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基于FPGA数字跑表的设计.pdf
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基于 FPGA 数字跑表的设计
1
现代电子技术实验报
告
数字跑表的设计
1
目 录…………………………………………………………………………… 2
一、基于 FPGA 的 VHDL 设计流程………………………………………….3
1.1 VHDL 语言介绍…………………………………………………………..3
1.1.1 VHDL 的特点………………………………………………………….. 3
1.2 FPGA 开发介绍………………………………………………………….. 4
1.2.1 FPGA 简介……………………………………………………………... 4
1.2.2 FPGA 设计流程………………………………………………………... 4
1.2.3 实验板使用芯片 XC3S200A 介绍……………………………………… 6
二、总体电路的设计……………………………………………………………6
2.1 设计要
求
…………………………………………………
…………………………...6
2.2 系统工作原
理
……………………………………………………
……………………6
2.3 单元电路的划
分
……………………………………………………
………………...6
三、电子秒表的单元电路设计…………………………………………............7
3.1 电子秒表的设计过程及结果分析………………………………………….7
3.1.1 分频器……………………………………………………………………..7
3.1.2 按键消抖…………………………………………………………………...8
3.1.3 控制电路…………………………………………………………………..8
3.1.4 计数器……………………………………………………………………..9
3.1.5 寄存器……………………………………………………………………..12
3.1.6 显示模块…………………………………………...……………………...15
3.1.7 使能模块…………………………………………......................................17
1
四、 顶层设计…………………………………………......................................18
4.1 顶层设计………………………………………….........................................18
4.2 分配引脚和下载实现……………………………………….........................19
4.3 测试结果及结
论.............................................................................................20
五、经验及收获...................................................................................................22
1
一、基于 FPGA 的 VHDL 设计流程
1.1 VHDL 语言介绍
VHDL(Very-high-speed Integrated Circuit
Hardware Description Language)诞生于 1982
年.1987 年底,VHDL 被 IEEE(The Institute of
Electrical and Electronics Engineers)和美国
国防部确认为标准硬件描述语言.自 IEEE 公
布了 VHDL 的标准版本(IEEE-1076)之后,
各 EDA 公司相继推出了自己的 VHDL 设计环
境,并宣布自己的设计工具可以和 VHDL 接口.
此后 VHDL 在电子设计领域得到了广泛的接
受,并逐步取代了原有的非标准硬件描述语
言.1993 年,IEEE 对 VHDL 进行了修订,从更高
的抽象层次和系统描述能力上扩展 VHDL 的
内容,公布了新版本的 VHDL,即 IEEE 标准的
1076-1993 版本.现在,VHDL 和 VERILOG 作
为 IEEE 的工业标准硬件描述语言,又得到众
多 EDA 公司的支持,在电子工程领域,已成为
事实上的通用硬件描述语言.有专家认为,在新
的世纪中,VHDL 和 VERILOG 语言将承担
起几乎全部的数字系统设计任务.
1.1.1 VHDL 语言的特点
与其他硬件描述语言相比,VHDL 具有以下
特点:
1、功能强大、设计灵活:VHDL 具有功能
强大的语言结构,可以用简洁明确的源代码来
描述复杂的逻辑控制.它具有多层次的设计描
述功能,层层细化,最后可直接生成电路级描
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