基于EDA技術的數(shù)字電子時鐘設計

PAGE1EDA技術實現(xiàn)的數(shù)字電子鐘設計摘要電子設計自動化ElectronicDesignAutomation（以下簡稱EDA）技術已經代替?zhèn)鹘y(tǒng)的集成電路設計方法，逐漸成為電子系統(tǒng)設計者的主要設計手段。MAXplusⅡ是EDA仿真軟件之一。具有功能強大、界面友好和使用方便等特點，是目前教育與工業(yè)界流行的集成電路輔助設計軟件。MAXplusⅡ是一種在電子技術工程與電子技術教學中廣泛應用的優(yōu)秀計算機仿真軟件，被譽為“計算機里的電子實驗室”。本文介紹了一種基于MAXplusⅡ軟件設計數(shù)字電子鐘的方法。關鍵詞EDAMAXplusⅡ軟件數(shù)字電子鐘目錄引言·································································································1第一章EDA概論·············································································21.1EDA技術概述············································································21.2EDA在數(shù)字電路課程設計中的必要性············································21.3MAXplusⅡ概述···················································································31.4設計電子鐘的可行性分析····························································3第二章設計依據(jù)·············································································42.1設計總體方案·············································································42.2設計原理···················································································42.3設計目標和方法·········································································4第三章EDA電子鐘系統(tǒng)設計···························································53.1電子鐘的功能分析、總體規(guī)劃·······················································53.1.1電子鐘功能分析······························································53.1.2總體規(guī)劃·········································································53.2使用MAXplusⅡ作為數(shù)字電子鐘設計平臺·················································53.2.1MAXplusⅡ軟件仿真特點···························································53.2.2MAXplusⅡ介紹··········································································63.3單元電路設計與分析····································································63.3.1石英晶體振蕩器·······························································63.3.2分頻電路··········································································73.3.3秒、分計數(shù)電路·······························