摘要
此次设计的数字钟具有年、月、日、时、分、秒计数显示功能，以24小时循环计时显示；具有清零，调节小时、分钟功能；具有整点提示、定时报警功能，使用蜂鸣器报警；由键盘输入进行数字钟设计的校时、清零、启停功能。
数字钟在日常生活中经常用到，可利用现在所学知识自行设计一个数字钟。我们在本次实验中采用了基于FPGA的嵌入51软核的设计方法。基于EDA技术，在Quartus II工具软件环境下，采用自顶向下的设计方法，在FPGA中嵌入51软核。在FPGA中嵌入51软核后，FPGA就有了51单片机所有的功能，就相当于在51单片机上进行数字钟的设计。系统主芯片采用EP2C5T144C8，由时钟模块、控制模块、显示以及报时模块组成。经编译和仿真所设计的程序，在可编程逻辑器件上下载验证。
关键字：FPGA；51软核；整点提示；定时报警；对时
目录
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第一章 题目分析 .................................................................................................................................... 3 1.1、功能要求及指标 ........................................................................................................................ 3 1.2、设计思路 .................................................................................................................................... 3 第二章 方案比较与选择 ........................................................................................................................ 4 2.1方案一 ........................................................................................................................................... 4 2.2方案二 ........................................................................................................................................... 4 2.3方案三 ........................................................................................................................................... 5 第三章 系统各模块设计 ........................................................................................................................ 6 3.1、8051 IP软核的嵌入 ................................................................................................................. 6
3.1.1 基本结构和功能 ................................................................................................................ 6 3.1.2 8051软核系统构建和软件测试 ....................................................................................... 7 3.2 系统软件设计 ............................................................................................................................. 8
第四章 系统测试 .................................................................................................................................... 9 第五章 结论 .......................................................................................................................................... 10 参考文献 ................................................................................................................................................ 10
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第一章 题目分析
1.1、功能要求及指标
本设计是基于FPGA嵌入式51软核的设计性实验。在FPGA中嵌入51软核后，FPGA就有了51单片机所有的功能，就相当于在51单片机上进行数字钟的设计。
此次设计的数字钟具有年、月、日、时、分、秒计数显示功能，以24小时循环计时显示；具有清零，调节小时、分钟功能；具有整点提示、定时报警功能，使用蜂鸣器报警。
1.2、设计思路
本设计首先要解决的就是嵌入51软核的问题。现在网络上有很多现成的51
软核的VQM程序，可以直接拿来使用。把CPU、锁相环、数据RAM、程序ROM，都放在同一片FPGA内，从而构成SOC系统，这将使系统的设计效率和系统性能获得极大的提高，这也是现代电子设计技术的发展方向。
其次就是单片机程序编写的问题。在了解数字钟所要实现的功能之后就可以用C来编写程序，只要有一定的单片机编程基础就可以很快写出。
图1是总体设计思路框图。
图1 总体设计思路框图
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