ISP技术在电子钟设计中的而应用

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　　在系统编程(In-System-Programming，)是美国Lattice半导体公司首先提出来的一种能在产品、制造过程中的每个环节具有对其器件、电路或整个数字系统的逻辑和功能随时进行组态或重组能力的最新。在可编程逻辑器件(Programming Logic Device，PLD)及其技术中，是一种新的概念、新的标准。传统的编程技术是将PLD器件插在编程器上编程的，ISP技术则可不用编程器，直接在用户自己的目标系统中或线路板上对PLD器件编程。常规PLD在使用中通常是先编程后装备，而采用ISP技术的PLD则是先装备后编程，成为产品后还可反复编程。ISP硬件灵活且易于软件修改，便于升级。

　　2 ISP器件的编程软件

　　ispEXPERT是由Lattice公司提供的一种通用电子设计软件。他支持ABEL-HDL语言、VHDL语言、原理图3种电子设计方式，以及这些设计方式的混合使用。他能对所设计的数字系统进行功能模拟和时序模拟，能对设计进行逻辑优化，并将逻辑映射到器件中去，自动完成预布线，生成编程所需的熔丝图文件，通过下载电缆下载到器件中。

　　ispEXPERT中的项目导航器引导设计一步步进行，最终生成器件编程所需的JEDEC文件，并下载到ISP器件中。项目导航器是一个很好的设计工具，便于用户跟踪软件的运行流程。

　　用ispEXPERT对可编程器件进行设计，除了确定设计思想等准备工作外，大部分工作是在计算机上进行的。整个工作流程分为创建新没计项目、选择器件、输入源文件或原理图、编译与优化、逻辑模拟、连接和器件适配等过程。这些过程是在项目导航器引导下进行的。

　　3 ISP在数字电路课程设计中的举例

　　目前的数字电路课程设计多为用中小规模集成电路和GAL芯片的方法实现。在设计较大规模的数字系统时，由于电路板的限制，过多的集成块使学生花费很多时间都无法调试成功，影响学生的积极性。为此，把ISP器件引入数字电路课程设计，选取了一些有代表性的课题，如多功能、密码锁、交通灯、数字频率计等，让学生设计实践，取得了很好的效果。

　　下面举例用ISP对进行开发设计。

　　3.1 设计要求

　　该设计用ispEXPERT软件在ISP1016芯片上实现的。电子钟具有下述功能：

　　(1)用实验台上的6个数码管显示时、分、秒。

　　(2)能使电子钟复位(清零)。

　　(3)能启动或停止电子钟运行。

　　(4)在电子钟停止运行状态下，能够修改时、分、秒的值。

　　(5)具有报时功能，整点时喇叭鸣叫。

　　3.2 功能分析

　　电子钟工作时的最高频率是秒针的1 Hz，而实验设备所提供的连续脉冲的最低频率为1 kHz，因而需要一个分频模块，这可通过设计一个模为1 000的计数器设计。

　　电子钟的秒针是每来一个脉冲计数一次，分针是每过60 s计数一次，时针是每过60 min计数一次，秒针和分针由0计到59又回到0，而时针由0 计到23又回到0。这样需要设计2个模为60的计数器和一个模为24的计数器，例化成秒针模块、分针模块和时针模块。

　　秒针、分针和时针的计数信号要转换成BCD码后输出，这可以通过在上述各模块内增加一个由二进制码转换为BCD码的编码转换单元实现。