兰州交通大学EDA技术课程设计
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LED点阵显示控制器
16×16点阵汉字显示设计
绪论
LED显示屏是利用发光二极管点阵模块或像素单元组成的平面式显示屏慕。当今世界，电子技术迅猛发展，点阵式显示器件作为现代信息显示的重要媒体，在金融证券、体育、机场、交通、商业、广告宣传、邮电电信、指挥调度、国防军事等许多领域中得到了广泛应用。因此点阵式显示器件的研制、生产也的到了迅速的发展，并逐步形成产业，成为光电子行业的新兴产业领域。目前，点阵式显示器件具体包括LED显示模块和LCD显示模块等，现在发展的LCD比较先进，LCD的优点较为明显，他体积小，容易控制，功能强，价格适宜，能够适应显示器的发展方向，因而在通信、家电、大屏幕投影等领域得到了越来越广泛的应用; 随着社会经济的迅猛发展，工业生产逐渐实现了自动化，其中，设各的工作状态和生产过程状态的显示与监控起到了非常重耍的作用，对于那些需要显示的信息量不是很大，分辨率不是很高，又需要制造成本相对比较低的场合，使用大、小屏幕LED点阵显示器是比较经济适用的，他可以显示字符、数字、汉字和简单图形，可以根据需要使用不同字号、字型，显示亮度较高，并且对环境条件要求比较低。LED显示又可以分为单色显示和双色显示，可以按照需要的大小、形状和颜色进行组合，并用单片机控制实现各种文字或图形的变化，达到宣传和提示的目的。
1 EDA、VHDL简介
1.1 EDA技术
EDA是指以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、智能化技术的最新成果而开发出的电子CAD通用软件包，它根据硬件描述语言HDL完成的设计文件，自动完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局布线及仿真，直至完成对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。目前EDA主要辅助进行三个方面的设计工作：IC设计、电子电路设计和PCB设计。没有EDA 技术的支持，想要完成超大规模集成电路的设计制造是不可想象的；反过来，生
产制造技术的不断进步又必将对EDA技术提出新的要求。
1.2 硬件描述语言——VHDL
★ VHDL的简介
VHDL语言是一种用于电路设计的高级语言。它在80年代的后期出现。最初是由美国国防部开发出来供美军用来提高设计的可靠性和缩减开发周期的一种使用范围较小的设计语言。但是，由于它在一定程度上满足了当时的设计需求，于是他在1987年成为A I/IEEE的标准（IEEE STD 1076-1987）。1993年更进一步修订，变得更加完备，成为A I/IEEE的A I/IEEE STD 1076-1993标准。目前，大多数的CAD厂商出品的EDA软件都兼容了这种标准。自IEEE公布了VHDL的标准版本，IEEE-1076（简称87版)之后，各EDA公司相继推出了自己的VHDL设计环境，或宣布自己的设计工具可以和VHDL接口。此后VHDL在电子设计领域得到了广泛的接受，并逐步取代了原有的非标准的硬件描述语言。1993年，IEEE对VHDL进行了修订，从更高的抽象层次和系统描述能力上扩展VHDL的内容，公布了新版本的VHDL，即IEEE标准的1076-1993版本，（简称93版）。现在，VHDL 和Verilog作为IEEE的工业标准硬件描述语言，又得到众多EDA公司的支持，在电子工程领域，已成为事实上的通用硬件描述语言。有专家认为，在新的世纪中，VHDL于Verilog语言将承担起大部分的数字系统设计任务。
★ VHDL语言的特点
VHDL的程序结构特点是将一项工程设计，关于用VHDL和原理图输入进行CPLD/FPGA设计的粗略比较：在设计中，如果采用原理图输入的设计方式是比较直观的。你要设计的是什么，你就直接从库中调出来用就行了。这样比较符合人们的习惯。在对一个设计实体定义了外部界面后，一旦其内部开发完成后，其他的设计就可以直接调用这个实体。这种将设计实体分成内外部分的概念是VHDL 系统设计的基本点。应用VHDL进行工程设计的优点是多方面的。
（1）与其他的硬件描述语言相比，VHDL具有更强的行为描述能力，从而决定了他成为系统设计领域最佳的硬件描述语言。强大的行为描述能力是避开具体的器件结构，从逻辑行为上描述和设计大规模电子系统的重要保证。（2）VHDL丰富的仿真语句和库函数，使得在任何大系统的设计早期就能查验设计系统的功能可行性，随时可对设计进行仿真模拟。
（3）VHDL语句的行为描述能力和程序结构决定了他具有支持大规模设计的分解和已有设计的再利用功能。符合市场需求的大规模系统高效，高速的完成必须有多人甚至多个代发组共同并行工作才能实现。
（4）对于用VHDL完成的一个确定的设计，可以利用EDA工具进行逻辑综合和优化，并自动的把VHDL描述设计转变成门级网表。
（5）VHDL对设计的描述具有相对独立性，设计者可以不懂硬件的结构，也不必管理最终设计实现的目标器件是什么，而进行独立的设计。
2 课程总体设计
2.1、课程设计要求
用16×16点阵汉字显示模块，动态显示一些字符。
2.2、课程设计目的
掌握点阵LED显示驱动电路的设计原理，并能够在实际生活中正确应用;学会在QuartusII软件环境中仿真;锻炼自己独立解决问题的能力，学会有效获取有用信息。
2.3课程设计总体方案
本系统的LED点阵模块，共由16 X 16=256个LED发光二极管组成。如何在该点阵模块上显示汉字是本文设计的关键技术。本设计是采用一种32路动态分时描技术来实现的。具体方法是，将4个8X8数组的显示模块组合成两个16行16列的扫描结构并将其串联(如图2.1所示)。其行输入端与FPGA内的只读存储器ROM的16位数据输出端口相连;32个列控制端与两个4-16译码器A, B的输出相连;而译码器A, B的输入端和片选信号又与FPGA内的列扫描控制模块的输出端口scan4-scan0相连。
图2.3系统的结构框图
本系统选用的FPGA芯片是美国Altera公司的FLEX 1 OK系列的72个逻辑阵列块、EPF 1 OK10LC84-4。该芯片具有57684个引脚，3个嵌人式阵列块，是一个高集成度的系统由FPGA中的扫描控制模块、只读存储器ROM和FPGA芯片。FPGA外面的LED点阵显示模块、一个反相器和两个4-16译码器构成。其中，DZI, DZ2, DZ3，和DZ4是4个8x 8的LED点阵显示模块，由这四个模块组合起来构成了本系统16x 16的LED点阵显示模块。两个4-16译码器(74LS154)和一个反相器配合FPGA中的行扫描控制模块共同完成了16x 16点阵显示模块的32行的扫描控制。FPGA中的只读存储器ROM中保存了要显示的多幅图像的数据，并以8位的数据宽度输出到LED阵显示模块的列端，配合行扫描控制共同完成多幅图像的显示。
│
2.4汉字的存储
用动态分时扫描技术使LED点阵模块显示图像，需要进行两步工作。第一
步是获得数据并保存，即在存贮器中建立汉字数据库。第二步是在扫描模块的控制下，配合行扫描的次序正确地输出这些数据。获得图像数据的步骤是，先将要显示的每一幅图像画在一个如图2.4所示的被分成16X 16共256个小方格的矩形框中，再在有笔划下落处的小方格里填上“1"，无笔划处填上“0"，这样就形成了与这个汉字所对应的二进制数据在该矩形框上的分布，再将此分布关系以
32X16的数据结构组成64个字节的数据，并保存在只读存贮器ROM中。以这种方式将若干个汉字的数据贮存在存贮器内，就完成了图像数据库的建立工作。
图2.4 16X 16LED点阵模块
然后，依次对多汉字抽取像素信息，并按序排队存放起来，便可得到一个待显示数据序列。将这个序列存到ROM中进一步通过寻址的方法来控制该数据序列的释放过程，就可实现在LED发光二极管点阵上滚动显示多汉字信息的目的。由图2.4可知，某一时刻能在显示数据序列中定位待显示数据的地址指针可用下式计算:
addr=n+m
2.4.1滚动显示多汉字信息的原理示意图
2.5汉字的显示
第二步工作的步骤是:先在扫描模块的控制下，由地址线确定每次由ROM送出某一列的16个LED所要显示的汉字的控制字节数据，同时由扫描模块输出的5位
扫描码经两个4-16译码器解码后决定相应的某一列可以被点亮，而另外31列都不能被点亮。该状态持续约0.4毫秒后，就接着进行下一行的扫描。当完成了一次犯行的扫描后，也就完成了一帧画面的显示。重复上述过程不断修改ROM的地址区间的起始地址，转向下一幅画面的数据传送和显示。如此进行，就可以在LED点阵模块上滚动显示ROM中存储的汉字。
3子模块的设计
近几年在数字系统设计领域出现了一种全新的设计技术—数字系统设计自动化(EDA, Electric Design Automation)技术。该技术借助计算机在图形、数据及语言处理方面的强大功能，利用计算机来辅助完成数字系统的设计，较原来传统数字系统设计技术有了突破性的发展。它在设计人口方面能接受符合人们思维习惯的高级硬件描述语言(如VHDL)和原来人们己经习惯的逻辑图输人。并通过EDA工具软件将其转换成能被可编程逻辑器件接受的数据，将此数据下载到支持该技术的可编程逻辑器件(如FPGA)上，使其成为一个具有设计要求功能的大规模集成电路芯片。该技术具有系统设计效率高、集成度好、保密性强、易于修改、易于实现等优点，因此而成为当今数字系统设计的主流技术。本文利用此技术设计一个LED点阵显示系统。系统利用FPGA内部的物理资源，将只读存储器ROM和主要功能模块设计在FPGA内部。充分显示了EDA技术设计的灵活性同时也大大提高了系统的集成度和稳定性。
3.1扫描控制模块
LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
ENTITY sc IS
PORT(clk_scan,reset_n:IN STD_LOGIC;
addr:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);
scan:OUT STD_LOGIC_VECTOR(4 DOWNTO 0);
cntn:out integer ;
flag_sca:OUT STD_LOGIC
);
END sc;
ARCHITECTURE ARC OF sc IS
signalCNT:integer range 0 to 31;
signalflag_scan:STD_LOGIC;
BEGIN
process(reset_n,clk_scan) ------扫描信号的输出
BEGIN
if(reset_n='0')then
cnt<=31;
elsif(rising_edge(clk_scan))then
if(cnt=cnt'high)then
cnt<=0;
else
cnt<=cnt+ 1;
end if;
if(cnt=cnt'high-1)then
