图4-10 整点报时模块原理图 20

图4-11 按键消抖模块原理图 21

图4-12 系统总仿真图 22

图4-13 系统总原理图 23

图5-1 电子钟实物图 24

图5-2 电子钟工作图 24

1 绪论

1.1选题背景  

伴随着当今社会的不断发展和进步，电子钟的使用已经无处不在，我们的日常生活、学习、工作都需要电子钟的提醒。尤其是在节奏越来越快的今天，时间对我们起着至关重要的作用，时间就是金钱，时间是非常重要的财富。假如我们忘记时间，我们将失去很多的机会，造成很大的损失。所以，我们十分需要一个计时装置（如电子钟），来为我们提供参考的时间。但是，随着科技水平的不断提高，老式的挂钟已经无法满足我们的更高需求，而具有更多功能的数字化时钟的发展飞快，能够迎合当今的生活需求，成为生活中的一个必不可少的工具[1]。

伴随着当今社会科学技术飞速的发展， FPGA 的应用也变得越来越广泛，在游戏、军事、医学以及工业控制等不同的领域中都能见到 FPGA 技术的身影。在这些不同的领域中， FPGA 起着举足轻重的作用，伴随着半导体工艺技术的不断发展，且 FPGA 有着高性能、小体积以及低造价等特点，所以一直以来 FPGA 的发展很好。

EDA（Electronic Design Automation）技术是当今电子科学设计技术中最为重要核心技术部分。 FPGA 具备一系列优点，例如：功能非常强大、保密性优秀、周期较短、智能化的开发工具、开发过程中的投资小以及能够反复编程修改等。

随着科技的进步，以及如今电子工艺技术的不断升级、改进，成本更低的 FPGA 器件推陈出新的速度也变得越来越快，在这样的环境下，FPGA成为了一种非常重要的现代硬件设计方式，也是众多硬件设计方式中的首选之一。

本设计需要运用用FPGA芯片来实现，用EDA技术来支持， EDA技术也是有一个由浅到深的过程，经过CAD、CAE与如今的EDA三个阶段。我们将运用硬件描述语言，调用已经事先完成好的基础元件，然后进行连线调试等。本次设计需要使用Quartus II软件来进行仿真与测试，对本次设计的实用性进行验证。

1.2国内外研究现状

伴随着信息技术不断地发展，时钟技术也随之迅速发展，各种参差不齐功能各异的时钟也随之出现。比较著名机械钟的有布拉格天文钟，以机械正东系统为时间基准，实现对时间的计量其误差可以达到1天1分钟左右。格林威治天文台前的Shepherd gate clock，它以直流电源供电，1天内的误差大概只有几秒钟左右。还有比较常见的数字时钟，它一种是用数字电路技术实现时、分、秒及时的钟表，准确度较好，误差大概为1天1秒甚至更少。还有基本无法看到的原子钟，是目前最精准的时钟，每

天的误差小于1亿分之1秒，计入国家授时中心的铯原子钟，提供全国的时间基准。

在二十一世纪的今天，电子设计技术正高速的发展着，EDA技术对很多人来说也已成为非一项常普遍的工具，EDA技术的应用范围非常广泛，如果没有EDA工具的帮助和支持，无论是设计硬件芯片，还是软件系统，想要实现这些功能都会变得非常困难。对电子工程设计师这类相关人群来说，现如今EDA工具对他们的设计工作毫无疑问起着至关重要的作用，可以说EDA工具造就了设计师们的今天。就现在市场反应的情况来看的话，EDA技术的发展趋势十分强劲，可以预见的是EDA技术的发展还会有很大的提升空间。随着科技的发展以及技术带来的利益，各国相关政府部门对EDA有了一个全新的认识，对EDA技术也越来越重视，对EDA技术的发展给予了很多支持和帮助。EDA的使用范围也越来越广泛，从电子信息领域到医学领域，再到工业制造领域，各行各业都出现了它的身影。由于EDA工具软件功能强大且具有多样性，这些优点促使EDA的采用率不断提升。EDA技术的发展态势，用突飞猛进这个词来形容再合适不过了。