································83.3.4時計數(shù)電路······································································93.3.5校時電路·········································································103.3.6整點報時電路··································································103.3.7定時鬧鐘·········································································12第四章MAXplusⅡ電子鐘仿真結果····························································154.1MAXplusⅡ電子鐘基本功能仿真結果·······················································154.2MAXplusⅡ電子鐘擴展功能仿真結果························································154.3MAXplusⅡ電子鐘整體仿真結果······························································15結束語·······························································································17參考文獻···························································································18PAGE24更多論文/fanteral1引言隨著計算機在國內的逐漸普及，計算機已經深入到每一個行業(yè)，計算機與每個工作領域緊密地聯(lián)系在了一起。使用計算機可以大大提高工作效率。電子技術作為信息化社會的重要技術基石，已經成為20世紀下半葉乃至21世紀發(fā)展最迅速、最活躍、最具有滲透力的技術。實現(xiàn)信息化的網(wǎng)絡及其關鍵部件不管是各種計算機還是通訊電子設備，它們的基礎都是集成電路。集成電路技術發(fā)展至今，全世界數(shù)以萬億美元計的設備和科技投入，已使電子技術形成非常強大的產業(yè)能力。電子技術水平發(fā)展如此迅速，在于它具有極大的市場應用需求?？茖W技術發(fā)展到今天，衡量許多電子產品技術含量高低在很大程度上取決于電子技術的引入水平。然而，孤立地發(fā)展電子技術是沒有出路的，它必須同各種生產實踐相結合，以社會需求為動力。隨著計算機新技術的發(fā)展以及電子系統(tǒng)設計新需求的上升，技術競爭需要的是對新器件應用的需求，集成電路專業(yè)設計人員需要的是貫穿電子設計過程始終的最小人工花銷、最強的自動化設計手段。正是在這種強烈的技術要求推動下，產生了電子設計自動化EDA(ElectronicDesignAutomation)技術，EDA是新崛起的現(xiàn)代化電子設計手段。EDA技術的關鍵之一是EDA工具，EDA工具是指以計算機為工作平臺，融合了應用電子技術、計算機技術、智能化技術最新成果而研制成的電子設計通用工具軟件，本文就是介紹一種EDA工具——EWB軟件設計數(shù)字電子鐘。EDA概述EDA技術概論電子產品隨著技術的進步，更新?lián)Q代速度可謂日新月異。不同行業(yè)層出不窮的技術需求，使得對配套電子系統(tǒng)或部件的功能、可靠性、集成度、成本、設計周期的要求日益提高。隨著時間的推移，科學研究與技術開發(fā)行為日益市場化，而遠非純粹的學術行為，這要求設計工作必須在較短的時間內出色完成，技術人員感到工作壓力越來越大。顯然，采用傳統(tǒng)的電子設計手段完成復雜電子系統(tǒng)設計顯得越來越力不從心了，傳統(tǒng)的電子設計與現(xiàn)實手段受到極大的挑戰(zhàn)。如果在激烈的技術產品競爭中仍沿用老辦法，很可能在激烈的競爭中處于被動落后的境地，例如，當設計比較復雜的電子系統(tǒng)時，要等到做完全部硬件試驗才開始設計印制電路板，這樣，設計周期必然會相應拉長，即使設計出印制電路板來，也很難保證它的電氣連接全部正確、各個元器件參數(shù)合理以及完善的電磁兼容性能，如果需要設計實現(xiàn)的數(shù)字電路部份規(guī)模較大，仍習慣地利用中、小規(guī)模數(shù)字集成芯片實現(xiàn)，電路的集成度和可靠性在許多應用場合會受到很大限制，甚至根本無法滿足需求。