求电子钟课程设计报告

　　EDA课程设计报告

　　电子钟

　　组员

　　吕卫伟：200840720126

　　张奎：200840830133

　　侯从彬：200840830133

　　万远程：200840830133

　　李传迪：200840830133

　　杨占胜：200840830133

　　指导教师：陈卫兵

　　一、电子钟的设计原理:

　　电子钟主要有四个模块组成： 扫描电路、计数模块电路、BCD

　　码转换电路、显示器驱动电路。

　　由CP送入1HZ的时钟信号，并输入计数60的分频计秒电路。在计数至6o瞬间． 进位至计数60的分频计分分频使分频计分电路加1。而计秒电路也消除为0重新再计秒。计分电路与计时电路功能同上。计数输出的二进制数通过BCD码转换电路将其转为BCD码，再通过扫描电路选择输出的BCD码。送至显示驱动电路．再将其结果转换成相应的十进制数在七段数码显示管上显示．并通过扫描电路控制数码管的显示。最终在数码显示管上可以看到秒，分，时的显示结果

　　二、设计实现

　　本程序总共有十二个部分依次是产生脉冲信号、60秒计数器、60分计数器、24时计数器、毫秒计数器、秒计数器、月份判断、年月日。

　　设计过程：仿真图和源程序

　　（1）秒钟模块

　　秒是这次电子钟设计的最底层模块其核心是一个60进制计数器,以外来时钟信号作为其触发时钟信号,当外来信号进入clk时钟信号端,其内部的60进制计数器便开始工作,对信号源进行计数计数结果由count输出至数码管显示秒钟时间当计数到60时,其值置零,并向外输出一个进位信号C,这个进位信号便为下个分钟模块的输入时钟信号

　　library ieee;

　　use ieeestd_logic_1164all;

　　use ieeestd_logic_unsignedall;

　　entity miao is

　　port(rst,clk:in std_logic;

　　d:in std_logic_vector(1 downto 0);

　　clk1:out std_logic);

　　end miao;

　　architecture do of miao is

　　signal d1:std_logic_vector(1 downto 0);

　　begin

　　process(clk,d)

　　begin

　　if rst='1' then

　　d1<="00";

　　ELSif clk'event and clk='1'then

　　if d1="11"then

　　d1<=d;clk1<='1';

　　else d1<=d1+1; clk1<='0';

　　end if;

　　end if;

　　end process;

　　end do;

　　（2）分钟模块

　　分钟模块核心也是一个60进制计数器,其功能的实现是将秒模块的进位信号进行计数,计数结果由dout输至数码管显示,当计数至60是数值置零,并向外输出进位信号c

　　library ieee;

　　use ieeestd_logic_1164all;

　　use ieeestd_logic_unsignedall;

　　entity fen is

　　port(zs1,clk2,rst1:in std_logic;

　　d1: in std_logic_vector(5 downto 0);

　　fe :out std_logic_vector(5 downto 0);

　　clk3:out std_logic);

　　end fen;

　　architecture do of fen is

　　signal d0:std_logic_vector(5 downto 0);

　　begin

　　process(clk2,d1,zs1,rst1)

　　begin

　　if rst1='1'then

　　d0<="000000";

　　elsif clk2'event and clk2='1'then

　　if d0="111111"then

　　clk3<='1';d0<="000000";

　　elsif zs1='1'then

　　d0<=d1;

　　else d0<=d0+1;clk3<='0';

　　end if;

　　end if;

　　end process;

　　fe<=d0;

　　end do;

　　（3）时、星期计数模块

　　library ieee;

　　use ieeestd_logic_1164all;

　　use ieeestd_logic_unsignedall;

　　entity shi is

　　port(clk5 :in std_logic;

　　xs:out std_logic_vector(4 downto 0);

　　xinqi:out std_logic_vector(2 downto 0));

　　end shi;

　　architecture do of shi is

　　signal d3:std_logic_vector(4 downto 0);

　　signal d4:std_logic_vector(2 downto 0);

　　signal clk6:std_logic;

　　begin

　　r1:process(clk5)

　　begin

　　if clk5'event and clk5='1'then

　　if d3="11000"then

　　d3<="00000";clk6<='1';

　　else d3<=d3+1;clk6<='0';

　　end if;

　　end if;

　　end process r1;

　　r2: process(clk6)

　　begin

　　if clk6'event and clk6='1'then

　　if d4="111"then

　　d4<="001";

　　else d4<=d4+1;

　　end if;

　　end if;

　　end process r2;

　　xs<=d3;xinqi<=d4;

　　end do;

