SOPC/EDA综合课程设计报告
设计题目：等精度频率计的设计
设计者：
学号：
班级：电气工程及其自动化092班
指导老师：
完成时间：
目录
1 绪论 (4)
第一章设计项目的分析 (5)
1.1 设计原理 (5)
1.2 设计要求 (5)
1.3 设计思路 (6)
第二章项目工作原理及模块工作原理 (6)
2.1系统设计方案的选择 (6)
2.2 项目工作原理 (6)
2.3 频率测量模块 (8)
2.4 周期测量模块 (10)
2.5 脉宽测量模块 (11)
2.6 占空比测量模块 (11)
第三章系统设计方案 (11)
3.1 等精度数字频率计项目设计方案 (11)
3.1.1等精度数字频率计的原理 (12)
3.1.2等精度数字频率计主要由以下几个部分组成 (13)
3.1.3系统的基本工作方式如下 (13)
3.1.4 CPLD/FPGA测频专用模块的VHDL程序设计 (13)
3.2 测频/测周期的实现 (14)
3.3 控制部件设 (14)
3.4 计数部件设计 (15)
3.5 脉冲宽度测量和占空比测量模块设计如下图所示： (15)
3.5.1测量脉冲宽度的工作步骤 (15)
第四章主要VHDL源程序 (16)
4.1 -等精度频率计测试模块（VHDL顶层文件DJDPLJ.VHD） . 16
4.2-测频、周期控制模块CONTRL.VHD (19)
4.3--计数模块CNT.VHD (20)
4.4-自校/测试频率选择模块FIN.VHD (21)
4.5-测脉宽、占空比控制模块CONTRL2.VHD (22)
4.6-计数器二频率切换模块GATE.VHD (24)
第五章项目硬件测试 (25)
5.1 硬件试验情况 (25)
第六章设计总结 (26)
附录一参考文献 (27)
1 绪论
测量频率是电子测量技术中最常见的测量之一。不少物理量的测量, 如时间、速度等都涉及到或本身可转化为频率的测量。目前, 市场上有各种多功能、高精度、高频率的数字频率计, 但价格不菲。而在实际工程中, 并不是对所有信号的频率测量都要求达到非常高的精度。
目前, 有三种常用的数字频率的测量方法: 直接测量法(以下称M法) 、周期测量法(以下称T法) 和综合测量法(以下称M /T法) 。M法是在给定的闸门时间内测量被测信号的脉冲个数, 进行换算得出被测信号的频率。T法是通过测量被测信号一个周期时间计时信号的脉冲个数, 然后换算出被测信号的频率。这两种测量法的精度都与被测信号有关, 因而它们属于非等精度测量法。而M /T法它通过测量被测信号数个周期的时间, 然后换算得出被测信号的频率, 克服了测量精度对被测信号的依赖性。M /T法的核心思想是通过闸门信号与被测信号同步, 将闸门时间τ控制为被测信号周期长度的整数倍。测量时, 先打开预臵闸门, 当检测到被测信号脉冲沿到达时, 标准信号时钟开始计数。预臵闸门关闭时, 标准信号并不立即停止计数, 而是等检测到被测信号脉冲沿到达时才停止, 完成被测信号整数周期的测量。测量的实际闸门时间与预臵闸门时间可能不完全相同, 但最大差值不超过被测信号的一个周期。
第一章设计项目的分析
1.1 设计原理
频率计用一个频率稳定度高的频率源作为基准时钟，对比测量其他信号的频率。通常情况下计算每秒内待测信号的脉冲个数，此时我们称闸门时间为1s。闸门时间也可以大于或小于1s。闸门时间越长，得到的频率值就越准确，但闸门时间越长则每测一次频率的间隔就越长。闸门时间越短，测得频率值刷新就越快，但测得的频率精度就受影响。
1.2 设计要求
(1) 对于频率测试功能，测频范围为0.1 Hz～70 MHz；对于测频精度，测频全域相对误差恒为百万分之一。
(2) 对于周期测试功能，信号测试范围与精度要求与测频功能相同。
(3) 对于脉宽测试功能，测试范围为0.1 μs～1 s，测试精度为0.01 μs。
(4) 对于占空比测试功能，测试精度为1%～99%。
1.3 设计思路
利用计数器A对时钟脉冲信号进行计数，同时使用另一个计数
器B对被测信号计数。当测量时钟脉冲信号的计数器A累积到一定数
值时，将计数器的结果传送到触发器中并通过一个时钟脉冲锁存，并