作為電路主體的器件，特別是集成電路器件功能越來越強大，集成度越來越高，傳統(tǒng)設計方式已難以勝任。EDA即電子設計自動化，英文全稱ElectronicDesignAutomation，EDA技術是以計算機為工作平臺，以EDA軟件工具為開發(fā)環(huán)境，以硬件描述語言為設計語言，以可編程器件為實驗載體，以芯片為目標器件，以電子系統(tǒng)設計為應用方向的電子產品自動化設計過程。EDA技術滿足了提高設計規(guī)模、質量和效益的需要。目前，電子產品開發(fā)領域的競爭十分激烈，其產品的市場周期越來越短，這意味著電子產品的設計開發(fā)周期必須大大縮短，沒有高效率的設計手段是無法參與市場競爭的。EDA工具的優(yōu)勢體現(xiàn)在復雜電路系統(tǒng)的設計上，其設計效率遠遠高于人工設計，而且可按照事先規(guī)定的設計規(guī)則隨時進行檢查，及時提醒設計者出現(xiàn)的設計失誤，設計質量得到保障，這自然會縮短周期、降低成本、提升競爭力，從而最大限度地提高經濟效益。EDA技術是以計算機科學和微電子技術發(fā)展為先導，匯集了計算機圖形學、拓撲邏輯學、微電子工藝與結構等多種學科的先進技術，它是在計算機工作平臺產生的電子系統(tǒng)設計應用技術。EDA技術隨著計算機、集成電路和電子系統(tǒng)設計的發(fā)展，經歷了計算機輔助設計CAD、計算機輔助工程設計CAE和電子設計自動化EDA3個發(fā)展過程。EDA技術融合了應用電子技術、計算機技術、信息處理及智能化技術的最新成果，進行電子產品的自動設計。EDA軟件在電子行業(yè)的應用也越來越廣泛，但和發(fā)達國家相比，我國的電子設計水平仍然存在著相當大的差距，隨著經濟全球化，中國已走入WTO，隨著加入WTO，電子行業(yè)將會受到較大的沖擊。但我國許多從事電子設計工作的人員對EDA軟件并不熟悉，因此需提高電子設計在電腦方面應用的水平。EDA在數(shù)字電路課程設計中的必要性數(shù)字電路課程設計是數(shù)字電路設計型實驗中的重要部分，它要求運用電子技術課程中有關的理論知識和實驗方法，完成一些綜合性較強的設計課題。由于目前在數(shù)字電路實驗教學中，大部分院校仍然用中小規(guī)模的通用集成電路來實現(xiàn)設計功能，當設計的數(shù)字電子鐘系統(tǒng)比較復雜，需要多個集成芯片和大量連線時，就增加了設計電路板的難度和故障調試難度，延長了設計周期，降低了學生的學習興趣；同時，常用中小規(guī)模集成芯片的大量重復使用也大大增加了設計成本。因此，在數(shù)字電路課程設計中引入EDA技術，采用當前國際先進的設計方法和理念，改革傳統(tǒng)的課程設計方法，已經成為一種趨勢。在學校電子技術實驗的課程教學中，最讓實驗老師感到頭痛的有兩個方面：一是由于電路的連接、電子元件的損壞或儀器毛病，為了查找這些問題，使得一個實驗在相對短暫的時間內難以完成；二是儀器壞了要修理，元件壞了要拆換，連接導線、電纜線損壞也要調換等等。這些不僅大大增加了實驗的開支，同是實驗室的管理也非常困難。應用EDA虛擬的電子實驗平臺，讓學生坐在計算機旁進行各種電子線路的仿真實驗與在實驗室使用真實的儀器、進行電子線路實驗，具有同樣的感受和更具有真實的實驗效果。學生可以在虛擬的元器件庫中拿取元器件；可以在虛擬的儀器庫中拿取儀器與儀表；同樣可以用導線與電纜連接電路；可以選擇器件的參數(shù)，可以對電路進行調試、分析；可以在示波器的顯示屏上觀測到所測電壓、電流的波形，可以通過儀表讀取被測參數(shù)的值，這一切都非常逼真。做仿真實驗一般不會損壞儀器，不會燒壞儀器（除非把計算機損壞）。只要按照規(guī)定的方法進行實驗，都能夠達到預期的實驗目的?？梢?，用EDA軟件進行仿真電子實驗的確可以達到事半功倍的效果。所以在數(shù)字電路課程設計中學習EDA技術是非常必要的。MAXplusⅡ概述EDA技術的關鍵之一是EDA工具，EDA工具是指以計算機為工作平臺，融合了應用電子技術、計算機技術、智能化技術最新成果而研制成的電子設計通用工具軟件，主要能進行三方面的輔助設計工作：（1）：PCB印刷電路板設計（2）：ASIC（集成電路）設計（3）：電子系統(tǒng)設計（SOC）沒有EDA技術的支持，想要完成超大規(guī)模集成電路的設計是很難想象的，反過來，生產制造技術的不斷進步又必將對EDA技術提出新的要求。由于集成電路制造技術日新月異,電路的設計日趨復雜。為了能在電路實現(xiàn)之前,完全掌握操作環(huán)境因素(如電源電壓、溫度等)對電路的影響,利用電腦輔助設計進行電路模擬與分析,并進行輸入與輸出信號響應的驗證,可有效地節(jié)省產品開發(fā)的時間與成本。