　　（4）年月日计数

　　library ieee;

　　use ieeestd_logic_1164all;

　　use ieeestd_logic_unsignedall;

　　entity haos is

　　port(clk8,zr,zy:in std_logic;

　　g2:in std_logic_vector(4 downto 0);

　　g1: in std_logic_vector(3 downto 0);

　　ri :out std_logic_vector(4 downto 0);

　　yue: out std_logic_vector(3 downto 0));

　　end haos;

　　architecture do of haos is

　　signal clk9:std_logic;

　　signal w1:std_logic_vector(4 downto 0);

　　signal w2:std_logic_vector(3 downto 0);

　　begin

　　r1: process(clk8,zr,g2)

　　begin

　　if zr='1'then

　　w1<=g2;

　　elsif clk8'event and clk8='1'then

　　if w1="11110"then

　　w1<="00001";clk9<='1';

　　else w1<=w1+1;clk9<='0';

　　end if;

　　end if;

　　end process r1;

　　r2:process(clk9)

　　begin

　　if zy='1'then

　　w2<=g1;

　　elsif clk9'event and clk9='1'then

　　if w2="1100"then

　　w2<="0001";

　　else w2<=w2+1;

　　end if;

　　end if;

　　end process r2;

　　ri<=w1;yue<=w2;

　　end do;

　　最后将这几个模块（GDF）连接一起就可以了

　　根据实际情况做引脚锁定，引脚表见附录。

　　课程设计心得

　　设计语言主要是采用VHDL语言的自顶向下的设计方法。EDA中，自顶向下的设计方法，就是在整个设计流程中各设计环节逐步求精的过程,应用VHDL运行自顶向下的设计，就是使用VHDL模型在所有综合级别上对硬件进行说明、建模和仿真测试。顶层文件采用了原理图的方法设计，使各模块之间的层次关系清晰。

　　在多功能电子钟实际设计过程中，所有的模块都是通过不同进制的计数器来实现其主要功能的，各模块之间是通过进位信号连接在一起的。前一级的进位信号作为下一级的计数clk信号，通过层次关系使设计思路清晰一开始由于程序的设计考虑置位调整。没有好的思路，走了不少弯路。后来（有人）想到了在程序里设置总控制端，于是解决了问题。和同学的合作使我的程序更加优化。