flag_scan<='1';
else
flag_scan<='0';
end if;
end if;
end process;
cntn<=cnt;
flag_sca<=flag_scan;
process(reset_n,clk_scan,cnt)
Begin
if(rising_edge(clk_scan))then
casecnt is
when 0=>scan<="00000";
when 1=>scan<="00001";
When 2=>scan<="00010";
when 3=>scan<="00011";
When 4=>scan<="00000";
when 5=>scan<="00101";
when 6=>scan<="00110";
when 7=>scan<="00111";
when 8=>scan<="01000";
when 9=>scan<="01001";
when 10=>scan<="01010";
when 11=>scan<="01011";
when 12=>scan<="01100";
when 13=>scan<="01101";
when 14=>scan<="01110";
when 15=>scan<="01111";
when 16=>scan<="10000";
when 17=>scan<="10001";
when 18=>scan<="10010";
When 19=>scan<="10011";
when 20=>scan<="10100";
when 21=>scan<="10101";
when 22=>scan<="10110";
when 23=>scan<="10111";
when 24=>scan<="11000";
when 25=>scan<="11001";
when 26=>scan<="11010";
when 27=>scan<="11011";
when 28=>scan<="11100";
when 29=>scan<="11101";
when 30=>scan<="11110";
when 31=>scan<="11111";
when others=>scan<="ZZZZZ";
end case;
end if;
end process;
end ARC;
LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
ENTITY fen2 IS
PORT(reset_n,clk_scan,flag_scan:IN STD_LOGIC;
n:IN Integer range 0 to 7;
xx:OUT Integer);
END fen2;
ARCHITECTURE BHV OF fen2 IS
SIGNAL X:Integer ;
BEGIN
Process(reset_n,clk_scan, flag_scan) -------x的控制进程variablecntx:Integer range 0 to 50;
begin
if(reset_n='0')then
cntx:=0;
x<=0;
else if(rising_edge(clk_scan))then
if(flag_scan='1')then
if(cntx=n*8 or cntx=cntx'high)then -----通过n来控制cntx的计
数范围
cntx:=0;
Else
cntx:=cntx+1;
End if;
if(cntx=n*8)then ------通过n来控制X的增加
if(x=x'high)then
x<=0;
else
x<=x+1;
End if;
end if;
end if;
end if;
end if;
end process;
XX<=X;
END BHV;
图3.1 扫描控制模块仿真
3.2 汉字滚动速度控制模块
process(reset_n，clk_scan，flag_scan) --x的控制进程
variable cntx：integer range 0 to 50；
begin
if(reset_n='0')then
cntx：=0；
x<=0；
elsif(rising_edge(clk_scan))then
if(flag_scan='1')then
if(cntx=n×8 or cntx=cntx'high)then -- n由外部的按键控
制,通过n来控制cntx的计数范围
cntx：=0；
else
cntx：=cntx+1；
end if；
if(cntx=n×8)then --通过n来控制x的增加
if(x=x'high)then
x<=0；
else
x<=x+1；
end if；
end if；
end if；
end if；
end process；
3.3存储模块
LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;
USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
ENTITY RM IS
PORT(ADDR:IN STD_LOGIC_VECTOR(9 DOWNTO 0);
CLK:IN STD_LOGIC;
DOUT:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0));
END ENTITY RM;
ARCHITECTURE ART OF RM IS
BEGIN
PROCESS(CLK)
BEGIN
IF(CLK'EVENT AND CLK='1')THEN
CASE ADDR IS
WHEN "0000000000"=>DOUT<="01011000"; WHEN "0000000001"=>DOUT<="00110010"; WHEN "0000000010"=>DOUT<="00100011"; WHEN "0011010101"=>DOUT<="11110110"; WHEN "0011010110"=>DOUT<="11110111"; WHEN "0011010111"=>DOUT<="11110111"; WHEN "0011100000"=>DOUT<="11111010"; WHEN "0011100001"=>DOUT<="11111010"; WHEN "0011101011"=>DOUT<="11111101"; WHEN "0011101100"=>DOUT<="11111101"; WHEN "0011111101"=>DOUT<="11111111"; WHEN "0011111110"=>DOUT<="11111111"; WHEN "010*******"=>DOUT<="11111111"; WHEN "010*******"=>DOUT<="11111111"; WHEN "010*******"=>DOUT<="11111111"; WHEN "010*******"=>DOUT<="11111110";
WHEN "010*******"=>DOUT<="11111101";
WHEN "010*******"=>DOUT<="11110000";
WHEN "010*******"=>DOUT<="11101000";
WHEN OTHERS=>DOUT<="00000000";
END CASE;
END IF;
END PROCESS;
END ARCHITECTURE ART;
图3.3存储模块仿真
3.4多路选择器模块
LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
ENTITY mux21 IS
PORT(a,b,S:IN STD_LOGIC;
Y: OUT STD_LOGIC);
END mux21;
ARCHITECTURE ar OF mux21 IS
BEGIN
PROCESS(a,b,S)
BEGIN
IF s='0'THEN
y<=a;
ELSE
Y<=b;
END IF;
END PROCESS;
END ar
图3.4 多路选择器模块仿真
3.5分频电路模块
LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL
ENTITY fen2 IS
PORT(CLK:IN STD_LOGIC;
Clkk:OUT STD_ LOGIC);
END fen2;
ARCHITECTURE prosess OF fen2 IS
BEGIN
process(Clk) ------------------------计数模块
begin
if(rising_ edge(clk))then
if(cntx=480)then
cntx<=0
else
cntx<=cntx+l;
end if;
end if;
end process;
process(cnt，clk) ---------------------译码输出
begin
if(rising_ edge(clk))then
if(cnt>=cnt'high/2)then
Clk_scan<='1';
else
Clk_scan<='0';
end if;
end if;
end process;
图3.5没有消除毛刺的仿真结果
图3.5.1消除毛刺的仿真结果
4 结论
本设计是基于VHDL语言的点阵列LED显示控制器的设计。本系统采用单个16x16LED点阵逐行下移显示汉字或数字，需显示汉字或数字的16X16点阵字模已经存放在字模存储器中。显示控制器由现场可编辑逻辑门阵(FPGA )EPF10k10来实现。根据系统性能分析可知，它使用方便，用处广泛。在本次设计中因为用的大部分都是集成芯片，由于其集成性，所以对设计者和使用者没多大技术要求，采用的设计语言VHDL具有可移植性，所以这个集成模块能移植到多种芯片中。当然，这样的设计也有它不好的一面，由于集成芯片自身的缺点和局限性，使其不能很灵活地完成多种功能的转换。在以后的设计中，争取把这个问题解决掉。以上点阵字符显示系统在开发软件quartusII上经仿真验证无误。另外，由于器件含有丰富的可编程连线资源，当系统显示方式和显示字符个数变化时，只需要通过开发工具修改控制器的控制逻辑和连接关系，再将修改完成的程序通过下载电缆下载到器件即可，而电路板可以不做任何改动，可见，系统的维护和修改是极其方便和容易的。当然，由于「PGA的驱动能力有限，当点阵LED显示亮度不够时，需要添加LED驱动电路以得到合适的LED显示亮度。
5 参考文献
[1]大鹏.基于嵌入式系统的LED信息显示技术研究「J].现代电子技术，2006.8
[2]毕新熙，李娜，等.MAX7219在串行LED显示驱动器上的应用「J].科技信息:
学术版，2007.8
[3]谭文若.串行接口LED数码管及键盘管理器件ZLG7289 A的原理与应用「Jl.