Altera公司推出的MAXplusⅡ軟件是專門用于電子電路仿真的“虛擬電子工作臺”軟件，它是目前全球最直觀、最高效的EDA軟件。它的功能強大，能夠提供電阻、電容、三極管、集成電路等數(shù)十大類幾千種元件，能夠提供示波器、萬用表等十幾種常用的電子儀器；具有強大的電路圖繪制功能，可繪制出符合標準的電子圖紙；它還具有強大的波形顯示功能，并且結果可輕松放入各類文檔。用該軟件進行設計、分析非常方便。本文在MAXplusⅡ基礎上設計電子時鐘，是由數(shù)字集成電路構成、用數(shù)碼管顯示的一種現(xiàn)代計時器，與傳統(tǒng)機械式時鐘相比具有更高的準確性和直觀性，且無機械裝置，具有更長的使用壽命，因此廣泛使用。MAXplusⅡ是美國加州Altera公司推出的專門用于電子線路仿真實驗與設計的“虛擬電子工作平臺”。MAXplusⅡ是一種在電子技術工程與電子技術教學中廣泛應用的優(yōu)秀計算機仿真軟件，被公認為是最易使用，人機界面最友善的數(shù)字系統(tǒng)開發(fā)軟件，特別適合初學者使用。1.4設計電子鐘的可行性分析選用MAXplusⅡ軟件，以計算機作為載體。通過使用MAXplusⅡ軟件，設計實現(xiàn)一個數(shù)字電子鐘。并使數(shù)字鐘具有校時、校分、校秒及整點報時功能。掌握使用MAXplusⅡ軟件完成基本電路的設計。設計數(shù)字電子鐘的條件具備，設計是可行的。第二章設計依據(jù)2.1設計總體方案多功能數(shù)字鐘電路的設計總體方案框圖(如圖2-1所示)，由控制電路、兩個60進制計數(shù)器、一個12進制計數(shù)器、譯碼器、顯示器和揚聲器組成?？刂齐娐房刂朴嫈?shù)器計時和揚聲器報時。計數(shù)器對秒、分、小時進行計時,當計時到11時59分59秒時,來一個計數(shù)脈沖,則計數(shù)器清零，重新開始計時。譯碼器將計數(shù)器輸出的BCD碼計時結果轉換成十進制送到顯示器。顯示器顯示時、分、秒計時結果。圖2-1總體方案框圖2.2設計原理數(shù)字電子鐘由振蕩器、分頻器、計數(shù)器、譯碼顯示器、報時等電路組成。其中振蕩器和分頻器組成標準秒信號發(fā)生器，由不同進制的計數(shù)器、譯碼器和顯示器組成計時系統(tǒng)。秒信號送入計數(shù)器進行計數(shù)，把累加的結果以‘時’、‘分’、‘秒’的數(shù)字顯示出來?！畷r’顯示由12進制計數(shù)器、譯碼器、顯示器構成?！帧?、‘秒’顯示分別由60進制計數(shù)器、譯碼器、顯示器構成?？蛇M行整點報時，計時出現(xiàn)誤差時，可以用校時電路校時、校分。2.3設計目標和方法MAXplusⅡ軟件作為電子鐘設計工作平臺，以數(shù)字電路為設計電子鐘的理論基礎，按照“自頂向下”的層次化設計方法設計該電路，對整個系統(tǒng)進行方案設計和功能劃分，系統(tǒng)的關鍵電路用一片或幾片專用集成電路實現(xiàn)，應用MAXplusⅡ軟件進行數(shù)字電路的設計與仿真。第三章EDA電子鐘系統(tǒng)設計3.1電子鐘功能分析、總體規(guī)劃3.1.1電子鐘功能分析1：電子鐘基本功能設計目標數(shù)字鐘能進行正常的時、分、秒計時,小時計時要求為12進制循環(huán),分和秒計時要求為60進制循環(huán)。2：電子鐘擴展功能設計目標整點報時：要求逢整點報時,在59′59″即到整點時,揚聲器發(fā)出最后一聲整點報時。校時：校正時間，能夠通過手動按鍵來調整時間，實現(xiàn)校時功能，具有鬧鐘功能。3.1.2總體規(guī)劃數(shù)字電子鐘主干電路系統(tǒng)由秒信號發(fā)生器、“時、分、秒”計數(shù)器、譯碼器及顯示器、校時電路、整點報時電路組成。秒信號產生器是整個系統(tǒng)的時基信號，它直接決定計時系統(tǒng)的精度，一般用石英晶體振蕩器和分頻器來實現(xiàn)。將標準秒信號送入“秒計數(shù)器”，“秒計數(shù)器”采用60進制計數(shù)器，每累計60秒發(fā)出一個“分脈沖”信號，該信號將作為“分計數(shù)器”的時鐘脈沖。“分計數(shù)器”也采用60進制計數(shù)器，每累計60分鐘，發(fā)出一個“時脈沖”信號，該信號將被送到“時計數(shù)器”?！皶r計數(shù)器”采用12進制計時器，可實現(xiàn)12小時的累計。通過六個LED顯示器顯示出來。整點報時電路根據(jù)計時系統(tǒng)的輸出狀態(tài)產生一脈沖信號，然后去觸發(fā)一音頻發(fā)生器實現(xiàn)報時。校時電路用來對“時”、“分”、“秒”顯示數(shù)字進行校對調整。電子鐘系統(tǒng)總體規(guī)劃如圖3-1所示：圖3-1電子鐘系統(tǒng)總體規(guī)劃3.2使用MAXplusⅡ作為數(shù)字電子鐘設計平臺MaxplusⅡ是針對數(shù)字電路的一個應用軟件。它的特點是:無需畫電路圖,而是用編寫代碼的形式來描術電路的功能.把編寫的代碼經該軟件在計算機上仿真，若滿足技術要求,即可下載到CPLD的下載板上。3.2.1MAXplusⅡ仿真軟件的特點1：多平臺系統(tǒng)：MaxplusⅡ的設計輸入,處理與校驗功能一起提供了全集成化的可編程開發(fā)工具，可以加快動態(tài)調試,縮短開發(fā)周期。