译码送到七段数码管输出。为了使测量误差尽可能小，可以在被测信
号的上升沿使计数器A和计数器B同时计数，为此，可添加一个D触
发器，以被测信号作为D触发器的时钟信号，高电平为输入端，输出
端Q作为两个计数器的计数允许信号。
基于传统测频原理的频率计的测量精度将随被测信号的频率的
下降而降低，在使用中有较大的局限性，而等精度频率计不但具有较
高的测量精度，而且在整个频率区域能保持恒定的测试精度。
第二章项目工作原理及模块工作原理
2.1系统设计方案的选择
根据频率计的设计要求，我们可将整个电路系统划分为几个模
块，频率测量模块，周期测量模块，脉宽测量模块，和占空比测量模
块。标准频率发生电路采用高频率稳定度和高精度的晶镇作为标准频
率发生器。如图所示。各模块的实现均有几种不同的设计方案。
2.2 项目工作原理
号
图2-1 等精度数字频率计工作原理图
图2-1中“预臵门控制信号”CL，可以证明，在1秒0.1秒时间选择的范围内，CL的时间宽度对测频精度几乎没有影响，在此设其宽度为Tpr。BZH和TF模块是两个可控的32为高速计数器，BENA和ENA分别是它们的计数允许信号端，高电平有效。
标准频率信号从BZH的时钟输入端BCLK输入，设其频率为Fs；经整形后的被测信号从与BZH相似的32为计数器TF的时钟输入端TCLK输入，设其真实频率值为Fxe，被测频率为Fx。
测频原理说明如下：
测频开始前，首先发出一个清零信号CLR，使两个计数器和D触发器臵0，同时通过信号ENA，禁止两个计数器计数。这是一个初始化操作。
然后由单片机发出允许测频命令，即令预臵门控信号CL为高电平，这时D触发器要一直等到被测信号的上升沿通过时Q端才被臵1，与此同时，将同时启动计数器BZH和TF，进入“计数允许周期”。在此期间，BZH和TF分别对呗测信号和标准信号同时计数。当Tpr秒后，预臵门信号被单片机臵为低电平，但此时两个计数器仍没有停止计数，一直等到随后而至的呗测信号的上升沿到来时，才通过D触发器将这两个计数器同时关闭。
被测频率值为Fx，标准频率为Fs，设在一次预臵门时间Tpr中对被测信号计数值为Nx，对标准信号的计数值为Ns，则下式成立： Fx/Nx=Fs/Ns
由此可推得：
Fx=（Fs*Nx）/Ns
TOP 文件包模块：
图2-2 TOP模块2.3 频率测量模块
图2-3 自校/测试频率选择模块图
图2-4 计数器二频率切换模块
（1）直接测频法：把被测频率信号经整形电路处理后加到闸门的一个输入端，只有在闸门开通时间T（以秒计）内，被计数的脉冲送到十进制计数器进行计数。
（2）组合测频法：是指在高频时采用的直接测频法，低频时采用直接测量周期法测信号的周期，然后换算成频率。
（3）倍频法：是指把频率测量范围分成多个频段，使用倍频技术，根据频段设臵倍频系数，将经整形的低频信号进行倍频后再进行测量，对高频段则直接进行测量。被频法较难实现。
（4）等精度测频法:标准频率信号从CNT1的时钟输出端CLK 输入，其频率为fs，经整形后的被测信号从CNT2的时钟输入端CLK 输入，设其实际频率为fx；当预臵门控信号为高时，经整形后的被测信号的上升沿通过D触发器的Q端同时启动计数器CNT1和CNT2。CNT1和CNT2分别对被测信号（频率为fs）和标准频率信号（频率为fx）同时计数。当预臵门信号为低时，随后而至的被测信号的上升沿将两个计数器同时关闭。设在一次预臵门时间Tpr内对被测信号的计数值为Nx，对标准信号的计数值为Ns。则下式成立：
fx/Nx=fs/Ns
由此推得：fx=fs*Nx/Ns
图2-5 测频、周期控制模块图
（1）直接周期测量法：用被测信号经放大整形后形成的方波信号直接控制计数门控电路，使主门开放时间等于信号周期Tx，时标为Ts的脉冲在主门开放时间进入计数器。设在Tx期间计数值为N，可以根据以下公式来算得被测次你好周期：
Tx=N*Ts
经误差分析，可得结论：用该测量法测量时，被测信号的频率越高，测量越大。
（2）等精度周期测量法：该方法在测量电路和测量精度上与等精度频率测量完全相同，只是在进行计算时公式不同，用周期
1/T代换频率f即可，其计算公式为：
Tx=（Ts*Ns）/Nx
图2-6测脉宽、占空比控制模块图
