基于FPGA的数字时钟设计论文开题报告.docVIP

开 题 报 告 毕业设计题目：基于FPGA的数字钟系统设计 基于FPGA的数字钟系统设计 开题报告 1选题目的意义和可行性 在这个时间就是金钱的年代里，数字电子钟已成为人们生活中的必需品。目前应用的数字钟不仅可以实现对年、月、日、时、分、秒的数字显示，还能实现对电子钟所在地点的温度显示和智能闹钟功能，广泛应用于车站、医院、机场、码头、厕所等公共场所的时间显示。随着现场可编程门阵列( field program-mable gate array ，FPGA) 的出现，电子系统向集成化、大规模和高速度等方向发展的趋势更加明显[1]， 作为可编程的集成度较高的ASIC，可在芯片级实现任意数字逻辑电路，从而可以简化硬件电路，提高系统工作速度，缩短产品研发周期。故利用 FPGA这一新的技术手段来研究电子钟有重要的现实意义。设计采用FPGA现场可编程技术，运用自顶向下的设计思想设计电子钟。避免了硬件电路的焊接与调试，而且由于FPGA的 I /O端口丰富，内部逻辑可随意更改，使得数字电子钟的实现较为方便。本课题使用Cyclone EP1C6Q240的FPGA器件，完成实现一个可以计时的数字时钟。该系统具有显示时、分、秒，智能闹钟，按键实现校准时钟，整点报时等功能。满足人们得到精确时间以及时间提醒的需求，方便人们生活[2-3]。 2 研究的基本内容与拟解决的主要问题 2.1研究的基本内容数字时钟是采用电子电路实现对时间进行数字显示的计时装置，由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用，使得数字钟的精度不断提高。 系统的实现有很多，可以利用实现时、分、秒计数的功能。在内部存储器设个字节分别存放时钟的时、分、秒信息。存储器内相应的秒值加1；若秒值达到60，则将其清零，并将相应的分值加1；若分值达到60，则清零分，并将时值加1；主要功能显示时，分，秒[5]使用LED液晶屏显示，分别显示时，分，秒。并且能够实现附加功能----闹铃设置功能和整点报时。[4] 2.2 拟要解决的问题本设计电子钟系统功能简单，主要功能本课题主要解决以下问题： 学习、 运用环境进行设计 用语言便于改进和扩充，研制性能更完备的。 在了解基础上设计程序 对于有所了解，、键盘输入，都在上分配各自的IO口引脚，这样就需要对各自的IO口配置，并且编写各自的程序，来实现各自的功能。 Cyclone EP1C6Q240的FPGA器件的动态数码管和显示模块程序编写 需要了解内部原理构造，熟悉的内部功能指令。实现闹铃设置功能和整点报时的附加功能的程序编写 将各个模块单独调试成功后，进行整合，进行整体系统调试 3 总体研究思路及预期研究成果 3.1总体研究思路 本设计通过编程、运用芯片，实现时间显示。运用键盘对时间进行调时，并且设定闹钟和定时闹铃。设计系统由模块、显示模块键盘模块、闹铃模块个模块组成，电路系统构成如图1所示： 图1数字时钟电路系统构成框图 (1) 模块[6]然后再利用分频电路，将其输出信号转变为秒信号，其组成框图如图2。 图Hz的方波信号，其输出至分频电路。经分频后输出1HZ的标准秒信号CLK、4MHZ的按键扫描信号、1KHZ的按键去抖信号和500HZ用于报时模块的输入信号。 (2) 计时模块时、分、秒。存储器内相应的秒值加1；若秒值达到60，则将其清零，并将相应的分值加1；若分值达到60，则清零分，并将时值加1；(3) 显示模块[7] (4) 闹钟模块闹铃模块用蜂鸣器实现，当系统时间走时到整点或者是闹铃设置的时间，蜂鸣器会响起。 () 键盘模块键盘模块设有4个独立键盘，功能分别为设置、确认、加、减。系统内通过编写键盘调时的程序，进行调用来实现。(6) 校时模块加、减3.2研究预期成果进行烧写，可以成功初始化时间信息，并且更新时间：显示时间信息时、分、秒。液晶屏的第四行显示时钟调整文字。实现键盘控制程序，可以通过四个按键（设置、加键、减键、确认）对时间进行调时，先按下设置键，界面切换到调时界面，加键和减键分别对对应时间值进行加1”和减1”修改，修改完毕按确认退出。同时，也可以通过按键设定闹钟时间，时间到蜂鸣器鸣叫的功能。 4研究工作计划 起止时间 内容 2012.11.21~2013. 01.19 完成开题报告、文献综述、英文翻译并上交 [1] 张 强.基FPGA的多功能数字钟的设计与实现 [ J ].仪器表用户,2008,15( 6 ) :103—104. [2] 潭浩强. C程序设计[M]. (第二版) 清华出版社. 1999: 4-3[3] 红军, 谢玉芬, 方便. 使用的电子日历钟程序[J]. 电脑编程技巧与维修, 1997, (4)