课
程
设
计
题 目
数字秒表设计 院 系
信息工程学院 班 级 姓 名 指导教师
- 1 -
目录
第 1 章：系统设计要求..............................................................................................3 第 2 章：实验目的......................................................................................................3 第 3 章：实验原理......................................................................................................3 第 4 章：系统设计方案..............................................................................................3 第 5 章：主要 VHDL 源程序.....................................................................................4
1) 十进制计数器的 VHDL 源程序.
.............................................................4
2) 六进制计数器的 VHDL 源程序..............................................................5
3）蜂鸣器的 VHDL 源程序.
.........................................................................5
4）译码器的 VHDL 源程序.
.........................................................................6
5）控制选择器的 VHDL 源程序..................................................................7 6）元原件例化的 VHDL 源程序..................................................................8
第六章：系统仿真.
......................................................................................................10
第七章：系统扩展思路.
..............................................................................................11
第八章：设计心得总结.
..............................................................................................11
- 2 -
数字秒表的设计
1、系统设计要求
1.秒表共有 6 个输出显示，分别为百分之一秒、十分之一秒、秒、十秒、 分、十分，所以共有 6 个计数器与之相对应，6 个计数器的输出全都为 BCD 码 输出，这样便于和显示译码器的连接。当计时达 60 分钟后，蜂鸣器鸣响 10 声。
2.整个秒表还需有一个启动信号和一个归零信号，以便秒表能随意停止及 启动。
3.秒表的逻辑结构较简单，它主要由显示译码器、分频器、十进制计数器、 六进制计数器和报警器组成。在整个秒表中最关键的是如何获得一个精确的 100HZ 计时脉冲。
2、实验目的
通过本次课设，加深对 EDA 技术设计的理解，学会用 QuartusⅡ工具软件 设计基本电路，熟练掌握 VHDL 语言，为以后工作使用打下坚实的基础。
3、实验原理
秒表由于其计时精确，分辨率高（0.01 秒），在各种竞技场所得到了广泛的 应用。秒表的工作原理与数字时基本相同，唯一不同的是秒表的计时时钟信号， 由于其分辨率为 0.01 秒，所以整个秒表的工作时钟是在 100Hz 的时钟信号下完 成。当秒表的计时小于 1 个小时时，显示的格式是 mm-ss-xx（mm 表示分钟： 0～59；ss 表示秒：0～59；xx 表示百分之一秒：0～99），当秒表的计时大于或 等于一个小时时，显示的和多功能时钟是一样的，就是 hh-mm-ss（hh 表示小时： 0～99），由于秒表的功能和钟表有所不同，所以秒表的 hh 表示的范围不是 0～23，而是 0～99，这也是和多功能时钟不一样的地方。在设计秒表的时候， 时钟的选择为 100Hz。变量的选择：因为 xx（0.01 秒）和 hh（小时）表示的范 围都是 0～99，所以用两个 4 位二进制码（BCD 码）表示；而 ss（秒钟）和 mm（分钟）表示的范围是 0～59，所以用一个 3 位的二进制码和一个 4 位的二 进制码（BCD）码表示。显示的时候要注意的问题就是小时的判断，如果小时 是 00，则显示格式为 mm-ss-xx，如果小时不为 00，则显示 hh-mm-ss。
4、系统设计方案
秒表的逻辑结构较简单，它主要由显示译码器、分频器、十进制计数器、 六进制计数器和报警器组成。
四个 10 进制计数器：用来分别对百分之一秒、十分之一秒、秒和分进行计 数；两个 6 进制计数器：用来分别对十秒和十分进行计数；分频器：用来产生 100HZ 计时脉冲；显示译码器：完成对显示的控制。
- 3 -