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一?? 課程設(shè)計的目的及意義
1.0設(shè)計目的
本次設(shè)計的目的就是在掌握計算機(jī)組成原理理論的基礎(chǔ)上，了解EDA技術(shù)，掌握VHDL硬件描述語言的設(shè)計方法和思想，通過學(xué)習(xí)的VHDL語言結(jié)合電子電路的設(shè)計知識理論聯(lián)系實際，掌握所學(xué)的課程知識，例如本課程設(shè)計就是基于所學(xué)的計算機(jī)原理中的數(shù)控分頻器基礎(chǔ)之上的，通過本課程設(shè)計，達(dá)到鞏固和綜合運(yùn)用計算機(jī)原理中的知識，理論聯(lián)系實際，鞏固所學(xué)理論知識，并且提高自己通過所學(xué)理論分析、解決計算機(jī)實際問題的能力。進(jìn)一步加深對計算機(jī)原理以及數(shù)字電路應(yīng)用技術(shù)方面的了解與認(rèn)識，進(jìn)一步熟悉數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計、制作與調(diào)試的方法和步驟
1.1設(shè)計意義
??鞏固所學(xué)課堂知識，理論聯(lián)系實際，提高分析、解決計算機(jī)技術(shù)實際問題的獨(dú)立工作能力。為了進(jìn)一步了解計算機(jī)工作組成原理與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，深入學(xué)習(xí)EDA技術(shù)，用VHDL技術(shù)，用VHDL語言去控制將會使我們對本專業(yè)知識可以更好地掌握。熟悉QUARUS II軟件的應(yīng)用。熟悉EDA實驗開發(fā)系統(tǒng)的基本使用。學(xué)習(xí)用VHDL基本單元電路的時間應(yīng)用。進(jìn)一步掌握EDA的多層次設(shè)計方法
1.2 設(shè)計要求
-
- 在Quartus中編寫VHDL程序?qū)崿F(xiàn)年、月、日、時、分、秒各模塊的功能。
（2） 將各模塊在原理圖中連接起來實現(xiàn)百年歷計時功能。
（3） 將年、月、日和時、分、秒兩種模式分別在試驗箱模式7下顯示，并設(shè)置鍵8為模式的切換鍵，鍵3 為調(diào)整數(shù)鍵，鍵6為在當(dāng)前模式下切換調(diào)整位鍵。將各端口引腳綁定好并下載到實驗箱實現(xiàn)其功能，觀察是否能實現(xiàn)相應(yīng)功能效果，如是否可以進(jìn)位，是否能判斷閏年等等。
二?? 設(shè)計流程：
?2.0? 萬年歷原理
秒、分是60進(jìn)制，時是24進(jìn)制，日31天由月1.3.5.7.8.10.12控制，日28/29由2月和潤年控制，日30由月4.6.9.11控制。原理如下圖：
2.1 原理框圖
根據(jù)實驗要求，截得實驗原理框圖如下：
2.2 原理框圖中各子模塊的VHDL語言表述及生成模塊框圖：
2.3 VHDL設(shè)計流程
（1）設(shè)計輸入根據(jù)電路設(shè)計所提出的要求，將程序輸入到VHDL編輯器中區(qū)編輯。
（2）功能及模擬用VHDL，模擬器對編輯后的程序進(jìn)行模擬，如果達(dá)不到設(shè)計要求，則可以重新修改程序，直到通過功能模擬。
（3）邏輯綜合與優(yōu)化，將通過功能模擬的程序放到VHDL編譯器中，進(jìn)行邏輯、綜合與優(yōu)化。
三 部分VHDL程序
3.0? 60進(jìn)制計數(shù)器
library ieee;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
ENTITY CNT60 IS
PORT(CLK:IN STD_LOGIC;
CQ1,CQ2:OUT STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0);
COUT:OUT STD_LOGIC);
END CNT60;
ARCHITECTURE behav OF CNT60 IS
BEGIN
PROCESS(CLK)
VARIABLE Q1,Q2: STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0);
BEGIN
IF CLK'EVENT AND CLK='1' THEN
Q1:=Q1+1;
IF Q1>9 THEN Q1:="0000";Q2:=Q2+1;
END;
3.1? ?24進(jìn)制計數(shù)器
library ieee;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
ENTITY cnt24 IS
PORT(CLK:IN STD_LOGIC;
CQ1,CQ2:OUT STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0);
PROCESS(CLK)
VARIABLE Q1,Q2: STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0);
BEGIN
IF CLK'EVENT AND CLK='1' THEN
Q1:=Q1+1;
IF Q1>9 THEN Q1:="0000";Q2:=Q2+1;
END IF;
IF Q2=2? AND Q1=4 THEN Q1:="0000";Q2:="0000";COUT<='1';
ELSE COUT<='0';
END IF;
END IF;
CQ1<=Q1;CQ2<=Q2;
END PROCESS;
END;
3.2 天計數(shù)模塊
Library ieee;
USE IEEE.STD_LOGIC _UNSIGNED.ALL;
USE IEEE.STD_LOGIC _1164.all;
Entity day is
Port( clk : in std_logic;
a,b : in std_logic;
T1,T2 : out std_logic_vector(3 downto 0);
PROCESS(clk,a,b)
begin
IF CLK'EVENT AND CLK='1' THEN
Q1<=Q1+1;
IF Q1=9 THEN Q1<="0000";Q2<=Q2+1;
end if;
ab<=a&b;
case ab is
when"00"=>
if Q2=3 AND Q1=1 THEN