国外电子元器件，2004 (4)
[4」周润景，图雅，张丽敏.基于QUARTUS 11的FPGA/CPLD数字系统设计实例。
北京电子工业出版设，2007.8
[5]王振红，张常年.电子技术基础实验及综合设计.北京:机械工业出版社，2007.3
[6]朱兆国，林刚勇，马善农，王海涛.电子电路设计技术.北京:国防工业出版社，
2007.3
[7]刘爱荣，王振成，曹瑞，卢印举.EDA技术与CPLD/FPGA开发应用简明教程.
北京:清华大学出版社，2007.7
[8]康万新，谢维成，杨加国.毕业设计指导及案例剖析—应用电子技术方向.北
京:清华大学出版社，2007.05
[9]华成英，叶朝辉编.可编程控制器原理及应用.清华大学出版社，2006
[10]张进秋编著.可编程控制器原理及应用实例.机械工业出版社
[11]林克明，陈羽，郭从良编著.微控制器系统原理与应用.北京:科学出版社，
2007
[12]潘松，王国栋编著.VHDL实用教程.成都:电子科技大学出版社，2001
[13]朱明程，孙普译.可编程逻辑系统的VHDL设计技术.南京二东南大学出版
社，1998.
[14]焦素敏主编.EDA应用技术.北京:清华大学出版社，2005
[15]郑君里等.信号与系统(第二版)上，下册北京二高等教育出版社
[16]刘宝琴等.ALTERA可编程器件及其应用.北京:清华大学出版社，1995
[17]任晓东.CPLD/FPGA高级应用开发指南.北京:电子工业出版社，2003
[18]求实科技.CPLD/FPGA应用开发技术与工程实践.北京:人民邮电出版社，
2005
[19]亿特科技.CPLD/FPGA应用系统设计与产品开发.北京:人民邮电出版社，
2005
[20]程云长.可编程逻辑器件与VHDL语言.北京:科学出版社，2005
[21] designer's Guide to The FPGA
[21]阎石主编.数字电子技术基础.高等教育出版社，1998
[22]谭会生等主编.REDA技术及应用.西安电子科技大学出版社，2001
[23] Comer Douglas. Operating System Design.The XLNU Approach. Englewood
Cliffs. New Jerser.Prentice-Hall. 1984
6相关网站
https://www.doczj.com/doc/ce18455737.html,
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EDA课程设计流水灯设计
目录 一、摘要··3 二、流水灯设计目的··4 三、流水灯设计流程··4 四、流水灯设计程序··5 五、流水灯设计管脚分配··7 六、功能仿真图··8 七、原理图波形图··9 八、设计注意事项··10
九、课程设计总结··11 十、参考文献··12 十一、评分表··13 一、摘要 随着EDA技术发展和应用领域的扩大与深入，EDA技术在电子信息、通讯、
自动控制及计算机应用等领域的重要性突出。随着技术市场与人才市场对EDA 的需求不断提高，产品的市场需求和技术市场的要求也必然会反映到教学领域和科研领域中来。因此学好EDA技术对我们有很大的益处。EDA是指以计算机为工具，在EDA软件平台上，根据设计社描述的源文件（原理图文件、硬件描述语言文件或波形图文件），自动完成系统的设计，包括编译、仿真、优化、综合、适配（或布局布线）以及下载。 流水灯是一串按一定的规律像流水一样连续闪亮，流水灯控制是可编程控制器的一个应用，其控制思想在工业控制技术领域也同样适用。流水灯控制可用多种方法实现，但对现代可编程控制器而言，基于EDA技术的流水灯设计也是很普遍的。 课程设计主要的目的是通过某一电路的综合设计，了解一般电路综合设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体的设计方法、通过设计也有助于复习、巩固以往的学习内容、达到灵活应用的目的。在设计完成后，还要将设计的电路进行安装、调试以加强学生的动手能力。在此过程中培养从事设计工作的整体观念。 课程设计应强调以能力培养为主，在独立完成设计及制作任务同时注意多方面能力的培养与提高，主要包括以下方面： ·独立工作能力和创造力。 ·综合运用专业及基础知识，解决实际工程技术问题的能力。 ·查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力。 ·写技术报告和编制技术资料的能力。 ·实际动手能力。
湖北大学物电学院EDA课程设计报告（论文） 题目：多功能数字钟设计 专业班级: 14微电子科学与工程 姓名：黄山 时间：2016年12月20日 指导教师：万美琳卢仕 完成日期：2015年12月20日
多功能数字钟设计任务书 1．设计目的与要求 了解多功能数字钟的工作原理，加深利用EDA技术实现数字系统的理解 2．设计内容 1，能正常走时，时分秒各占2个数码管，时分秒之间用小时个位和分钟个位所在数码管的小数点隔开； 2，能用按键调时调分； 3，能整点报时，到达整点时，蜂鸣器响一秒； 4，拓展功能：秒表，闹钟，闹钟可调 3．编写设计报告 写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。 4．答辩 在规定时间内，完成叙述并回答问题。
目录（四号仿宋_GB2312加粗居中） （空一行） 1 引言 (1) 2 总体设计方案 (1) 2.1 设计思路 (1) 2.2总体设计框图 (2) 3设计原理分析 (3) 3.1分频器 (4) 3.2计时器和时间调节 (4) 3.3秒表模块 (5) 3.4状态机模块 (6) 3.5数码管显示模块 (7) 3.6顶层模块 (8) 3.7管脚绑定和顶层原理图 (9) 4 总结与体会 (11)
多功能电子表 摘要:本EDA课程主要利用QuartusII软件Verilog语言的基本运用设计一个多功能数字钟，进行试验设计和软件仿真调试，分别实现时分秒计时，闹钟闹铃，时分手动较时，时分秒清零，时间保持和整点报时等多种基本功能 关键词:Verilog语言，多功能数字钟，数码管显示； 1 引言 QuartusII是Altera公司的综合性PLD/FPGA开发软件，支持原理图、VHDL、VerilogHDL 以及AHDL（Altera Hardware Description Language）等多种设计输入形式，内嵌自有的综合器以及仿真器，可以完成从设计输入到硬件配置的完整PLD设计流程，解决了传统硬件电路连线麻烦，出错率高且不易修改，很难控制成本的缺点。利用软件电路设计连线方便，修改容易；电路结构清楚，功能一目了然 2 总体设计方案 2.1 设计思路 根据系统设计的要求，系统设计采用自顶层向下的设计方法，由时钟分频部分，计时部分，按键调时部分，数码管显示部分，蜂鸣器四部分组成。这些模块在顶层原理图中相互连接作用 3 设计原理分析 3.1 分频器 分频模块：将20Mhz晶振分频为1hz，100hz,1000hz分别用于计数模块，秒表模块，状态机模块 module oclk(CLK,oclk,rst,clk_10,clk_100); input CLK,rst; output oclk,clk_10,clk_100;
湖北职业技术学院《EDA技术》课程设计报告 题目动态输出4位十进制频率计的设计所在学院电子信息工程学院 专业班级电信08304 学生姓名马强 学号08024839 指导教师王芳 完成日期2010年11月18 日
目录 一、概述 (3) 二、设计正文 (4) （一）设计目的 (4) （二）设计实现 (4) 1、端口说明 (4) 2、Cnt10模块说明 (5) 3、Tctl模块说明 (6) 4、锁存器reg16模块说明 (8) 5、Scan_led模块说明 (9) 6、顶层文件仿真 (10) 7、硬件下载 (11) 三、总结 (13) 四、感言 (14) 五、参考文献 (15)
