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数字式秒表设计与实现

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摘 要

本文主要介绍了基于FPGA使用VHDL语言的数字式秒表的设计开发流程。该设计以VHDL作为硬件开发语言，以ISE作为软件开发平台，成功的实现了数字式秒表的计数、清零、暂停等功能。并使用了ModelSim仿真软件对各个单元电路模块进行了仿真，且完成了综合布局布线，最终下载到电路板上，实际测试结果良好。

关键字：FPGA，VHDL，数字

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数字式秒表设计与实现 ................................................................................................................... 1 第一章引言 ....................................................................................................................................... 4

1.1 选题背景 ............................................................................................................................ 4 1.2 实验方式 ............................................................................................................................ 4 1.3 技能培养 ............................................................................................................................ 4 第二章基于FPGA的VHDL设计流程 ............................................................................................. 5

2.1 概述 ............................................................................................................................... 5 2.2 VHDL语言介绍 ............................................................................................................. 5

2.2.1 VHDL的特点 ..................................................................................................... 5 2.2.2 VHDL开发流程 ................................................................................................. 6 2.3 FPGA开发介绍 ............................................................................................................. 8

2.3.1 FPGA简介 ......................................................................................................... 8 2.3.2 FPGA开发流程 ................................................................................................. 8

第三章 数字式秒表的软件开发环境 ........................................................................................... 10

3.1开发环境 ........................................................................................................................... 10 3.2ModelSim介绍 .................................................................................................................. 10 3.3 ISE介绍 ........................................................................................................................... 11 第四章数字式秒表的设计与实现 ................................................................................................. 12

4.1 任务要求 ..................................................................................................................... 12 4.2 实验条件 ..................................................................................................................... 12 4.3 原理框图 ..................................................................................................................... 13 4.4 各模块的实现 ............................................................................................................. 13

4.4.1 分频器 ............................................................................................................. 13 4.4.2 输入控制电路 ................................................................................................. 14 4.4.3 计时模块 ......................................................................................................... 16 4.4.4 显示模块 ......................................................................................................... 18 4.5 分配引脚和下载实现 ................................................................................................. 19 4.6 测试结果 ..................................................................................................................... 20 第五章 结论 ................................................................................................................................... 21 参考文献 ......................................................................................................................................... 22 致谢................................................................................................................................................. 23 附录................................................................................................................................................. 24

附录1.电子秒表的顶文件 ..................................................................................................... 24 附录2分频器 ......................................................................................................................... 28 附录3消抖电路 ..................................................................................................................... 28 附录4 控制电路 .................................................................................................................... 29 附录5 十进制计数器 ............................................................................................................ 30 附录9 锁存器 ........................................................................................................................ 30 附录10 显示电路 .................................................................................................................. 31