　　通过这次课设,也给我带来以下一些收获：

　　1、 进一步熟悉maxplus II软件的使用和操作方法，以及硬件实现时的下载方法与运行方法；

　　2、 对VHDL语言的自顶向下设计方法有了进一步的认识；在底层文件具备的条件下，使用原理图可以使设置更加简单。使程序清晰，增加可读性。

　　3、 锻炼了我独立思考和解决问题的能力，也认识到团队合作的重要性。

　　4、 熟悉了写电子设计试验报告的方法，为写毕业设计论文奠定了一定的基础。

　　5、 当然本次课程设计也存在一些不足之处，月的功能没有设置好，很多扩展功能没有实现，比如说秒表，闹铃等等

　　谢辞

　　首先，在这里感谢学校给我们安排了这次课设，使我们有一个可以自己动手的机会，通过动手，进一步熟悉自己所学的理论知识，体会自己动手得出结果的那种感觉。

　　再次，在这要感谢我们的指导老师，陈卫兵老师和实验室老师在我们的实践过程中不提自己的辛苦，耐心回答我们所问的所有问题，帮助我们解决一些程序和调试，在这表示感谢！

　　感谢这次课程设计中给我帮助的同学，是你们的帮助，我才顺利的完成了课程设计任务。

　　谢谢你们的帮助！

　　参考文献

　　[1]卢毅．赖杰． VHDL与数字电路设计． 北京：科学出版社， 2001

　　[2]潘松． VHDL使用教程． 成都：电子科技出版社，2000

　　[3]黄继业 EDA技术实用教程科学出版社，2002

　　[4]徐志军CPLD/FPGA的开发与应用北京电子工业出版社，2002

　　[5]曾繁泰，侯亚宁，崔元明可编程器件应用导论，2001

[1]刘洪,于勒科PCB设计实用指南[G]，西安：西安电子科技大学出版社，2006,18-35

[2]曹丙霞，赵艳华Protel99SE原理图与PCB设计[M],北京：电子工业出版社，2007,21-40

[3]曾峰，侯亚宁，曾凡雨印刷电路板(PCB)设计与制作[M],北京：电子工业出版社，2002,16-25

[4]王健石印制电路板技术标准手册[S]，北京：中国标准出版社，2007，10-40

[5]赵广林Protel99 SE电路设计与制作[M]，北京：电子工业出版社，2005年2月，20-32

[6]张锡鹤，盛鸿宇印刷电路板电路设计实训教材[M]，上海：科学出版社，2005,12-23

电梯工程专业推荐书单

写给电梯工程的在校学生以及新入电梯行业的工程技术人员

■ 顾德仁 苏州远志科技有限公司

3月6日，在南浔参加由《中国电梯》杂志社主办的“新形势下电梯后市场发展趋势研讨会”。会议期间，电梯专业人才培养仍是与会的电梯同仁们热议的话题。至2013年末，我国在用电梯已超过300万台，国内取得行政许可注册备案的电梯整机制造企业近500家，专门从事电梯安装、修理、保养业务的企业近6000家，电梯行业取得特种设备作业人员资格证书的人员超56万，专业的配件生产企业达数千家。与近十年来电梯行业高速发展极不相适应的是，电梯行业专业技术人员极为匮乏。

电梯行业的健康可持续发展，人才是关键。培养和培训相关人才，一方面，要在高校中与时俱进地开设一些贴近社会和企业需求的课程、加强教学，这是人才的源头；另一方面，有一定实际工作经验的技术人员也需要不断加强新技术的更新和培训。电梯行业内的技术人员多是从机械工程、自动化、应用电子技术、机电一体化等专业选取，对企业来说，这样的人才录用和培养模式，要使一名普通毕业生能基本胜任岗位工作，一般需要两到三年的时间。用人单位承担着繁重的工程应用再教育的任务，这也严重制约了行业的发展。

无论是读大学还是刚参加工作的时候，我一直有个期盼和渴望。期盼和渴望有个领路人，帮我打开专业视野，让自己真正了解自己所学的专业和行业，并且很快能进入工作角色。随着工作资历的增长，自己逐渐开始担负电梯整机企业不同部门的管理工作直至创办苏州远志科技有限公司，始终有身边的同事和朋友受到这样的困惑；2006年，我致信常熟理工学院相关专业的负责人，建议开设电梯专业；2009年底，常熟理工学院试点开设了“机械工程及自动化（电梯工程）”专业，并于2010年被正式纳入全国普通高等学校第二批录取本科院校招生计划，这是国内高校中第一个开设本科层次的“电梯工程”专业。我受聘讲授《电梯结构与原理》、《电梯控制技术》等课程。

在多年的电梯及电梯控制系统设计和电梯技术人员培训、培养及管理工作实践中，我接触了大量的电梯工程技术人员和电梯企业管理人员，深切地了解他们的渴望和需求。可是平时的工作中，总还会有身边的刚进入电梯行业的朋友向我咨询该看哪些书，于是我利用周末的时间整理这一份推荐书单。

需要说明的是，目前我们的大学的专业名称很多，类似的专业在不同学校有不同的专业名称。鉴于电梯行业招录工程技术人员的普遍原则，一些工科专业所广泛采用以及必修的专业课教材不在这个书单。另外，受自己工作经历和行业资历的限制，难免会有很多疏漏，也请阅读本文的朋友有好的意见或建议及时给予反馈。

1 标准

11 全国电梯标准化技术委员会．电梯标准汇编．中国标准出版社，2012．

12 姚泽华，李宁．世界电梯标准法规分析与研究．中国标准出版社，2009．

13 朱昌明，孙立新，张晓峰等．EN81-1:1998《电梯制造与安装安全规范》解读．中国标准出版社，2007．

13 刘锡奎，刘东洋，邢箭．EN115-1:2008+A1《自动扶梯和自动人行道的安全 第1部分：制造与安装》解读．中国标准出版社，2012．

14 陈路阳，戴凤俊等．《电梯制造与安装安全规范》-GB 7588理解与应用．中国标准出版社，2012．

15 全国电梯标准化技术委员会．GB 16899-2011《自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范》应用指南．中国标准出版社，2012．

在GB/T 200001-2002《标准化工作指南 第1部分: 标准化和相关活动的通用词汇》中对“标准”的定义是：为了在一定范围内获得最佳秩序，经协商一致制定并由公认机构批准，共同使用的和重复使用的一种规范性文件。标准既是某个行业相关产品的最低要求，也可理解为一定范围内的游戏规则。因此，标准是最好的学习资料。从事电梯行业，我们不仅需要关注电梯行业的标准，更需关注与电梯行业相关的标准。如机械安全、电子可编程安全系统等相关标准。

