EDA电子钟设计报告

基于EDA技术的电子时钟系统设计ElectronicclocksystemdesignbasedonEDAtechnology（刘石磊0701170124）摘要:介绍EDA技术的特点以及设计流程,强调EDA仿真技术在现代电子系统的重要地位及作用。以MAX+PLUSII为平台,采用自顶向下分层次、模块化的设计方法，设计了一个可以设置初始时间和清零的电子时钟控制电路，从中可体现出数字系统的硬件设计向软件化方向发展的新思路。关键词:EDA技术;设计;AHDL语言Abstract:ThisarticleintroducesthecharacteristicsoftheEDAtechnique,itsdesignflow,andemphasizestheimportantstatusandactionsofEDAsimulationtechnologyinthemodernElectronicSystem.Inthisarticle,Iadoptthetop-downhierarchical,modulardesignmethodstodevelopasetthetimeandresetthetimebytakingMAX+PLUSIIdevelopmentsystem,throughwhichembodiesanewthoughtofdevelopmentfromdigitalsystemShardwaredesigntosoftwaredesign.Keywords:EDAtechnique;design;AHDLlanguage引言随着电子设计自动化(EDA)的发展，电子系统的设计技术和设计工具发生了深刻的变化。利用硬件描述语言对数字系统的硬件电路进行描述是EDA的关键技术之一。AHDL语言是目前主流的硬件描述语言之一,它具有很强的电路描述和建模能力，且有与具体硬件电路无关和与设计平台无关的特性，在语言易读性和层次化结构设计方面表现出强大的生命力和应用潜力。1EDA技术EDA(电子线路设计座自动化)是以计算机为工作平台、以硬件描述语言(AHDL)为设计语言、以可编程器件(CPLD/FPGA)为实验载体、以ASIC/SOC芯片为目标器件、进行必要的元件建模和系统仿真的电子产品自动化设计过程。EDA源于计算机辅助设计，计算机辅助制造、计算机辅助测试和计算机辅助工程。利用EDA工具,电子设计师从概念、算法、协议开始设计电子系统，从电路设计，性能分析直到PCB版图生成的全过程均可在计算机上自动完成。EDA代表了当今电子设计技术的最新发展方向，其基本特征是设计人员以计算机为工具，按照自顶向下的设计方法，对整个系统进行方案设计和功能划分,由硬件描述语言完成系统行为级设计，利用先进的开发工具自动完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局布线、仿真及特定目标芯片的适配编译和编程下载，这被称为数字逻辑电路的高层次设计方法。2EDA技术的主要特征作为现代电子系统设计的主导技术，EDA具有几个明显特征:用软件设计的方法来设计硬件硬件系统的转换是由有关的开发软件自动完成的,设计输入可以是原理图或AHDL语言,通过软件设计方式的测试,实现对特定功能硬件电路的设计，而硬件设计的修改工作也如同修改软件程序一样快捷方便,设计的整个过程几乎不涉及任何硬件,可操作性、产品互换性强。2.基于芯片的设计方法EDA设计方法又称为基于芯片的设计方法，集成化程度更高，可实现片上系统集成,进行更加复杂的电路芯片化设计和专用集成电路设计,使产品体积小、功耗低、可靠性高；可在系统编程或现场编程,使器件编程、重构、修改简单便利，可实现在线升级;可进行各种仿真，开发周期短，设计成本低，设计灵活性高。3.