概述 此次设计的主要目的是学习掌握频率计的设计方法；掌握动态扫描输出电路的实现方法；学习较复杂的数字系统设计方法。通过单位时间（1秒）内频率的计数来实现频率计的设计。此设计主要用四位十进制计数器，所以频率计数范围为100～9999Hz。然后锁存防止闪烁显示，最后由译码扫描显示电路输出到数码管进行显示输出。并且下载后会有一秒钟的延时后才会显示输出所计频率输出。设计下载后能够进行仿真频率的计数和静态显示，但是分频的设计程序有所缺陷导致长时间显示后会有1Hz的抖动。通过这次的设计能够更清楚的理解VHDL程序的描述语言，进行简单程序的编写和仿真。
动态输出4位十进制频率计的设计 一、目的 1.学习掌握频率计的设计方法。 2.掌握动态扫描输出电路的实现方法。 3.学习较复杂的数字系统设计方法 二、设计实现 4位十进制频率计外部接口如图1所示，顶层文件如图2所示，包含4中模块；Tctl、reg16、scan_led和4个cnt10。 （1）端口说明 F1Hz：给Tctl模块提供1Hz的频率输入。 Fin：被测频率输入。 scan_led：给scan_led模块提供扫描输入频率输入。 bt[1..0]：片选信号输出。 sg[6..0]:译码信号输出。 cout：进位输出。
课程设计任务书设计题目1：数码管显示数字钟设计
院（系）分管领导：教研室主任：指导教师： 2017年6月23日
目录 第1章引言 0 第2章电路原理 0 第3章程序设计 (1) 顶层模块设计 (2) 时钟分频模块设计 (2) 按键驱动模块设计 (2) 时钟计数模块设计 (3) 整点报时模块 (4) LED灯花样显示模块 (5) 数码管显示模块设计 (5) 第4章调试、测试分析及结果 (7)
调试 (7) 测试分析 (7) 结果 (9) 第5章小结 (10) 参考文献 (11) 附录电路图及程序 (11)
第1章引言 EDA是电子设计自动化(Electronic Design Automation)的缩写，在20世纪60年代中期从计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助测试(CAT)和计算机辅助工程(CAE)的概念发展而来的。 EDA技术就是以计算机为工具，设计者在EDA软件平台上，用硬件描述语言VHDL 或者Verilog HDL完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。EDA技术的出现，极大地提高了电路设计的效率和可操作性，减轻了设计者的劳动强度。 Verilog HDL是一种硬件描述语言，以文本形式来描述数字系统硬件的结构和行为的语言，用它可以表示逻辑电路图、逻辑表达式，还可以表示数字逻辑系统所完成的逻辑功能。 此次课程设计我们运用QuartusⅡ这个软件，使用Verilog HDL语言进行编程。 数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的钟表。与机械钟相比具有更高的准确性和直观性，具有更长的使用寿命，已得到广泛的使用。数字钟的设计方法有许多种，例如可用中小规模集成电路组成电子钟，也可以利用专用的电子钟芯片配以显示电路及其所需要的外围电路组成电子钟，还可以利用单片机来实现电子钟等等。这些方法都各有其特点，其中利用单片机实现的电子钟具有编程灵活，以便于功能的扩展。 本次课程设计要求利用EDA技术，设计一个数码管显示数字钟的样品，数字钟要求具备以下功能： 1、具有时、分、秒，计数显示功能，以24小时循环计时； 2、具有清零，调节小时、分钟功能； 3、具有整点报时功能，整点报时的同时LED花样显示。 第2章电路原理 数码管显示数字钟设计,运用到8位数码管，要求其中6位数码管动态显示，分别显示时、分、秒的计数，同时对时间进行设置，数字钟的总体功能按照要求可以分为基本的数字时钟显示（具有时、分、秒，计数显示功能，以24小时循环计时）、手动校准（具有清零，调节小时、分钟功能）、整点报时、LED灯花样显示
课程设计 设计题目： 学生姓名： 学号： 专业班级： 指导教师： 2015年月日
设计 题目成绩 课 程 设 计 主 要 内 容 指 导 教 师 评 语 签名：20 年月日
设计题目：测量放大器电路原理图和PCB板设计 一、实验目的 1.了解学习Protel 99SE的目的与意义； 2.掌握Protel 99SE绘制电路原理图方法与技巧； 3.掌握PCB设计方法与技巧。 二、实验要求 1.利用Protel 99SE绘制一张电路图; 2.对绘制好的电路图进行ERC检查; 3.生成网络表; 4.生成元件列表; 5.利用Protel 99SE完成对应的双面印刷电路板设计。 三、功率放大器设计 实验原理图如下图所示： 图1
四、protel制图 4.1设计电路原理图 1.电路原理图 电路原理图的设计是整个电路设计的基础，因此电路原理图要设计好，以免影响后面的设计工作。电路原理图的设计一般有如下步骤： (1)设置原理图设计环境； (2)放置元件； (3)原理图布线； (4)编辑和调整； (5)检查原理图； (6)生成网络表。 2.设计印刷电路板 印刷电路板设计是从电路原理图变成一个具体产品的必经之路,因此,印刷电路板设计是电路设计中最重要、最关键的一步。通常，印刷电路板设计的具体步骤如下： (1)规划电路板； (2)设置参数； (3)装入网络表； (4)元器件布局； (5)自动布线； (6)手工调整。 4.2 绘制测量放大器电路原理图 原理图设计最基本的要求是正确性，其次是布局合理，最后是在正确性和布局合理的前提下力求美观。根据以上所述的电路原理图设计步骤，两级放大器电路原理图设计过程如下： 1.启动原理图设计服务器 进入Protel 99 SE，创建一个数据库，执行菜单File/New命令，从框中选择原理图服务器（Schematic Document）图标，双击该图标，建立原理图设计文档。双击文档图标，进入原理图设计服务器界面。如图2
课程设计说明书 课程：EDA技术基础 题目：数字钟的设计 闹钟与整点报时模块 学生姓名：XXX 学号201265110204 班级 :1203班 专业：电子信息与科学 指导教师：XXX 2014年12月20日 长沙理工大学课程设计任务书 物理与电子科学学院电子信息与科学专业1203班姓名王玲课程名称EDA技术基础 题目数字钟的设计
长沙理工大学课程设计成绩评定表
目录 1数字钟设计闹钟模块基本任务要求4 2设计思想4 3简述闹钟模块的输入与输出5 4分进程描述6 5仿真结果与分析7 6简述数字钟的设计总成果10 7总结11 参考文献13 代码附件13
基本任务要求：运用QuartusⅡ13.1软件平台，用VHDL语言描述并设计的闹钟模块满足可调闹钟时间，当时钟时间到达闹钟时间后会响闹铃，（由于实验室权限问题会以FPGA开发板上12个LED灯交替发光来表现）；整点报时过程表现为整点的前十秒内响铃，（以FPGA开发板上一个LED灯交替发光来实现）。 设计思想：闹钟模块要以分频模块、计数器模块和译码显示模块为基础，将闹钟模块分为三个进程，一个进程用来实现调闹钟，一个进程来实现闹响闹钟（即实现LED灯交替发光），另一个进程来是实现整点报时。 （上面截图为数字钟整体编译后的RTL电路的闹钟模块） 简述闹钟模块图的输入与输出：上图中的输入粗黑实线为计数器模块输出的小时、分钟的高低位和秒钟的高位（都用四位的二进制表示）；输出的粗黑实线为定的闹钟时间（包括小时和分钟），将送到译码显示模块显示闹钟时间，闹钟时间与时钟都在FPGA上的数码管显示，用二选一实现交替显示。clk和clk1都是经过分频器分出的不同频率的信号分别用于整点报时的闪灯脉冲与闹钟调时、闹响的闪灯脉冲。
