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基于 EDA 的数字秒表 设计论文 班级：11 电信二班 同组人员：孙兴义 20111060223 张忠义 20111060240 基于 EDA 的数字秒表设计 摘要：该设计是用于体育比赛的数字秒表,基于 EDA 在 Quartus II 9.0sp2 软件下应用 VHDL 语言编写程序,采用 ALTRA 公司 CycloneII 系列的 EP2C8Q208 芯片进行了计算机仿真，并给出了相应的仿真结果。本设计有效的克服了传统的数字秒表的缺点采用 EDA 技术采取自上而下的设计思路。绘制出了具体的逻辑电路，最后又通过硬件上对其进行调试和验证。该电路能够实现很好的计时功能, 计时精度高，最长计时时间可达一个小时。 关键字：数字秒表；EDA；FPGA；VHDL；Quartus II 引言 在科技高度发展的今天，集成电路和计算机应用得到了高速发展。尤其是计算机应用的发展。它在人们日常生活已逐渐崭露头角。大多数电子产品多是由计算机电路组成，如：手机、mp3 等。而且将来的不久他们的身影将会更频繁的出现在我们身边。各种家用电器多会实现微电脑技术。电脑各部分在工作时多是一时间为基准的。本文就是基于计算机电路的时钟脉冲信号、状态控制等原理设计出的数字秒表[1]。秒表在很多领域充当一个重要的角色。在各种比赛中对秒表的精确度要求很高，尤其是一些科学实验。他们对时间精确度达到了几纳秒级别。 设计要求 能对 0 秒～59 分 59.99 秒范围进行计时，显示最长时间是 59 分 59 秒； 计时精度达到 0.01s； 设计复位开关和启停开关，复位开关可以在任何情况下使用，使用以后计时器清零，并做好下一次计时的准备。设计由控制模块、时基分频模块，计时模块和显示模块四部分组成。各模块实现秒表不同的功能 数字秒表设计的目的 本次设计的目的就是在掌握 EDA 实验开发系统的初步使用基础上，了解EDA 技术，对计算机系统中时钟控制系统进一步了解，掌握状态机工作原理， 同时了解计算机时钟脉冲是怎么产生和工作的。在掌握所学的计算机组成与结构课程理论知识时。通过对数字秒表的设计，进行理论与实际的结合，提高与计算 机有关设计能力，提高分析、解决计算机技术实际问题的能力。通过课程设计深入理解计算机结构与控制实现的技术，达到课程设计的目标。 系统设计框图 启动/暂停 计时 计数 扫描显 显示位输出控制器 电路 示电路 显示段输出 时基分频器 时钟清零 如上图所示，计时控制器的作用是控制计时。计时控制器的输入信号是启动， 暂停和清零。为符合惯例，将启动和暂停功能设置在同一个按键上，按一次是启动，按第二次是暂停，按第三次是清零。所以计时控制器共有 2 个开关输入信号， 即启动/暂停和清零信号。 计时电路的输入信号、计数允许，保持和清零信号，输出为 10Oms、1s 和min 的计时数据。时基分频器是一个分频器，产生100ms 周期的脉冲．用于计时电路时钟信号。显示电路为动态扫描电路。用以显示 min、1s，100ms 信号。 各模块实现 计时模块的作用是针对计时过程进行控制。计时控制模块可用俩个按钮来完成秒表的启动、停止和复位。 时钟分频模块的作用把输入时钟信号变为分频输出信号。 计时模块执行计时功能，计时方法和计算机一样是对标准时钟脉冲计数。它是由十进制计数器和六进制计数器构成，其中毫秒位、十毫秒位、秒位和分位采用十进制计数器，十秒位和十分位采用六进制计数器。 计时显示电路的作用是将计时值在 LED 数码管上显示出来。计时电路产生的值经过 BCD 七段译码后，驱动 LED 数码管。计时显示电路的实现方案采用扫描显示。 仿真演示 实验结果演示 5、程序 (1)分频模块： module fengpin(CLK,CLK1,CLK2); // 输入 50MHz，输出分频到 1Hz input CLK; output CLK1,CLK2; reg CLK1,CLK2; reg[24:0] counter1; // 中间变量 counter 定义为寄存器型reg[24:0] counter2; parameter N1=500000;//50_000_000; parameter N2=2500; always@(posedge CLK)  begin counter1=counter1+1b1; // if(counter1== N1/2-1) begin CLK1 =~ CLK1; counter1=0; end counter2=counter2+1b1;// if(counter2==N2/2-1) begin end  end CLK2=~CLK2; counter2=0; endmodule 六进制计数器： module CNT6(CLK,RST,EN,CQ,D