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现代电子技术综合实验

（数字秒表）

实验报告

姓名 学号

时间2013年4月25日

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中文摘要

摘 要:随着电子信息产业的不断发展，基于FPGA的应用技术发展迅速，在某些领域FPGA正逐步代替dsp、arm、单片机等微处理器。本文设计一个基于FPGA技术的数字秒表。首先，我们把晶振产生的50MHZ时钟信号送入FPGA芯片内，经FPGA内分频模块处理产生1KHZ时钟信号。秒表的功能模块由VHDL语言编写，在Xilinx的ISE环境下调试，并在Modelsim上完成仿真，在最后把产生的信号送入LED显示电路里进行显示。本文从电子秒表的具体设计触发，详细阐述了基于FPGA的数字秒表的设计方案，设计了各模块的代码，并对硬件电路进行了仿真。

关键词：FPGA，VHDL，电子秒表

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目 录

第一章 引言.............................................................................................................. 4 第二章 基于FPGA的VHDL设计流程................................... 4 2.1 概述 ........................................................ 4 2.2 VHDL语言介绍 ................................................ 5 2.2.1 VHDL的特点.............................................. 5 2.2.2 基于VHDL的自顶向下设计方法 ............................. 6 2.3 FPGA开发介绍 ................................................ 7 2.3.1 FPGA简介................................................ 7 2.3.2 FPGA设计流程............................................ 8 2.3.3 Spartan-II芯片简介...................................... 9 第三章 数字秒表的设计与实现...................................... 15 3.1 项目任务与设计思路 ......................................... 15 3.2基于VHDL方法的设计方案 ..................................... 15 3.3系统电路设计 ................................................ 16 3.4系统单元模块设计

3.4.1 分频器 ................................................. 17 3.4.2 计数器 ................................................. 18 3.4.3 扫描控制显示电路 ....................................... 24 3.4.4 按键消陡模块 ........................................... 30 3.4.5 控制电路模块 ........................................... 31 3.4.6 锁存器模块 ............................................. 33 3.4.7 电子秒表顶层连接模块....................................34 3.5 系统硬件实现与调试.............................................37 3.6结束语 ........................................................38 致 谢............................................................ 38

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