在进行脉冲宽度测量时，首先经信号处理电路进行处理，限制只有信号的70MHZ幅度及其以上部分才能输入数字测量部分。脉冲边沿被处理得非常陡峭，然后送入测量计数器进行测量。测量电路在检测到脉冲信号的上升沿时打开计数器，在下降沿时关闭计数器，设脉冲宽度为Twx，计算公式为：
Twx=Nx/fs
2.6 占空比测量模块
对于占空比K的测量，可以通过测量正反两个脉宽的计数值来获得。设正脉宽的计数值N1，对负脉宽的计数值为N2，则周期计数值为N1+N2，于是K为：
K=N1/（N1+N2）*%
第三章系统设计方案
3.1 等精度数字频率计项目设计方案
等精度数字频率计涉及到的计算包括加，减，乘，除，耗用的资源比较大，用一般中小规模CPLD/FPGA芯片难以实现。因此，我们选
择单片机和CPLD/FPGA的结合来实现。其中单片机完成整个测量电路的测试控制，数据处理和显示输出；CPLD/FPGA完成各种测试功能；键盘信号由AT89C51单片机进行处理，它从CPLD/FPGA读回计数数据并进行运算，向显示电路输出测量结果；显示器电路采用七段LED动态显示，由8个芯片74LS164分别驱动数码管。
3-1频率计系统电路原理图
3.1.1等精度数字频率计的原理
等精度数字频率计涉及到的计算包括加、减、乘、除，耗用的资源比
较大，用一般中小规模CPLD/FPGA芯片难以实现。因此，我们选择单片机和CPLD/FPGA的结合来实现。电路系统原理框图如图3-1所示，其中单片机完成整个测量电路的测试控制、数据处理和显示输出；CPLD/FPGA完成各种测试功能；键盘信号由AT89C51单片机进行处理，它从CPLD/FPGA读回计数数据并进行运算，向显示电路输出测量结果；显示器电路采用七段LED动态显示，由8个芯片74LS164分别驱动数码管。
3.1.2等精度数字频率计主要由以下几个部分组成
（1）信号整形电路。用于对待侧信号进行放大和整形，以便作为PLD器件的属于信号。
（2）测频电路。测频电路是测频的核心电路模块，可以由FPGS 等PLD器件担任。
（3）单片机电路模块。用于控制FPGA的测频操作和读取测频数据，并作出相应数据处理。安排单片机的P0口直接读取测试数据，P2口向FPGA发控制命令。
（4）100MHZ的标准频率信号源。本模块采用高频稳定度和高精度度的晶振作为标准频率发生器，产生100MHZ的标准频率信号直接进入FPGA。
（5）键盘模块。可以用5个键执行测试控制，一个是复位键，其余是命令键。
（6）数码显示模块。可以用7个数码管显示测试结果，最高可表达百万分之一的精度。考虑到提高单片机I/O口的利用率，降低编程复杂性，提高单片机的计算速度以及降低数码显示器对主系统的干扰，可以采用串行静态显示方式。
3.1.3系统的基本工作方式如下
(1) P0口是单片机与FPGA的数据传送通信口，P1口用于键盘扫描，实现各测试功能的转换；P2口为双向控制口。P3口为LED的串行显示控制口。系统设臵5个功能键：占空比、脉宽、周期、频率和复位。
(2) 7个LED数码管组成测量数据显示器，另一个独立的数码管用于状态显示。
(3) BCLK为测频标准频率50 MHz信号输入端，由晶体振荡源电路提供。
（4）待测信号经放大整形后输入CPLD/FPGA的TCLK。
3.1.4 CPLD/FPGA测频专用模块的VHDL程序设计
利用VHDL设计的测频模块逻辑结构如图4所示，其中有关的接口
信号规定如下：
(1) TF(P2.7)：TF=0时等精度测频；TF=1时测脉宽。
(2) CLR/TRIG(P2.6)：当TF=0时系统全清零功能；当TF=1时CLRTRIG的上跳沿将启动CNT2，进行脉宽测试计数。
(3) ENDD(P2.4)：脉宽计数结束状态信号，ENDD=1计数结束。
(4) CHOICE(P3.2)：自校/测频选择，CHOICE=1测频；CHOICE=0自校。
(5) START(P2.5)：当TF=0时，作为预臵门闸，门宽可通过键盘由单片机控制，START=1时预臵门开；当TF=1时，START有第二功能，此时，当START=0时测负脉宽，当START=1时测正脉宽。利用此功能可分别获得脉宽和占空比数据。