2：開放的界面:MaxplusⅡ可與其他工業(yè)標準的設計輸入,綜合和校驗工具鏈接.具有EDIF,VHDL,VerilogHDL以及其他的網(wǎng)表接口,便于與許多公司的EDA工具接口,包括Cadence,Mentor,Synplicity,Viewlogic等公司提供的EDA工具接口。

3：模塊組合式工具軟件:MaxplusⅡ具有一個完整的可編程邏輯設計環(huán)境,包括設計輸入,設計處理,設計校驗和下載編程四個模塊。

4：與結構無關:MaxplusⅡ支持Altera的Classic,MAX5000,MAX7000,FLEX10K等可編程器件系列,提供工業(yè)界中唯一真正與結構無關的可編程邏輯設計環(huán)境。

5：硬件描述語言:MaxplusⅡ支持各種HDL設計輸入語言,包括VHDL,AHDL和Verilog。

VerilogHDL和VHDL都是適用于邏輯設計的硬件描述語言,并且都已成為IEEE標準。他們作為描述硬件電路設計的語言,其共同的特點在于:語言覆蓋面廣,描述能力強,能支持硬件的設計,驗證,綜合和測試。3.2.2MaxplusⅡ介紹1：本文使用MaxplusⅡ版本的界面如圖3-2所示：圖3-2EWB5.12版本界面使用MaxplusⅡ可以實現(xiàn)大部分模擬電子線路與數(shù)字電子線路實驗的功能，易學、易用、真實、準確、快捷、方便、在以往進行電子線路設計時，最初的設計電路往往是不可能一次達到設計要求，而需要經過反復多次仿真、測試，才能符合設計要求。這樣既費時費力，又增加了產品的成本。此外，因受工作場所、儀器設備等因素的限制，許多實驗難以進行。利用EWB仿真軟件就可以在虛擬器件庫中隨意選擇并改變器件的參數(shù)，在虛擬的儀器庫中隨意選擇需要的儀器設備，在虛擬的試驗平臺上進行實驗，以使設計電路最終達到最佳設計要求。3.3單元電路設計與分析3.3.1電子鐘設計步驟和原理圖分析

1：設計實驗原理圖（頂層設計）通過上面的分頻器，兩個60進制的計數(shù)器，一個24進制的計數(shù)器，6選1掃描器，7段數(shù)碼顯示器，設計如圖所示的頂層。規(guī)定每一模塊的功能和各模塊之間的接口。

（1）second（秒）６０進制計數(shù)

（2）minute（分）６０進制計數(shù)

（3）hour（時）2４進制計數(shù)

（4）fp百分頻器（5）6選1掃描顯示（6）段數(shù)碼顯示器

同時整個計數(shù)器有清零。設計思想，利用脈沖時鐘產生一個1Hz的信號來實現(xiàn)一秒鐘的控制，要產生1Hz的信號就要用到分頻器，實驗中用三個百分頻器把1MHz的信號變成1Hz。然后信號進入控制秒的計數(shù)器，當?shù)?0個脈沖時鐘到來時，產生一個進位信號，送到控制分的計數(shù)器，同理，當?shù)?0個脈沖時鐘到來時，產生一個進位信號，送到控制小時的計數(shù)器。當小時計數(shù)器計數(shù)到24時，完成一個周期，跳轉到零。輸出是由7段數(shù)碼顯示器和6選1掃描器來完成的。掃描器時鐘取至前面分頻未結束時的一個100Hz的信號。這樣就能夠在7段數(shù)碼顯示管上，以100Hz的頻率掃描顯示出時鐘的數(shù)字變化。3.3.2石英晶體振蕩器振蕩器是計時器的核心,石英晶體振蕩器的作用是用來穩(wěn)定頻率和選擇頻率。它的穩(wěn)定度和精度決定了計時器的準確度。3.3.3分頻電路主要功能有2個，一是產生標準秒脈沖信號；二是可提供整點報時所需要的高、低頻率信號。分頻模塊圖程序如下libraryIEEE;useIEEE.std_logic_1164.all;useIEEE.std_logic_arith.all;useIEEE.std_logic_unsigned.all;entityfpisport(rst,clk:inSTD_LOGIC;what:outSTD_LOGIC);endfp;architectureaoffpissignalcount100:integerrange0to99;signaltt:std_logic;beginprocess(rst,clk)beginifrst='1'thencount100<=0;elsifrising_edge(clk)thencount100<=count100+1;tt<=tt;ifcount100=99thencount100<=0;tt<=nottt;endif;endif;what<=tt;endprocess;enda;仿真波形仿真波形分析：由仿真波形圖可知，當clk為上升沿，what為下降沿時，count100輸出由99變?yōu)?