EDA课程设计 流水灯设计 姓名: 金兼强 专业: 电子信息工程 班级: 093252 学号: 09325211 同组人：黄奕林简讯 黄树金兼强黄玉涛 指导老师:黄河 2012-11-9
目录 一、摘要〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃3 二、流水灯设计目的〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃4 三、流水灯设计流程〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃4 四、流水灯设计程序〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃5 五、流水灯设计管脚分配〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃7 六、功能仿真图〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃8 七、原理图波形图〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃9 八、设计注意事项〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃10 九、课程设计总结〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃11 十、参考文献〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃12 十一、评分表〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 13
一、摘要 随着EDA技术发展和应用领域的扩大与深入，EDA技术在电子信息、通讯、自动控制及计算机应用等领域的重要性突出。随着技术市场与人才市场对EDA 的需求不断提高，产品的市场需求和技术市场的要求也必然会反映到教学领域和科研领域中来。因此学好EDA技术对我们有很大的益处。EDA是指以计算机为工具，在EDA软件平台上，根据设计社描述的源文件（原理图文件、硬件描述语言文件或波形图文件），自动完成系统的设计，包括编译、仿真、优化、综合、适配（或布局布线）以及下载。 流水灯是一串按一定的规律像流水一样连续闪亮，流水灯控制是可编程控制器的一个应用，其控制思想在工业控制技术领域也同样适用。流水灯控制可用多种方法实现，但对现代可编程控制器而言，基于EDA技术的流水灯设计也是很普遍的。 课程设计主要的目的是通过某一电路的综合设计，了解一般电路综合设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体的设计方法、通过设计也有助于复习、巩固以往的学习内容、达到灵活应用的目的。在设计完成后，还要将设计的电路进行安装、调试以加强学生的动手能力。在此过程中培养从事设计工作的整体观念。 课程设计应强调以能力培养为主，在独立完成设计及制作任务同时注意多方面能力的培养与提高，主要包括以下方面： ·独立工作能力和创造力。 ·综合运用专业及基础知识，解决实际工程技术问题的能力。 ·查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力。 ·写技术报告和编制技术资料的能力。 ·实际动手能力。 利用学到的电子技术知识，通过布置具有一定难度的设计题目，帮助学生熟悉课程设计任务和设计方法。
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摘要（三号，黑体，居中，字间空两格字符） （空二行换行） 空4格打印摘要内容（小四号宋体,行距20）。 关键词：（摘要内容后下空一行打印“关键词”三字（小四号黑体），其后为关键词（小四号宋体），每一关键词之间用分号隔开，最后一个关键词后不打标点符号。 ABSTRACT ①居中打印“ABSTRACT”，再下空二行打印英文摘要内容。②摘要内容每段开头留四个空字符。③摘要内容后下空一行打印“Key words”，其后为关键词用小写字母，每一关键词之间用分号隔开，最后一个关键词后不打标点符号。 Key words ：aaa；bbb；ccc
目录（3号，黑体，居中） （空1行，以小4号黑体设置字体及大小，行间距22、字间距标准） 1 XXXXXX………………………………………………………………………… 1.1 XXXXXX……………………………………………………………………… 1.2 XXXXXX……………………………………………………………………… ┇ 2 XXXXXX………………………………………………………………………… 2.1 XXXXXX……………………………………………………………………… 2.2 XXXXXX……………………………………………………………………… ┇ 3 4 结束语 参考文献………………………………………………………………………………. 致谢……………………………………………………………………………………附录……………………………………………………………………………………
东北石油大学EDA技术实践课程设计 课程EDA技术实践课程设计 题目24进制计数器 院系电气信息工程学院电气系 专业班级 学生姓名 学生学号 指导教师 年7月25日
EDA技术实践课程设计任务书 课程EDA技术实践课程设计 题目24进制计数器 专业电气工程及其自动化姓名学号 主要内容： 1.熟练掌握Quartus II软件的使用。 2.熟练掌握在QuartusII平台上用原理图或者VHDL语言进行电路设计的方法。 3.学会用例化语句对EDA电路设计中顶层电路进行描述。 基本要求： 1.熟悉仿真开发软件Quartus II的使用； 2.根据功能要求，用原理图或文本输入方式完成设计； 3.用Quartus II做波形仿真调试； 4.下载至EDA试验仪调试设计。 主要参考资料： [1]潘松，黄继业. 《EDA技术实用教程》［M］.北京：科学出版社，2002. [2]卢杰，赖毅. 《VHDL与数字电路设计》［M］.北京：科学出版社，2001. [3]张明. 《Verilog HDL实用教程》［M］.成都：电子科技大学出版社，1999. [4]郑家龙，王小海，章安元.《集成电子技术基础教程》［M］.北京：高等教育出版社，2002. [5]王金明，杨吉斌. 《数字系统设计与Verilog HDL》［M］.北京：电子工业出版社，2002. 完成期限 指导教师 专业负责人 年7 月18日
目录 1设计 (1) 2方案选择与电路原理图的设计 (1) 2.124进制计数器的基本原理 (1) 2.2设计流程图 (1) 2.3原理图 (1) 374LS161元件说明 (2) 3.1 简介 (2) 3.274ls161管脚图与介绍 (2) 3.374ls161功能表 (3) 3.474ls161主要特点 (3) 4设计过程 (4) 4.1新文件的建立 (4) 4.2宏功能模块的使用 (5) 4.3普通元件的添加 (8) 4.4 电路连接 (9) 5功能仿真 (9) 6出现的问题及调试方法 (11) 7总结 (11) 参考文献 (12) 附录VHDL语言编写的该程序清单 (13)
Xxxxx学院 《EDA技术》课程报告 设计题目：8线-3线优先编码器班级：应用电子1101班姓名： 学号： 指导老师： 日期：
目录 一、8-3优先编码器设计原理分析 (3) 二、8-3优先编码器模块的源程序 (3) 三、8-3优先编码器仿真结果 (4) 四、设计总结和心得体会 (5) 五、参考资料 (5)