(6) EEND(P2.3)：等精度测频计数结束状态信号，EEND=0时计数结束。
(7) SEL[2..0](P2.2，P2.1，P2.0)：计数值读出选通控制。3.2 测频/测周期的实现
(1) 令TF=0，选择等精度测频，然后在CONTRL的CLR端加一正脉冲信号以完成测试电路状态的初始化。
(2) 由预臵门控信号将CONTRL的START端臵高电平，预臵门开始定时，此时由被测信号的上沿打开计数器CNT1进行计数，同时使标准频率信号进入计数器CNT2。
(3) 预臵门定时结束信号把CONTRL的START端臵为低电平(由单片机来完成)，在被测信号的下一个脉冲的上沿到来时，CNT1停止计数，同时关断CNT2对fs的计数。
(4) 计数结束后，CONTRL的EEND端将输出低电平来指示测量计数结束，单片机得到此信号后，即可利用ADRC(P2.2)、ADRB(P2.1)、ADRA(P2.0)分别读回CNT1和CNT2的计数值，并根据等精度测量公式进行运算，计算出被测信号的频率或周期值。
3.3 控制部件设
如图3-3所示，当D触发器的输入端START为高电平时，若FIN
端来一个上升沿，则Q端变为高电平，导通FIN→CLK1和FSD→CLK2，同时EEND被臵为高电平作为标志；当D触发器的输入端START为低电平时，若FIN端输入一个脉冲上沿，则FIN→CLK1与FSD→CLK2的信号通道被切断。
3.4 计数部件设计
3-4计数部件模块图
3.5 脉冲宽度测量和占空比测量模块设计如下图所示：
3-5脉冲宽度测量和占空比测量模块
3.5.1测量脉冲宽度的工作步骤
(1) 向CONTRL2的CLR端送一个脉冲以便进行电路的工作状态初始化。
(2) 将GATE的CNL端臵高电平，表示开始脉冲宽度测量，这时
CNT2的输入信号为FSD。
(3) 在被测脉冲的上沿到来时，CONTRL2的PUL端输出高电平，标准频率信号进入计数器CNT2。
(4) 在被测脉冲的下沿到来时，CONTRL2的PUL端输出低电平，计数器CNT2被关断。
(5) 由单片机读出计数器CNT2的结果，并通过上述测量原理公式计算出脉冲宽度。CONTRL2子模块的主要特点是：电路的设计保证了只有CONTRL2被初始化后才能工作，否则PUL输出始终为零。
只有在先检测到上沿后PUL才为高电平，然后在检测到下沿时，PUL输出为低电平；ENDD输出高电平以便通知单片机测量计数已经结束；如果先检测到下沿，PUL并无变化；在检测到上沿并紧接一个下沿后，CONTRL2不再发生变化直到下一个初始化信号到来。占空比的测量方法是通过测量脉冲宽度记录CNT2的计数值N1，然后将输入信号反相，再测量脉冲宽度，测得CNT2计数值N2则可以计算出占空比：
占空比=N1/（N1+N2 ）*%
第四章主要VHDL源程序
4.1 -等精度频率计测试模块（VHDL顶层文件DJDPLJ.VHD）
LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
ENTITY DJDPLJ IS
PORT(CHEKF, FINPUT, CHOICE: IN STD_LOGIC;
START, CLRTRIG, FSTD, TF: IN STD_LOGIC;
SEL: IN STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0);
OO: OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);
EEND: OUT STD_LOGIC; --CPBZ
ENDD: OUT STD_LOGIC);
END ENTITY DJDPLJ;
ARCHITECTURE ART OF DJDPLJ IS
COMPONENT FIN IS --自校/测试频率选择模块例化
PORT(CHKF, FIN, CHOIS: IN STD_LOGIC;
FOUT: OUT STD_LOGIC);
END COMPONENT FIN;
COMPONENT CONTRL IS --测频、周期控制模块例化PORT(FIN, START, CLR, FSD: IN STD_LOGIC;