，并且count100都是由0到99循環(huán)，所以，這是一個100分頻模塊.3.3.3秒、分計數(shù)電路秒信號發(fā)生器是數(shù)字電子鐘的核心部分，它的精度和穩(wěn)定度決定了數(shù)字鐘的質量，通常用晶體振蕩器產生的脈沖。秒、分計數(shù)電路為60進制，秒十位、個位輸出端分別接有譯碼顯示器，當電路運行后,計數(shù)器便開始從00～59計數(shù)，顯示器就會顯示相應的數(shù)碼。秒模塊圖程序如下libraryieee;useieee.std_logic_1164.all;useieee.std_logic_unsigned.all;entitysecondisport(clk,reset:instd_logic;sec1,sec2:outstd_logic_vector(3downto0);carry:outstd_logic);endsecond;architecturert1ofsecondissignalsec1_t,sec2_t:std_logic_vector(3downto0);beginprocess(clk,reset)beginifreset='1'thensec1_t<="0000";sec2_t<="0000";elsifclk'eventandclk='1'thenifsec1_t="1001"thensec1_t<="0000";ifsec2_t="0101"thensec2_t<="0000";elsesec2_t<=sec2_t+1;endif;elsesec1_t<=sec1_t+1;endif;ifsec1_t="1001"andsec2_t="0101"thencarry<='1';elsecarry<='0';endif;endif;endprocess;sec1<=sec1_t;sec2<=sec2_t;endrt1;仿真波形仿真波形分析：由仿真波形圖可知，當clk和carry為上升沿時，sec1輸出由9變?yōu)?，并且sec1都是由0到9循環(huán)，sec2輸出由5變?yōu)?，并且sec2都是由0到5循環(huán)，所以，這是一個60進制的秒控制模塊。分模塊圖程序如下：libraryieee;useieee.std_logic_1164.all;useieee.std_logic_unsigned.all;entityminuteisport(clk,reset:instd_logic;min1,min2:outstd_logic_vector(3downto0);carry:outstd_logic);endminute;architecturert1ofminuteissignalmin1_t,min2_t:std_logic_vector(3downto0);beginprocess(clk,reset)beginifreset='1'thenmin1_t<="0000";min2_t<="0000";elsifclk'eventandclk='1'thenifmin1_t="1001"thenmin1_t<="0000";ifmin2_t="0101"thenmin2_t<="0000";elsemin2_t<=min2_t+1;endif;elsemin1_t<=min1_t+1;endif;ifmin1_t="1001"andmin2_t="0101"thencarry<='1';elsecarry<='0';endif;endif;endprocess;min1<=min1_t;min2<=min2_t;endrt1;仿真波形仿真波形分析：由仿真波形圖可知，當clk和carry為上升沿時，min1輸出由9變?yōu)?，并且min1都是由0到9循環(huán)，min2輸出由5變?yōu)?