需要说明的是，因近几年国内电梯行业会新增或修订很多标准，并不建议大家购买《电梯及相关标准汇编》一书。可以通过以下网站查询标准动态信息和下载标准的电子文档。

国家标准化管理委员会 http://wwwsacgovcn/

全国电梯标准化技术委员会 http://wwwsac-tc196org/

标准分享网 http://wwwbzfxwcom/

标准库 http://wwwbzkocom/

2 电梯入门

21奥的斯电梯公司．电梯史话．奥的斯内部出版物，1988．

22李增健．人 电梯．中国电梯杂志编辑部，2003．

23 ANICA．电梯如何运行-电梯使用实践指南．Elevatori杂志，2012．

24李增健．中国电梯行业三十年．中国电梯杂志编辑部，2011．

25国家电梯质量监督检验中心（广东）．电梯安全知识问答．中国标准出版社，2012．

目前为止，在国内还未见到专门的关于电梯的入门级读物。这本奥的斯电梯的内部出版物《电梯史话》堪称经典，遗憾的是至今未能更新和再版。

3 电梯专业基础

31 [日]木村武雄，木村利雄．电梯．中国建筑工业出版社，1979．

32史信芳，陈影，毛宗源．电梯技术 原理 维修 管理．电子工业出版社，1989．

33朱昌明，洪致育，张惠侨．电梯与自动扶梯—原理 结构 安装 测试．上海交通大学出版社，1995．

34 陈家盛．电梯结构原理及安装维修（第五版）．机械工业出版社，2012．

35 何峰峰．电梯基本原理及安装维修全书（第二版）．机械工业出版社，2009．

36 喻纯泽．电梯设计计算与实例．《中国电梯》杂志社，2011．

关于电梯原理、结构的书上述几本绝对经得起时间和实践的检验。编者们都具有丰富的产品设计经验。上海交通大学出版社的《电梯与自动扶梯—原理 结构 安装 测试》几近成为电梯设计工程师的工具书。

4 电梯电气知识基础

41黄立培．电动机控制．清华大学出版社，2003．

42袁登科，陶生桂．交流永磁电机变频调速系统．机械工业出版社，2011．

43李崇坚．交流同步电机调速系统．科学出版社，2006．

44 (美)Frank DPetruzella．电动机应用技术—原理、器件、维护、控制线路．科学出版社，2010．

45张燕宾．SPWM变频调速应用技术．机械工业出版社，1997．

46冯垛生，张淼．变频器的应用与维护．华南理工大学出版社，2001．

47 陶红艳．传感器与现代检测技术．清华大学出版社，2009．

48 (美)威廉·戈布尔．控制系统的安全评估与可靠性．中国电力出版社，2008．

49 (美)Michael G Pecht．可靠性工程基础．电子工业出版社，2011．

412程军．Intel 80C196单片机应用实践与C语言开发．北京航空航天大学出版社，2000 ．

411刘凯．ARM嵌入式接口技术应用．清华大学出版社，2009．

410 曾峰，侯亚宁，曾凡雨．印刷电路板(PCB)设计与制作．电子工业出版社，2002．

411许翏．电机与电气控制技术．机械工业出版社，2005．

412 (美)阿什比 (Darren Ashby) ．电子电气工程师必知必会．人民邮电出版社，2009．

电梯的电梯控制技术随着电子技术的发展而发展，从信号采集的角度，主要涉及传感器技术；从逻辑控制角度，主要涉及电气控制与PLC技术、微机控制技术；从驱动控制角度，主要涉及电力电子技术、电动机控制技术、变频驱动控制技术。

另外，从变频驱动技术的学习来看，因为日本安川电机616G5/G7系列变频器早期在电梯行业应用极其广泛，它的中文版说明书内容详尽，实为变频器知识学习的最佳读本。自GB 16899-2011《自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范》中引入电子可编程安全系统以来，电子可编程安全系统得到越来越多的关注并将在行业中得到普及，中国电力出版社的《控制系统的安全评估与可靠性》一书是目前国内公开出版的为数不多的相关读物之一。