CLK1,EEND, CLK2, CLRC: OUT STD_LOGIC);
END COMPONENT CONTRL;
COMPONENT CNT IS --计数模块的例化
PORT(CLK, CLR: IN STD_LOGIC;
Q: OUT STD_LOGIC_VECTOR(31 DOWNTO 0)); END COMPONENT CNT ;
COMPONENT CONTRL2 IS --测脉宽、占空比控制模块例化PORT(FIN, START, CLR: IN STD_LOGIC;
ENDD, PUL: OUT STD_LOGIC);
END COMPONENT CONTRL2;
COMPONENT GATE IS --计数器二频率切换模块例化PORT(CLK2, FSD, CNL, PUL: IN STD_LOGIC;
CLKOUT: OUT STD_LOGIC);
END COMPONENT GATE;
SIGNAL INCLK: STD_LOGIC;
SIGNAL FOUT, CLRC: STD_LOGIC;
SIGNAL CLK1, CLK2, CLKOUT, PUL: STD_LOGIC;
SIGNAL Q1, Q2: STD_LOGIC_VECTOR(31 DOWNTO 0);
BEGIN
OO<= Q1(7 DOWNTO 0) WHEN SEL="000" --当SEL输入000时将
Q1赋给OO
ELSE Q1(15 DOWNTO 8) WHEN SEL="001" ELSE Q1(23 DOWNTO 16) WHEN SEL="010" ELSE
Q1(31 DOWNTO 24) WHEN SEL="011" ELSE
Q2(7 DOWNTO 0) WHEN SEL="100" ELSE
Q2(15 DOWNTO 8) WHEN SEL="101" ELSE Q2(23 DOWNTO 16) WHEN SEL="110" ELSE
Q2(31 DOWNTO 24) WHEN SEL="111" ELSE
"00000000";
FENPIN: PROCESS(FSTD) IS
BEGIN
IF FSTD'EVENT AND FSTD='1' THEN --由FSTD=’1’装载新数据
INCLK<=NOT INCLK;
END IF;
END PROCESS FENPIN;
FCH: FIN PORT MAP(CHKF=>CHEKF, FIN=>FINPUT, CHOIS=>CHOICE, FOUT=>FOUT);
CON: CONTRL PORT MAP(FIN=>FOUT, START=>START, CLR=>CLRTRIG, FSD=>INCLK,
CLK1=>CLK1, EEND=>EEND, CLK2=>CLK2, CLRC=>CLRC);
CONT1: CNT PORT MAP(CLK=>CLK1, CLR=>CLRC, Q=>Q1); CONT2: CNT PORT MAP(CLK=>CLKOUT, CLR=>CLRC, Q=>Q2);
CON2: CONTRL2 PORT MAP(FIN=>FOUT, START=>START, CLR=>CLRC, PUL=>PUL, ENDD=>ENDD);
GATE1: GATE PORT MAP(CLK2=>CLK2, FSD=>INCLK, CNL=>TF,
PUL=>PUL, CLKOUT=>CLKOUT);
END ARCHITECTURE ART;
仿真结果：
图4-1 TOP
4.2-测频、周期控制模块CONTRL.VHD
LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
ENTITY CONTRL IS
PORT(FIN, START, CLR, FSD: IN STD_LOGIC;
CLK1, EEND, CLK2, CLRC: OUT STD_LOGIC); END ENTITY CONTRL;
ARCHITECTURE ART OF CONTRL IS