自动化程度高润ED纽A侦技术失根据冬设计俭输入什文件物,基将电慰子产骡品从漂电路饱功能睬仿真秆、公性能钢分析停、骡优化崇设计抵到结肥果测己试的沟全过故程在苍计算校机上北自动乌处理亏完成差，牌自动洒生成极目标肌系统芬，蕉使设追计人虑员不孩必学缺习许侧多深带入的难专业仇知识唇，邪也可顷免除虽许多膏推导端运算品即可锈获得标优化丧的设蛮计成觉果势，唇设计梯自动凤化程烛度高清,迈减轻料了设霞计人炼员的浇工作坟量编，糖开发届效率妈高惨。锣4.瘦自动踢进行燥产品赚直面它设计辽ED涂A司技术温根据苦设计嘱输入富文件插(H棋DL难知或电防路原健理图炒)母，若自动彻地进畅行逻药辑编是译右、护化简腿、尖综合抹、途仿真纳、字优化喝、哗布局尼、摩布线后、姥适配斑以及霉下载厨编程折以生减成目雀标系摔统钓,机即将另电子水产品掉从电纺路功娃能仿睬真殊、富性能君分析勤、滚优化尸设计跪到结钻果测煤试的乌全过幻程在宵计算谋机上达自动嘉处理绳完成炊。掉3辉ED典A忙技术腾的设鹿计流咸程宜ED痕A愤技术情是将区传统营的晶“旦电路类设计秧——蕉硬件神搭试近——主—欺调试男焊接宗”龟模式遵变为田“呼功能询设计彼——鸭—事软件疲模拟蔬——院—腔编程飘下载地”页方式壤，欢设计郑人员酸只需父一台巡微机堆和相眼应的域开发晶工具影即可蒙研制锯出各昏种功酱能电茎路绳。悔ED宿A究技超术将炼电子惧产品集设计浩从软锦件编题译崇、放逻辑界化简照、响逻辑哑综合湖、精仿真伏优化经、津布局障布线企、耕逻辑章适配敌、司逻辑励影射切、哈编程社下载肯、软生成巨目标袭系统经的全晒过程毅在计敲算机呢及其游开发栋平台橡上自侨动处足理完政成灾。障具寻体流酱程如图下所掠示呆:尾设计劣目标喊◆雄输入泼◆商逻辑紧编译帮◆济综合骂◆忘器件月适配钉◆乳功能远仿真滑◆喝编程全下载饿◆洞目标诱系统渐4孤电子狱系统灯设计荐与仿漆真挽下面念以A争lt鸡er炒公月司的息可编浇程器渡件的疮开发枯工具旁MA芝X+茶PL代US侨I润I某为平由台,氧采用对层次唇化设长计方嘱法,笋设计踏一个收带旁设置臂初始厌时间被和顺清零及的时第钟控顽制电怖路,透走时汇显示茅原理屋图见筐图1寸，校瓶时清绸零原原理图造见图秃2屠。实验板上晶振发出的信号实验板上晶振发出的信号1MHz105分频10分频秒个位计数器秒十位计数器分个位计数器分十位计数器时个位计数器进位时钟进位进位进位进位五进制计数器3线8线译码时钟进位地址时钟进位秒个位译码显示秒十位译码显示分十位译码显示分个位译码显示时个位译码显示循环选通彼图1度.走飘时显箩示原档理图实验板上晶振发出的信号实验板上晶振发出的信号1MHz106分频秒个位计数器秒十位计数器分个位计数器分十位计数器时个位计数器进位时钟进位进位进位进位分校时电路选通时校时电路选通清零电路同步电路清零电路各位计数器时钟时钟时钟清零时钟蹲图2层.校绑时清市零原贯理图殃4.欢1各催功能忆模块船的设饿计发（1拥）分来频电挪路的签设计奖74虏16均2是偿模十续的计坊数器茎，可灵对信危号进题行十柜分频疯，信果号从片74去16编2的培时钟淘端输泻入，叮从7镜41由62和的进墙位端绑输出攀的信威号就双是输旗入信幕号的亮经十恶分频详后的阅信号朝，因量此N释个7烦41痛62解按上辫述方寨式级饮联即疑实现协了对堆输入浊信号义的1流0椒N纯的分娃频。屿由此马制成柳一千识分频吃和一化百分牧频电配路。变因此孕1M夜Hz傅的信钥号经映过1工00医00累00遍分频咱得到华1H顽z的女信号菌，1割MH村z的连信号脱经过座10控00绝00围分频溪得到怀1H着z的脖信号颠，1篇MH号z的咬信号嫁经过僻10农00骄分频坟得到扩10恢0H除z的烈信号絮，因某此分水频电匪路图晒3所筛示。敢图3球望分频陕电路枝原理辩图棵分频症电路雄完成备电路挑对高史频信娃号的皇分频改，应改作为晚一个合功能臣化模叙块进眨行封呜装，别它实慰现了欲将1版MH凉z的孟信号喘，转般换为穿1H炸z灶和妖1驴00酬Hz坛的信绳号的哑功能顶，封票装图美如散图4舱所示足。缺图4雅分星频电更路封疫装图具（2瑞）秒核位计民时电狮路的色设计住实验毕板上常的晶繁振发兼出1景MH付z的荐信号猫，此匆信号辜经1杀00镜00咐00乖分频疯得到雪1H泉z的璃信号蛋，这岭个信从号可锤以触询发秒膊的个择位计破数，校秒的佛个位叉可用合一个文74男16炕2计迟数器提来计虎时。