一、8-3优先编码器设计原理分析 8-3优先编码器输入信号为din0，d in1，din2，din3，din4，din5，din6和din7，输出信号为out2、out1、out0。输入信号中din7的优先级别最低，依次类推，din0的优先级别最高。也就是说若din0输入为1（即为高电平）则无论后续的输入信号怎么样，对应的这种状态一样，如若din0输入为0（即为低电平）则看优先级仅次于din0的din1状态决定，依次类推。因为din0到din7共8中状态，可以用3位二进制编码来表示。8-3优先编码器真值表如下表所示。 表1 8-3优先编码器真值表 二、8-3优先编码器模块的源程序 8-3优先编码器由VHDL程序来实现，VHDL语言描述如下： LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY coder IS PORT ( din : IN STD_LOGIC_VECTOR(0 TO 7);output : OUT STD_LOGIC_VECTOR(0 TO 2);EANABLE: in std_logic ); END coder; ARCHITECTURE behav OF coder IS SIGNAL SINT : STD_LOGIC_VECTOR(4 DOWNTO 0); BEGIN PROCESS (din) BEGIN IF (EANABLE='0') THEN IF (din(0)='1') THEN output <= "000" ; ELSIF (din(1)='1') THEN output <= "100" ;
附录I EDA课程设计参考题目 注：在以下设计中只可以用一个参考时钟 一、设计数码管显示控制器 要求： 1．能自动一次显示出数字0、1、2、3、4、5、6、7、8、9（自然数列），1、3、5、7、9(奇数列)，0、2、4、6、8（偶数列），0、1、2、3、4、5、6、7、0、1(音乐符号序列)；然后再从头循环； 2．打开电源自动复位，从自然数列开始显示。 二、设计乒乓球游戏机 要求： 1．用8个发光二极管表示球；用两个按钮分别表示甲乙两个球员的球拍； 2．一方发球后，球以固定速度向另一方运动（发光二极管依次点亮），当球达到最后一个发光二极管时，对方击球（按下按钮）球将向相反方向运动，在其他时候击球视为犯规，给对方加1分；都犯规，各自加1分； 3．甲、乙各有一数码管计分； 4．裁判有一个按钮，是系统初始化，每次得分后，按下一次。 三、设计智力竞赛抢答器 要求： 1．五人参赛每人一个按钮，主持人一个按钮，按下就开始； 2．每人一个发光二极管，抢中者灯亮； 3．有人抢答时，喇叭响两秒钟； 4．答题时限为10秒钟，从有人抢答开始，用数码管倒计时间，0、9、8…1、0；倒计时到0的时候，喇叭发出两秒声响。 四、设计数字钟 要求： 1．输入10HZ的时钟；（提示：对已有kHz频率时钟进行分频） 2．能显示时、分、秒，24小时制； 4．时和分有校正功能； 5．整点报时，喇叭响两秒； 6．可设定夜间某个时段不报时； 注意：硬件资源的节约，否则器件内资源会枯竭。 五、设计交通灯控制器 要求： 1．东西方向为主干道，南北方向为副干道； 2．主干道通行40秒后，若副干道无车，仍主干道通行，否则转换； 4．换向时要有4秒的黄灯期；
E D A技术实践课程设计 --24进制计数器 -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1
东北石油大学EDA技术实践课程设计 年 7月 25日
EDA技术实践课程设计任务书 课程 EDA技术实践课程设计 题目 24进制计数器 专业电气工程及其自动化姓名学号 主要内容： 1.熟练掌握Quartus II软件的使用。 2.熟练掌握在QuartusII平台上用原理图或者VHDL语言进行电路设计的方法。 3.学会用例化语句对EDA电路设计中顶层电路进行描述。 基本要求： 1.熟悉仿真开发软件Quartus II的使用； 2.根据功能要求，用原理图或文本输入方式完成设计； 3.用Quartus II做波形仿真调试； 4.下载至EDA试验仪调试设计。 主要参考资料： [1]潘松，黄继业. 《EDA技术实用教程》［M］.北京：科学出版社，2002. [2]卢杰，赖毅. 《VHDL与数字电路设计》［M］.北京：科学出版社，2001. [3]张明. 《Verilog HDL实用教程》［M］.成都：电子科技大学出版社，1999. [4]郑家龙，王小海，章安元.《集成电子技术基础教程》［M］.北京：高等教育出版社，2002. [5]王金明，杨吉斌. 《数字系统设计与Verilog HDL》［M］.北京：电子工业出版社，2002. 完成期限 指导教师 专业负责人 年 7 月18日
目录 1设计 (1) 2方案选择与电路原理图的设计 (1) 2.124进制计数器的基本原理 (1) 2.2设计流程图 (1) 2.3原理图 (1) 374LS161元件说明 (2) 3.1 简介 (2) 3.274ls161管脚图与介绍 (2) 3.374ls161功能表 (3) 3.474ls161主要特点 (3) 4设计过程 (4) 4.1新文件的建立 (4) 4.2宏功能模块的使用 (5) 4.3普通元件的添加 (8) 4.4 电路连接 (9) 5功能仿真 (9) 6出现的问题及调试方法 (11) 7总结 (11) 参考文献 (12) 附录VHDL语言编写的该程序清单 (13)
课程设计报告 课程名称数字系统与逻辑设计 课题名称16*16点阵显示 专业通信工程 班级1181 学号 2 姓名肖浪
指导教师乔汇东吴德建 2013年7月2日 湖南工程学院课程设计任务书 课程名称数字系统与逻辑设计课题16*16点阵显示 专业班级通信工程1181 学生姓名肖浪 学号 2 指导老师乔汇东吴德建
任务书下达日期2013 年6月23日 任务完成日期2013 年7月2日 《数字系统与逻辑设计》课程设计任务书 一、设计目的 全面熟悉、掌握VHDL语言基本知识，掌握利用VHDL语言对常用的的组合逻辑电路和时序逻辑电路编程，把编程和实际结合起来，熟悉编制和调试程序的技巧，掌握分析结果的若干有效方法，进一步提高上机动手能力，培养使用设计综合电路的能力，养成提供文档资料的习惯和规范编程的思想。 二、设计要求 1、设计正确，方案合理。 2、程序精炼，结构清晰。 3、设计报告5000字以上，含程序设计说明，用户使用说明，源程序清单及程序框图。 4、上机演示。 5、有详细的文档。文档中包括设计思路、设计仿真程序、仿真结果及相应的分析与结论。 三、进度安排 第十八周星期一：课题讲解，查阅资料 星期二：总体设计，详细设计 星期三：编程，上机调试、修改程序 星期四：上机调试、完善程序 星期五：答辩 星期六-星期天：撰写课程设计报告 附：
课程设计报告装订顺序：封面、任务书、目录、正文、评分、附件（A4大小的图纸及程序清单）。 正文的格式:一级标题用3号黑体,二级标题用四号宋体加粗,正文用小四号宋体;行距为22。正文的内容:一、课题的主要功能；二、课题的功能模块的划分（要求画出模块图）；三、主要功能的实现；四、系统调试与仿真；五、总结与体会；六、附件（所有程序的原代码，要求对程序写出必要的注释）；七、评分表。