SIGNAL QQ1: STD_LOGIC;
BEGIN
PROCESS(FIN, CLR, START) IS
BEGIN
IF CLR='1' THEN QQ1<='0'; --给QQ1赋值
ELSIF FIN'EVENT AND FIN='1' THEN QQ1<=START;
END IF;
END PROCESS;
CLRC<=CLR; EEND<=QQ1;
CLK1<=FIN AND QQ1; --FIN和QQ1的值相与后赋给CLK1
CLK2<=FSD AND QQ1; --FSD和QQ1的值相与后赋给CLK2
END ARCHITECTURE ART;
仿真结果：
图4-2 测频、周期控制模块CONTRL.VHD
当D触发器的输入端START为高电平时，若FIN端来一个上升沿，则Q端变为高电平，导通FIN→CLK1和FSD→CLK2，同时EEND被臵为高电平作为标志；当D触发器的输入端START为低电平时，若FIN 端输入一个脉冲上沿，则FIN→CLK1与FSD→CLK2的信号通道被切断
4.3--计数模块CNT.VHD
LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
ENTITY CNT IS
PORT(CLK, CLR: IN STD_LOGIC;
Q: OUT STD_LOGIC_VECTOR(31 DOWNTO 0));
END ENTITY CNT;
ARCHITECTURE ART OF CNT IS
SIGNAL CNT: STD_LOGIC_VECTOR(31 DOWNTO 0); --定义CNT的数
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。
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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……………………………………………………………………………………
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；
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。
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
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。
EDA课程实践报告 基于verilog的流水灯设计 学院:物理与电气工程学院 专业：11级电子信息工程 姓名：蒋美菊 学号：111102088
基于verilog的流水灯设计 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。 二、设计目的
课程设计报告 课程名称数字系统与逻辑设计 课题名称数字钟设计 专业通信工程 班级 学号 姓名 指导教师乔汇东胡瑛谭小兰 2013年7月7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数字钟设计 专业班级通信工程1101班 学生姓名 学号 指导老师 审批乔汇东 任务书下达日期2013 年6月29日 任务完成日期2013 年7月7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 第十九周星期一：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。
《EDA技术》 课程设计报告 题目： FPGA数字时钟设计 班级： 12电信本2 学号： 1203010211 姓名：高翔 同组人员：汤吉鑫王正提 指导教师：杨祖芳 2015年 5月1日
