专用单片机核的可测性设计研究 43. 基于MCS-51单片机的热量计 44. 基于双单片机的智能遥测微型气象站 45. MCS-51单片机构建机器人的实践研究 46. 基于单片机的轮轨力检测 47. 基于单片机的GPS定位仪的研究与实现 48. 基于单片机的电液伺服控制系统 49. 用于单片机系统的MMC卡文件系统研制 50. 基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究 51. 基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究 52. 单片机控制的后备式方波UPS 53. 提升高职学生单片机应用能力的探究

30、54. 基于单片机控制的自动低频减载装置研究 55. 基于单片机控制的水下焊接电源的研究 56. 基于单片机的多通道数据采集系统 57. 基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制 58. 基于单片机的红外测油仪的研究 59. 96系列单片机仿真器研究与设计 60. 基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造 61. 基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现 62. 基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制 63. 基于单片机的气体测漏仪的研究 64. 基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器 65. 基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究 66. 基

31、于单片机的膛壁温度报警系统设计 67. 基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计 68. 基于单片机船舶电力推进电机监测系统 69. 基于单片机网络的振动信号的采集系统 70. 基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究 71. 基于单片机的叠图机研究与教学方法实践 72. 基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现 73. 基于AT89S52单片机的通用数据采集系统 74. 基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究 75. 机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统 76. 基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究77. 基于单片机系统的网络通信研究与应用 78. 基于PIC16F8

32、77单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究79. 基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究 80. 基于双单片机冲床数控系统的研究与开发 81. 基于Cygnal单片机的C/OS-的研究82. 基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究 83. 基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现 84. 变频调速液压电梯单片机控制器的研究 85. 基于单片机-免疫计数器自动换样功能的研究与实现 86. 基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现 87. 单片机嵌入式以太网防盗报警系统 88. 基于51单片机的嵌入式Internet系统的设计与实现 89. 单片机监测系统在挤压机上

33、的应用 90. MSP430单片机在智能水表系统上的研究与应用 91. 基于单片机的嵌入式系统中TCP/IP协议栈的实现与应用92. 单片机在高楼恒压供水系统中的应用 93. 基于ATmega16单片机的流量控制器的开发 94. 基于MSP430单片机的远程抄表系统及智能网络水表的设计95. 基于MSP430单片机具有数据存储与回放功能的嵌入式电子血压计的设计 96. 基于单片机的氨分解率检测系统的研究与开发 97. 锅炉的单片机控制系统 98. 基于单片机控制的电磁振动式播种控制系统的设计 99. 基于单片机技术的WDR-01型聚氨酯导热系数测试仪的研制 100. 一种RISC结构8位单片机

34、的设计与实现 101. 基于单片机的公寓用电智能管理系统设计 102. 基于单片机的温度测控系统在温室大棚中的设计与实现103. 基于MSP430单片机的数字化超声电源的研制 104. 基于ADC841单片机的防爆软起动综合控制器的研究105. 基于单片机控制的井下低爆综合保护系统的设计 106. 基于单片机的空调器故障诊断系统的设计研究 107. 单片机实现的寻呼机编码器 108. 单片机实现的鲁棒MRACS及其在液压系统中的应用研究 109. 自适应控制的单片机实现方法及基上隅角瓦斯积聚处理中的应用研究110. 基于单片机的锅炉智能控制器的设计与研究 111. 超精密机床床身隔振的单片机主

35、动控制 112. PIC单片机在空调中的应用 113. 单片机控制力矩加载控制系统的研究 项目论证，项目可行性研究报告，可行性研究报告，项目推广，项目研究报告，项目设计，项目建议书，项目可研报告，本文档支持完整下载，支持任意编辑！选择我们，选择成功！项目论证，项目可行性研究报告，可行性研究报告，项目推广，项目研究报告，项目设计，项目建议书，项目可研报告，本文档支持完整下载，支持任意编辑！选择我们，选择成功！单片机论文，毕业设计，毕业论文，单片机设计，硕士论文，研究生论文，单片机研究论文，单片机设计论文，优秀毕业论文，毕业论文设计，毕业过关论文，毕业设计，毕业设计说明，毕业论文，单片机论文，基于单片机论文，毕业论文终稿，毕业论文初稿，本文档支持完整下载，支持任意编辑！本文档全网独一无二，放心使用，下载这篇文档，定会成功！