计算机辅助设计参考题目 设计一数字式竞赛抢答器 1、设计一个可容纳6组(或4组)参赛的数字式抢答器，每组设一个按钮，供抢 答使用。 2、抢答器具有第一信号鉴别和锁存功能，使除第一抢答者外的按钮不起作用。 3、设置一个主持人“复位”按钮。 4、主持人复位后，开始抢答，第一信号鉴别锁存电路得到信号后，有指示灯显 示抢答组别，扬声器发出2~3秒的音响。 5、设置一个计分电路，每组开始预置100分，由主持人记分，答对一次加10 分，答错一次减10分。 教学提示: 1、此设计问题的关键是准确判断出第一抢答者并将其锁存，实现的方法可使 触发器或锁存器，在得到第一信号后将输入封锁，使其它组的抢答信号无效。 2、形成第一抢答信号后，用编码、译码及数码显示电路显示第一抢答者的组别， 用第一抢答信号推动扬声器发出音响。 3、计分电路采用十进制加／减计数器、数码管显示，由于每次都是加／减10 分，所以个位始终为零，只要十位、百位进行加／减运算即可。 设计二数字钟 1、设计一个能显示1/10秒、秒、分、时的12小时数字钟。 2、熟练掌握各种计数器的使用。 3、能用计数器构成十进制、六十进制、十二进制等所需进制的计数器。 4、能用低位的进位输出构成高位的计数脉冲。 教学提示: 1、时钟源使用频率为0.1Hz的连续脉冲。 2、设置两个按钮，一个供“开始”及“停止”用，一个供系统“复位”用。 3、时钟显示使用数码管显示。 4、“时显示”部分应注意12点后显示1点。 5、注意各部分的关系，由低位到高位逐级设计、调试。 设计三数字频率计 1、设计一个能测量方波信号的频率的频率计。 2、测量的频率范围是1Hz~9999Hz。 3、结果用十进制数显示。 教学提示: 1、脉冲信号的频率就是在单位时间内所产生的脉冲个数，其表达式为，f为被 测信号的频率，N为计数器所累计的脉冲个数，T为产生N个脉冲所需的时间。 所以，在1秒时间内计数器所记录的结果，就是被测信号的频率。 2、被测频率信号取自实验箱晶体振荡器输出信号，加到主控门的输入端。 3、再取晶体振荡器的另一标准频率信号，经分频后产生各种时基脉冲：1ms， 10ms，0.1s，1s等，时基信号的选择可以控制，即量程可以改变。 4、时基信号经控制电路产生闸门信号至主控门，只有在闸门信号采样期间内(时 基信号的一个周期)，输入信号才通过主控门。 5、f=N/T，改变时基信号的周期T，即可得到不同的测频范围。
课程设计任务书 设计题目1：数码管显示数字钟设计 学生姓名 课程名称EDA技术课程设计专业班级 地点起止时间2017年6月19日— 6月23日 设 计 内 容 硬件设计及样品制作 设计参数1、具有时、分、秒，计数显示功能，以24小时循环计时； 2、具有清零，调节小时、分钟功能； 3、具有整点报时功能，整点报时的同时LED花样显示。 设计进度1.2017年6月19日—20日查阅资料，确定设计方案 2.2017年6月21日—22日程序设计和硬件调试 3.2017年6月23日撰写课程设计报告，答辩 设计成果1. 设计说明书一份（不少于2000字）； 2. 样品一套。 参考资料1.周润景等，基于Quartus II的FPGA/CPLD数字系统设计实例，电子工业 出版社，2010 2.夏宇闻，Verilog数字系统设计教程（第二版），北京航空航天大学出版 社，2014 说明1．本表应在每次实施前由指导教师填写一式2份，审批后所在系（部）和指导教师各留1份。2．多名学生共用一题的，在设计内容、参数、要求等方面应有所区别。3．若填写内容较多可另纸附后。 院（系）分管领导：教研室主任：指导教师： 2017年 6月 23日
EDA技术课程设计报告 目录 第1章引言 (1) 第2章电路原理 (2) 第3章程序设计 (3) 3.1 顶层模块设计 (3) 3.2 时钟分频模块设计 (4) 3.3 按键驱动模块设计 (4) 3.4 时钟计数模块设计 (4) 3.5 整点报时模块 (5) 3.6 LED灯花样显示模块 (7) 3.7 数码管显示模块设计 (7) 第4章调试、测试分析及结果 (10) 4.1 调试 (10) 4.2 测试分析 (10) 4.3 结果 (12) 第5章小结 (13) 参考文献 (14) 附录电路图及程序 (15)
EDA课程设计报告 题目彩灯循环闪烁电路的仿真学院自动化 专业班级自 姓名 学号 成绩 2014年12月
1、设计目的 (3) 2、设计原理 (3) (3) 3、单元电路的设计与仿真 (3) 3.1时钟脉冲产生电路 (3) 3.2计数器电路的设计与仿真 (5) 3.3译码和显示电路的设计 (6) 4、总体电路仿真 (7) 5、总结与收获 (9)
1、设计目的 1）彩灯能够自动循环闪烁 2）彩灯循环显示且频率快慢可调。 3）该控制电路具有8路输出。 2、设计原理 彩灯循环闪烁电路的工作原理采用555定时器连接成多谐振荡器产生频率产生连续可调的时钟脉冲信号，然后将时钟信号输出通过计数器接受。然后，经过八进制加法计数器的计数实现循环功能。最后，通过译码器译码实现循环灯亮。 该电路主要分为三个模块，多谢振荡器模块、八进制加法计数器电路模块、译码器与彩灯电路模块。其结构框图如图1所示。 图1 彩灯循环闪烁电路的设计框图 3、单元电路的设计与仿真 3.1时钟脉冲产生电路 时钟脉冲产生电路由555定时器和外接元件R1、R2、R3、C1和C2构成多谐振荡器。管脚THR与管脚TRI直接相连。图2为，产生电路模块。电路没有稳态，仅存在两个暂稳态，电路亦不需要外加触发信号。利用电源通过R1、R2向C1充电，以及C1通过R2、R3向放电端DIS放电，使电路产生震荡。输出矩形波，为计数器提供脉冲源。其管脚2的电容充放电波形（黄色线条）和管脚3时钟脉冲输出波形（红色线条）如图3所示。
图2 时钟脉冲产生电路的仿真图 图3 管脚2、3的输出波形
3.2计数器电路的设计与仿真 本文的彩灯电路选用74LS160N-集成10进制同步加法计数器。74LS160N具有异步清零和同步置数的功能。为了实现8盏灯循环闪烁，电路采用异步反馈清零法获得8进制计数器。如图4所示，当Q D Q C Q B Q A输出1000时，U4A输出一个低电平到CLR，将计数器清零，回到0000状态。 图4 8进制计数器仿真图 确认电路连接无误后，单击RUN，开始仿真。结果如图4，通过7段数码管看到有0-7共8个有效状态。图5即计数过程。
EDA课程设计参考题目一、设计彩灯控制器一 要求： 1．有八只LED，L0……L7 2．显示顺序如下表 3
要求： 1．8 个灯全亮； 2．8 个灯全灭； 3．从左边第一个开始每隔一个亮； 4．从右边第一个开始每隔一个灭； 5．左4个灭，右4个亮； 6．左4个亮，右4个灭； 7．显示间隔0.5S，1S可调。 三、设计彩灯控制器三 要求： 1. 有十只LED，L0……L9 2. 显示方式 ①先奇数灯依次灭 ②再偶数灯依次灭 ③再由L0到L9依次灭 3．显示间隔0.5S，1S可调。 四、自设计动奏乐器一 要求： 1．开机能自动奏一个乐曲，可以反复演奏；2．速度可变。 1 1 5 5 6 6 5 – 4 4 3 3 2 2 1 – 5 5 4 4 3 3 2 – 5 5 4 4 3 3 2 – 3．附加：显示乐谱。 五、设计自动奏乐器二 要求： 1．开机能自动奏一个乐曲，可以反复演奏；2．速度可变。 1 3 1 3 5 6 5 – 6 6 ? 1 6 5 ––– 6 6 ? 1 6 5 5 3 1 2 2 3 2 1 ––– 3．乐曲自选。 4．附加：显示乐谱。 六、设计汽车尾灯控制器 要求： 1.用6个发光二极管模拟6个汽车尾灯（左、右各3个）。 2.汽车往前行驶时，6个灯全灭。当汽车转弯时，若右转弯，右边3个尾灯从左至右顺序 亮灭，左边3个灯全灭；若左转弯，左边3个尾灯从右至左顺序亮灭，右边3个灯全灭； 汽车刹车时，6个尾灯同时明、暗闪烁；汽车在夜间行驶时，左右两侧的灯同时亮，供照明使用。