目录 1 设计任务 (1) 2 总体设计方案 (1) 2.1 设计思路 (1) 2.2 总体设计框图 (1) 3 单元电路设计 (1) 3.1 秒计数器模块设计与实现 (1) 3.2 分计数器模块设计与实现 (3) 3.3 时计数器模块设计与实现 (4) 3.4 校准模块 (5) 3.5 BCD七段显示译码器 (5) 3.6 3-8线译码器模块设计与实现 (6) 3.7 分频器的设计与实现 (7) 3.8 去抖模块 (7) 3.9 动态扫描数码显示器 (8) 3.10 顶层原理设计图 (8) 4 硬件测试与结果分析 (9) 4.1 硬件测试 (9) 4.2 测试过程及结果分析 (9) 5 收获与体会 (10) 参考书目 (10) 附录 (11)
1 设计任务 设计并实现具有一定功能的数字钟。包括清零、置数、计数、报时等功能。 （1）具有时、分、秒计数显示功能，且以24小时循环计时。 （2）具有清零的功能，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。 2 总体设计方案 2.1 设计思路 本设计采用层次化设计方式，先设计数字时钟的底层器件：秒计数器、分 计数器、时计数器、bcd 七段显示译码器、3-8译码器、分频器、动态扫描数码显示器。顶层采用原理图设计方式，将所设计的底层器件连接起来构成一个具有计时和调时功能的数字时钟。 2.2 总体设计框图 图2-2 设计框图 3 单元电路设计 3.1 秒计数器模块设计与实现 计时模块使用的时钟信号为1Hz 。秒计时模块为60进制计数器，也可以看为个位为10进制十位为6进制。当秒的个位显示到9时，下一秒向十位进1 并将个位重新归零并开始计数，当十位为5个位为9时，计时器下一秒向分计数器进1并同时将秒计时器个位、十位归零。也可以看成计时器从00开始计数到59，当秒显示为59时，下一秒将显示00并从新开始计数，同时向分位为进1。当秒计时模块中扫描到有按键按下时，直接向分计时器进1，但不影响秒计时器的正常计数(扫描按键是
北华航天工业学院 《EDA技术综合设计》 课程设计报告 报告题目：16X16点阵显示综合实验作者所在系部：电子工程系 作者所在专业：自动化专业 作者所在班级： 作者姓名： 指导教师： 完成时间：2012年12月26日
容摘要 在本次课设中，设计一个共阴16X16点阵控制接口，要求：在时钟信号的控制下，使点阵动态点亮。显示花样共有三种：①6*16点阵的16列同时从上往下依次点亮，全亮后16列又同时从下往上依次熄灭；②显示单字“飞”；③依次循环显示“航”，“天”，“学”，“院”四个字。 为使点阵显示器能够动态显示，列选信号为16-4编码器编码输出。 控制器各引脚功能为：DIN[3..0]为显示花样模式选择，高电平有效；CLK 为时钟输入端；DOTOUT[15..0]为行驱动信号输出；SELOUT[3..0]为列选信号输出，为16-4编码信号。 列选信号采用与7段数码管的位选信号一样的处理方法，即列扫描信号频率大于24HZ。 关键词: VHDL，16*16点阵，QuartusII，时序仿真图。
目录 一、实验目的 (1) 二、硬件要求 (1) 三、方案论证 (1) 四、模块说明 (1) 1.整体程序 (1) 2.花样一（动画） (6) 3.花样二（“飞”字） (6) 4.花样三（四字循环显示） (7) 五、整体连接图 (7) 六、实验步骤 (7) 七、实验结果 (7) 八、实验总结 (7) 九、参考文献 (8)
课程设计任务书
一、实验目的 （1）了解16*16LED的工作原理。 （2）了解点阵字符的产生和显示原理。 二、硬件要求 （1）主芯片EPF10K10LC84-4。 （2）16*16点阵。 （3）可变时钟源。 （4）四个拨码开关（显示花样的选择）。 三、方案论证 引脚整体可分为四个部分：clk(时钟信号)、din[3…0]（花样选择控制）、dotout[15…0]（行驱动信号输出）、selout[3…0]（列选信号输出）。 其中有一个分频器的设计，可用一个16位的计数器实现：信号q从00000到11111循环变换，将q的低四位赋给列选信号selout,当q=11111时又可驱动另一计数器工作，实现分频。 