，并且min2都是由0到5循環(huán)，所以，這是一個60進制的分控制模塊3.3.4時計數(shù)電路時模塊圖程序如下：libraryieee;useieee.std_logic_1164.all;useieee.std_logic_unsigned.all;entityhourisport(clk,reset:instd_logic;hour1,hour2:outstd_logic_vector(3downto0));endhour;architecturert1ofhourissignalhour1_t,hour2_t:std_logic_vector(3downto0);beginprocess(clk,reset)beginifreset='1'thenhour1_t<="0000";hour2_t<="0000";elsifclk'eventandclk='1'thenifhour1_t="0011"andhour2_t="0010"thenhour1_t<="0000";hour2_t<="0000";elseifhour1_t="1001"thenhour1_t<="0000";ifhour2_t="0010"thenhour2_t<="0000";elsehour2_t<=hour2_t+1;endif;elsehour1_t<=hour1_t+1;endif;endif;endif;endprocess;hour1<=hour1_t;hour2<=hour2_t;endrt1;仿真波形仿真波形分析：由仿真波形圖可知，當clk為上升沿時，hour1輸出由9變?yōu)?，并且hour1都是由0到9循環(huán)，hour2輸出由2變?yōu)?，并且hour2都是由0到2循環(huán)，所以，這是一個24進制的時控制模。3.3.56選1掃描顯示電路掃描顯示模塊圖程序如下：libraryieee;useieee.std_logic_1164.all;useieee.std_logic_unsigned.all;entitymux6_1scanisport(clkscan,reset:instd_logic;in1,in2,in3,in4,in5,in6:instd_logic_vector(3downto0);data:outstd_logic_vector(3downto0);sel:outstd_logic_vector(2downto0));endmux6_1scan;architecturert1ofmux6_1scanissignalcount:std_logic_vector(2downto0);beginprocess(clkscan,reset)beginifreset='1'thencount<="000";elsifclkscan'eventandclkscan='1'thenifcount="101"thencount<="000";elsecount<=count+1;endif;endif;endprocess;process(count)begincasecountiswhen"000"=>data<=in1;when"001"=>data<=in2;when"010"=>data<=in3;when"011"=>data<=in4;when"100"=>data<=in5;whenothers=>data<=in6;endcase;endprocess;sel<=count;endrt1;仿真波形仿真波形分析：由仿真波形圖可知，當clkscan脈沖輸入時，輸入信號sel為001時，輸出count為1，當sel為010時，輸出信號count為2，直到101時，當輸入信號又由5變?yōu)?開始循環(huán)。3.3.67段數(shù)碼顯示器 7段顯示模塊圖程序如下：libraryieee;useieee.std_logic_1164.all;entitysegment7isport(data:instd_logic_vector(3downto0);dout:outstd_logic_vector(6downto0));endsegment7;architecturebehavofsegment7isbeginprocess(data)begincasedataiswhen"0000"=>dout<="0111111";when"0001"=>dout<="0000110";when"0010"=>dout<="1011011";when"0011"=>dout<="1001111";when"0100"=>dout<="1100110";when"0101"=>dout<="1101101";when"0110"=>dout<="1111101";when"0111"=>dout<="0100111";when"1000"=>dout<="1111111";when"1001"=>dout<="1101111";whenothers=>dout<="0000000";endcase;endprocess;endbehav;仿真波形第四章EWB電子鐘仿真結果4.1EWB電子鐘基本功能仿真結果首先，由石英晶體振蕩器輸出穩(wěn)定的脈沖信號，經過振蕩器輸出標準的秒脈沖信號，秒計數(shù)電路為六十進制計數(shù)器，秒計數(shù)電路將振蕩器產生的秒脈沖信號作為輸入信號，進行計數(shù)，并通過秒顯示器顯示秒；其次