抹秒个冠位计享数器箭的进轧位输竞出信交号可吩以触成发秒扣十位资计数自，秒湾的十回位应兄该是她一个寇六进稀制计耕数器静，用忆AH妖DL许语言农直接凤编写叛制成版模六言的计牙数器妖。其册程序干如下洞：普SU进BD敞ES勿IG耻N赶ll协_6榴ji吸sh很uq油i(第lo察ad域,d掌[3俩..筒0]沉,e可nt免,e旦np姑,c察lr育n,湖cl债k仍炭:纤IN崭PU桌T诊;靠羊q[驳3.暂.0聪],振co格续:财OU踢TP椅UT断;)率VA百RI蛙AB横LE者co粗u[督3.侍.0唉]:纽df筹f;跪BE孟GI辩N余co辽u[乱].电cl逮k=窗cl属k;分IF查c船lr横n=祸=0策T怒HE加N动呆co胶u[缺]=矮0;粥EL振SI北F咽lo乘ad东==乔0免TH拍EN粘愁co童u[默]=威d[干];押EL里SI愤F萍en丙t&斗en蛇p讽TH脸EN盗萌if西c瞧ou抱[]同==翅5辣th避en揉竖堵培co捐u[怒]=妙0;救el冈se做co愧u[老]=敬co虏u[姻]+余1;换en滥d萌if押;限EL危SE膊腹co桑u[他]=滋co太u[咳];揪EN雹D幕IF园;化q[行]=其co闻u[连];基co起=q爆3&水q0冷&e还nt贸;纤EN毅D;识封装与后如驾图5惊所示稀。神图5丙六蜂进制统计数发器原杆理图泪（3荒）它分位矮计时赏电路哥的设编计驰分个源位的攻计数财器由叨74馒16吼2组影成，楚它由锻秒十凶位的谣进位扰信号圆触发淋计数魄，袭而分糖十位形也是伏由按六进限制计傍数器捕构幼成的脖，原遣理同呈上述坏秒十读位计肺数器下，它仿由秒穿个位疑计数底器的指进位锹信号许触发候计数每，秒旅十位预计数浸器本疾身的统进位连信号俗触发迈时个酬位计傻数器零计数杰，原摘理图组和级灰联方社式与宾上述亦秒位况计时陡电路脉类似晓，这恼里不晋再赘掏述。煤（4浩）志时位咬计时林电路悼的设傻计泡时个绒位的坑计数酸器由肾74赖16资2组撑成，糠它由秃分十幅位的要进位踪信号坦触发若计数垃，原浩理图亭和级把联方坛式与治上述冬秒位孙计时吩电路慌类似古，这指里不怨再赘健述。避（5屡）计迎时电趴路的贷整体鄙设计厘计时执电路档由秒众计时伸，分储计时就和实纯际是漆电路跟按上订述方冒法级便联起膨来，工实现画电子陵钟的海走时溉计数堪功能姓，计愤数器便所计安的数例值经糖过译愿码显脑示电刺路，锈驱动时LE情D数甜码管恼显示黄正常座的数尤字，遭它的第输入莫信号睛为1娘Hz嫁的信剂号，详输出无为各的位上线数值勇的B错CD呀码。爽清零区电路暗也集迹成在年这里婶，电秤路图生如图赞6所放示聋。狭（6算）L恼ED封动态栋扫描应显示伤电路磨设计本①滔显示苏驱动烟电路庙设计基图7园显刊示译淋码电讨路原吨理瓦图6雹计败时电萍路原来理图仅及其崇封装桨图渡如上呀图所岩示，躺可将旁BC骑D码踏转换培为数纪字显赌示码踢，有足四个庆输入羡引脚盗，此搭七个乌输出临引脚显分别抵对应垃到七泽段译振码器盏的a陶，b闸，c澡，d鸟，e锋，f怀，g运这七条段L能ED摘，实隆验班处用的育LE别D是色共阴音极的对，因瞎此七野段译凯码器迅的真灰值表想如下野图所尊示，漂使用被AH午DL庭语言关进行罢设计顾，用奇真值维表语贡句设储计七闲段显厉示译站码驱摧动电杀路，岂编译受，查什错，染链接蚕，用睁波形袋仿真食，分蹦别输胆入0膀—9小的蔽BC取D码微，观抛察对近应的朵输出革是否妈驱动质相应承的码孔段发震光，证逐个扇分析头没位劈数字掉是否饶正确息，若签全部圈正确床，则养创建五七段号显示燕译码工驱动股电路碌的符学号文熊件：县产生垒lu傻lu久_7碎se污g_泉en遇co检de前文件徒，以拼便在娘设计泡总体老电路逃时，捕直接仔插入样七段颗译码旗电路惊。将钥上述新每一锹位计孙数器东输出偏的四双位B碰CD篮码接猾到七腔段译包码器背的输卡入端蜓，七求段译孙码器盈的输唉出即革可驱侧动七侄段数钱码显买示管停正常市工作赌。臣七段迫译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