5 电梯电气技术

51 毛宗源．微机控制电梯．国防工业出版社，1996．

52 刘剑，朱德文，梁质林．电梯电气设计．中国电力出版社，2006．

53 刘剑，朱德文，李斌．电梯交通配置理论与应用．北京师范大学出版社，2012．

54 朱德文，梁质林．建筑设计电梯选型与配置实用指南．机械工业出版社，2005．

55刘剑，朱德文．电梯控制、安全与操作．机械工业出版社，2011．

56 岳庆来．电梯现代智能控制技术．机械工业出版社，2009．

目前公开出版的电梯电气技术类图书的种类还是十分丰富的，遗憾的是书的内容及其质量参差不齐。有的近年出版的图书中还在引用早已过时的GB7588-88的相关条文，有的还在花很大篇幅介绍继电器和机械式选层器的控制回路。上述图书是本人在市场上能够买到的电梯电气技术类图书中根据内容质量精心挑选出来的。尤其是两本关于电梯交通配置理论的图书，既紧贴业内的前沿技术，内容上又通俗易懂。

6 电梯安全与现场技术

61奥的斯电梯．全球工地安全标准．奥的斯内部出版物，2005．

62 (美)国家电梯工业公司安全委员会．电梯安装维修人员安全手册．中国建筑工业出版社，2000．

63 朱德文，朱慧缈．电梯安全和应用．中国电力出版社，2013．

64杜岩．电梯装调维修工实用技术手册．江苏科学技术出版社，2008．

65刘爱国，张洪学，安振木．电梯工程技术—安装维修与故障排除1000问．河南科学技术出版社，2005．

66 朱德文，李大为．电梯安装与维修图解．机械工业出版社，2011．

电梯产品能够得以普及，完全有赖于安全技术的应用。奥的斯先生发明了世界上第一台安全电梯，奥的斯公司在安全方面的投入更是业内公认，奥的斯公司的《全球工地安全标准》的相关条文一直被国际上的电梯标准所广泛引用。

7 电梯产品设计拓展

71 钱学森．论系统工程．上海交通大学出版社，2007．

72 (美)劳拉·里斯，杰克·特劳特．定位-有史以来对美国营销影响最大的观念．机械工业出版社，2011．

73 钱涛，蔡粲，张雅琦．工业设计史．安徽美术出版社，2013．

大学的时候曾读过钱学森的《论系统工程》，书中的内容大部分无法理解，现在看来，文中的“系统工程”相关理念应该是工程技术人员必须掌握并且能够应用的常识。《定位-有史以来对美国营销影响最大的观念》虽为一本讲述营销的图书，工程技术人员设计产品的时候“定位”的相关思想不也是无处不在的么？

8 电梯管理及改善

81 曹卫东．《中国电梯》400期特刊．中国电梯杂志编辑部，2013．

82 李若望．精益之旅．华南理工大学出版社，2011．

83 汪泉发，黎燕．质量卓越方式—一个实践者的视角．暨南大学出版社，2011．

84 周富林．质量与可靠性管理实务．高等教育出版社，2010．

《中国电梯》400期特刊（2013年20期）邀请了458名电梯人参与了108道题目的研讨，“从不同专业角度、不同社会层面、不同经济文化背景，探求做好电梯、管好电梯、用好电梯的共同未来”（主编寄语），可作为电梯行业的百科全书。《精益之旅》、《质量卓越方式》两本书的作者均曾服务于奥的斯并从事相关质量管理工作，书中的“质量管理”以及案例就像发生在我们身边，甚至可以直接借鉴。

9 现代电梯技术系列教材

91蒋黎明．电梯安装施工管理与建筑工程基础．苏州大学出版社，2013．

92 魏山虎．电梯故障诊断与维修．苏州大学出版社，2013．

93卜四清．电梯检验检测技术．苏州大学出版社，2013．

94 戴国洪．电梯制造技术．苏州大学出版社，2013．

95 顾德仁．电梯电气原理与设计．苏州大学出版社，2013．

96蒋晓梅．电梯专业英语 ．苏州大学出版社，2013．

97 梁风．围棋谋略与电梯销售技巧．苏州大学出版社，2012．

“现代电梯技术系列教材”是由高等院校、电梯企业及特种设备安全检验部门合作编写的国内第一套系统的、应用于本科层次人才培养的系列教材。

10 电梯词典

101 金晴川．电梯与自动扶梯技术词典．上海交通大学出版社，2005．

102 赵孔皆．电梯与自动扶梯英汉汉英技术词典．中国电梯杂志编辑部，2005．

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