要求： 1.在十字路口的两个方向上各设一组红绿黄灯，显示顺序为：其中一个方向是绿灯、黄灯、 红灯，另一个方向是红灯、绿灯、黄灯。 2.设置一组数码管，以倒计时的方式显示允许通行或禁止通行的时间，其中绿灯、黄灯、 红灯的持续时间分别是20s、5s、25s。 八、设计数字频率计 要求： 1．输入为矩形脉冲，频率范围0~99MHz； 2．用五位数码管显示；只显示最后的结果，不要将计数过程显示出来； 3．单位为Hz和KHz两档，自动切换。 九、设计智力竞赛抢答器 要求： 1．四人参赛每人一个按钮，主持人一个按钮，按下就开始； 2．当有某一参赛者首先按下抢答开关时，相应显示灯亮并伴有声响，此时抢答器不再接受其他输入信号。 3．有人抢答时，喇叭响两秒钟； 4．答题时限为100秒钟（显示0~99），时间显示采用倒计时方式。当达到限定时间时，发出声响以示警告。 十、设计数字秒表 要求： 1.要求设置启/停开关。当按下启/停开关，将启动秒表开始计时，当再按一下启/停开关时， 将终止计时操作。 2.数字秒表的计时范围是0秒~59分59.99…… 3.要求计时精度为0.01s。 4.复位开关可以在任何情况下使用，即便在计时过程中，只要按一下复位开关，计时器就 清零，并做好下次计时的准备。 十一、设计数字钟 要求： 1.具有时、分、秒计数显示功能，且以24小时循环计时。 2.具胡清零的功能，且能够对计时系统的小时、分钟进行调整。 3.具有整点报时功能。 十二、设计三层电梯控制器 要求： 1.每层电梯入口处设有上下请求开关，电梯内有乘客到达层数的的停站请求开关。 2．设有电梯所处位置指示装置及电梯运行模式(上升和下降)指示装置。 3．电梯每秒钟升(降)一层。 4．电梯到达有请求的楼层，电梯经过lS电梯门开，打开4S后，电梯门关闭(开门指示灯灭)。电梯继续运行，直至完成最后的一个请求信号后停留在当前层。 5．能记忆电梯内外所有请求信号，并按照电梯运行规则按顺序响应，每个请求信号留至执行完后消除。 6．电梯运行规则：当电梯处于上升模式时，只响应比电梯所在的位置高的上楼请求信号，由下而上逐个执行，直到最后一个上楼清求执行完毕；如果高层有下楼请求，则直接升到有下
五课程设计题目与内容 1. 电子秒表设计 内容及要求： 完成具有多计数功能的秒表，并可将结果逐一显示在7 段数码管上，具体要求如下： (1)输入时钟10khz ，采用Altera EP1C6Q240C8 FPGA ； (2)异步、同步复位，计时精度1ms,最大计时240秒； (3)至少对 6 个目标计时，并可显示于7 段数码管，格式为xxx.yyy ，秒为单位； ( 4)计时值可逐一顺序回显； ( 5)按下一次终止键完成一个对象的计时,计时间隔小于最大计时值； ( 6)完成全部流程：设计规范文档、模块设计、代码输入、功能仿真、约束与综合、布局布线、时序仿真、下载验证等。 进度安排： 本设计持续10天,其中最后一天(依例周五)为答辩时间。 第1-2 天：讲解题目,准备参考资料,检查、调试实验软硬件,进入设计环境,开始设计方案和验证方案的准备； 第3-4 天：完成设计与验证方案,经指导老师验收后进入模块电路设计； 第5-7 天：完成模块电路设计,进行代码输入,并完成代码的初步仿真； 第8-9 天：代码功能仿真正确,约束设计,综合、下载,实现设计目标,并指导老师验收设计；整理设计资料,撰写报告、准备答辩； 第10 天：验收合格后进行答辩。 选题：限2人：共同进行电路和验证方案设计，1人仿真，另1人FPGA实现
2. aval on 总线从接口设计 内容及要求： 实现Altera 的NiosII CPU 外部总线接口电路，完成存储器的读写操作。 (1) CPU采用Altera Nios n； ( 2)接口电路采用同步操作，注意时钟的选择； ( 3)寻址空间0x8000~0x8ffff ，数据总线宽度8 比特； ( 4)存储器的种类为寄存器即可，具有读写功能； ( 5) avalon 总线接口为slave ； (6)下载验证时要和CPU一同实现相应的功能，软件进行读写操作。 进度安排： 本课程设计持续10 天，其中最后一天( (依例周5)为答辩时间。 第1-2 天：讲解题目，准备参考资料，检查、调试实验软硬件，进入设计环境，开始设计方案和验证方案的准备； 第3-4 天：完成设计与验证方案，经指导老师验收后进入模块电路设计； 第5-7 天：完成模块电路设计，进行代码输入，并完成代码的仿真； 第8-9天：约束设计，与CPU集成综合、下载，用c语言实现操作，并指导老师验收设计；整理设计资料，撰写报告、准备答辩； 第10 天：验收合格后进行答辩。 选题：限 2 人：共同进行电路和验证方案设计， 1 人逻辑电路设计与仿真，另1人系统集成及软件代码设计
课程设计报告 课程名称 EDA课程设计 学院信息工程学院年级班别 学号 学生姓名 指导老师罗思杰 2017年12月09日
目录 一、设计目的和要求： (3) 二、EDA设计： (3) 三、硬件测试： (15) 四、设计和调试过程中遇到的问题及解决方法.. 15 五、完成课程设计后的收获或体会： (15) 六、设计参考文献： (15)
一、设计目的和要求： 1、设计目的： 通过对FPGA（现场可编程门阵列）芯片的设计实践，使学生掌握一般的PLD （可编程逻辑器件）的设计过程、设计要求、设计内容、设计方法，能根据要求及工艺需要进行电子芯片设计并制定有关技术文件。培养学生综合运用已学知识解决实际工程技术问题的能力、查阅图书资料和各种工具书的能力、撰写技术报告和编制技术资料的能力，接受一次电子设计自动化方面的基本训练。 培养学生利用EDA技术知识，解决电子设计自动化中常见实际问题的能力，使学生积累实际EDA编程经验。通过本课程设计的学习，学生将复习所学的专业知识，使课堂学习的理论知识应用于实践，通过本课程设计的实践使学生具有一定的实践操作能力。 2、设计要求： （1）以EDA技术的基本理论为指导，将设计实验分为基本功能电路和较复杂的电子系统两个层次，要求利用数字电路或者EDA方法去设计并完成特定功能的电子电路的仿真、软硬件调试； （2）熟悉掌握常用仿真开发软件，比如： Quartus II或Xilinx ISE的使用方法。 （3）能熟练运用上述开发软件设计并仿真电路并下载到FPGA中进行调试； （4）学会用EDA技术实现数字电子器件组成复杂系统的方法；学习电子系统电路的安装调试技术。 二、EDA设计： （1）方案比较： 1、数字电子钟设计 设计一个时钟电路，包括时钟、分钟、秒钟的显示。要求可对时钟、分钟进行预置和修改操作；可设置3组闹铃时间，时间到时给出10秒的报警声或音乐并给出灯光提示。 具体输入/输出要求如下： ① 4位LED数码显示器，分别显示“小时：分钟”或“分钟：秒”时钟；根据需要选择几个LED发光二极管。 ②3个按键，具体功能描述如下：
EDA课程设计目录 1 乘法器设计2 1.1设计要求2 1.2设计提示2 2八位序列检测器设计4 2.1设计要求4 2.2 设计提示4 3 多功能数字钟的设计5 3.1 设计要求5 3.2 设计提示6 5 数字频率计7 5.1 设计要求7 5.2 设计提示8 6 拔河游戏机10 6.1设计要求10 6.2设计提示10 7 洗衣机控制器11 7.1 设计要求11 7.2设计提示12 8 简易音乐播放器14 8.1设计任务14 8.2设计提示14
1 乘法器设计 1.1设计要求 设计一个能进行两个十进制数相乘的乘法器，乘数和被乘数均小于100，通过按键输入，并用数码管显示，显示器显示数字时从低位向高位前移，最低位为当前显示位。当按下相乘键后，乘法器进行两个数的相乘运算，数码管将乘积显示出来。 系统框图如图1-1所示。 图1-1 乘法器系统框图 1.2设计提示 表1-1 编码器真值表
此设计问题可分为乘数被乘数输入控制模块、寄存模块、乘法模块和扫描显示模块几部分。 乘数和被乘数的输入仍用数据开关K1-K10分别代表数字1、2、…、9、0，用编码器对数据开关K1~K10的电平信号进行编码，编码器真值表如表1-1所列。用两个数码管显示乘数，两个数码管显示被乘数。 设置“相乘”信号mul，当乘数输入完毕后，mul有效使输入的乘数送寄存器模块寄存。再输入被乘数，显示在另两个数码管上。 设置“等于”信号equal，当乘数和被乘数输入后，equal有效，使被乘数送寄存模块寄存，同时启动乘法摸块。 两数相乘的方法很多，可以用移位相加的方法，也可以将乘法器看成计数器，乘积的初始值为零，每一个时钟周期将被乘数的值加到积上，同时乘数减一，这样反复执行，直到乘数为零。 硬件系统示意图如图1-2所示。 图1-2 乘法器硬件系统示意图 可参考你们的EDA教材中的乘法器设计。