龙源期刊?/p>
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基于
FPGA
的加减计时器设计
作者:陈龙?/p>
来源:《电子技术与软件工程?/p>
2015
年第
11
?/p>
?/p>
?/p>
基于现场可编程门阵列
FPGA
(系
Field Programmable Gate Array
的缩写)的电路系
统设计,是目前数字电路设计的主流方法之一。本文阐述了基于
FPGA
的加减计时器设计?/p>
法,提出了系统电路的设计思路及合理方案,该设计计时器兼备秒加计时和秒减倒计时的?/p>
能。并借助?/p>
Quartus II
开发平台完成仿真设计,通过
FPGA
硬件实验箱进行测试,验证结果
表明本文提出的设计方案正确可行?/p>
【关键词?/p>
FPGA Quartus II EDA
计数?/p>
随着全球经济的高速发展、科学技术的不断创新,电子设计自动化
EDA
(系
Electronic
Design Automation
的缩写)技术,在电子信息工程领域成为了当今世界上最先进的电子电路设
计技术。它依靠功能强大的电子计算机,在
EDA
工具软件平台上,对以硬件描述语言
HDL
(系
Hardware Description Language
的缩写)为系统逻辑描述手段完成的设计文件,自动地完
成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、仿真,直至下载到可编程逻辑器件如现场可编程门阵
?/p>
FPGA
或复杂的可编程逻辑器件
CPLD
(系
Complex Programmable Logic Device
的缩写)?/p>
专用集成电路
ASIC
(系
Application Specific Integrated Circuit
的缩写)芯片中,从而实现既?/p>
电子电路的功能系统设计。因此,在电子工程应用领域,?/p>
EDA
技术来完成电子系统的设
计,已成为现代电子设计技术的核心?/p>
1
设计方案
本文提出的系统设计方案采用自顶向下的设计方法,从系统设计入手,在顶层对计时器?/p>
体电路系统进行功能方框图的划分和结构设计,在方框图一级进行仿真、纠错,用硬件描述语
言?/p>
HDL
)对高层次的系统行为进行描述并于功能一级进行验证;系统电路的设计依托于
FPGA
硬件平台,采用超高速集成电路硬件描述语言
?/p>
VHDL
(系
Very High Speed Integrated
Circuit Hardware Description Language
的缩写),设计在
Quartus II
开发环境下进行;设计出?/p>
计时器计时范围为
00.00--59.00
秒,精度?/p>
0.01
秒,具有秒加和秒减计时、清零、计?/p>
?/p>
停止
?/p>
继续计时等功能,对百分之秒和秒的计数信息采用四位
LED
数码管进行友好界面显示。系
统设计框图如?/p>
1
所示?/p>
2
核心模块设计
2.1
输入配置模块设计
依据加减计时器设计系统框图图
1
所示,输入配置模块包括反向器逻辑门、与逻辑门两?/p>
分。基于设计功能需求,反向器逻辑门、与逻辑门的
VHDL
描述设计如图
2
所示?/p>