第一个花样的设计：用q驱动一个5位计数器zhen从00000到11111循环变换，当Zhen=”00000”时，dotout=”00000” Zhen=”00001”时，dotout=”00001” …… …… Zhen=”10000”时，dotout=”1” …… …… Zhen=”11110”时，dotout=”00011” Zhen=”11111”时，dotout=”00001”。 第二个花样的设计：可参考第三个花样的设计。 第三个花样的设计：当zhen1(功能同zhen)=”00”时，显示第一个字“航”，当selout=”0000”时，dotout为“航”字的最后一列代码；当selout=”0001”时，dotout为“航”字的倒数第二列代码，依次类推。其他三个字的设计同“航”字。 四、模块说明 16*16点阵综合显示实验是用一个整体的程序编写的，所以不可分成模块，但可以分成三个部分：16*16点阵的16列同时从上往下依次点亮，全亮后16列又同时从下往上依次熄灭；显示“飞”字；依次循环显示“航”、“天”、“学”、“院”。下面的程序分析中将讨论三个部分的设计。 1.整体程序 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity dots_test is port(clk:in std_logic; - -硬件接口
湘潭大学 EDA 课程设计报告 学院信息工程学院 专业班级电子信息工程2班 学号 2015550605 学生姓名毛圣杰 指导教师吴亚联 完成日期 2017年9月28日
课程设计任务书
目录 1.系统设计 (5) 1.1 系统方案设计 (5) 1.2 系统RTL图设计 (6) 1.3 代码编写与调试 (7) 2. 系统仿真与测试 (8) 2.1 系统时序仿真与分析 (8) 2.2硬件下载与测试 (9) 3. 收获与体会 (10) 4. 参考文献 (11) 5. 附录 (12) 附录1：代码 (12) 附录2：硬件测试结果图 (14) 附录3：问题回答记录表 (16)
篮球竞赛30秒倒计时器 摘要： 计时器在人类生活中有着非常重要而广泛的应用，古时候人们就开始用沙漏和水漏做定时工具，随着科技和社会的发展，人们开始用全新的方法来改造计时器以达到准确计时的目的。 篮球竞赛计时器就是一种典型的计时器的应用。在篮球比赛中规定球友持球的时间不能超过30秒，否则就是犯规。本课程设计的“篮球竞赛30秒计时器”，可用于篮球比赛中，用于对球员持球时间进行30秒限制，一旦球员持球的时间超过了30秒，它将自动报警从而判定刺球员的犯规。 本文设计用的是实现以中小规模集成电路设计计时器的方法，它是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。它是由秒脉冲产生电路、计数电路、译码显示电路、控制电路及报警电路组成。通过QUARTUS II设计并进行仿真，同时在试验箱上连接制作了硬件实现电路。 关键词： 30秒计时器；
1.系统设计 1.1 系统方案设计 图1-1 30秒计时器系统原理框图 该系统包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、辅助时序控制电路(简称控制电路)和报警电路等5个部分构成。其中，计数器和控制电路是系统的主要部分。计数器完成30s计时功能，而控制电路具有直接控制计数器的启动计数、暂停／连续计数、译码显示电路的显示和灭灯功能。为了满足系统的设计要求，在设计控制电路时，应正确处理各个信号之间的时序关系。在操作直接清零开关时，要求计数器清零，数码显示器灭灯。当启动开关闭合时，控制电路应封锁时钟信号CP，同时计数器完成置数功能，译码显示电路显示30s字样；当启动开关断开时，计数器开始计数；当暂停／连续开关拨在暂停位置上时，计数器停止计数，处于保持状态；当暂停／连续开关拨在连续时，计数器继续递减计数。另外，外部操作开关都应采取去抖动措施，以防止机械抖动造成电路工作不稳定。 在经济方面，因为结构简单，便于减少CPU的占用时间，减少能耗，从而降低用电成本，同时能节省操作人员的操作时间，提高了效率，也避免了劳动力的浪费。
学号 EDA课程设计 课程名称 EDA技术 题目名称简易逻辑分析仪 学生学院信息工程学院 _ 专业班级 学号 学生姓名 2012年 1 月 1 日
简易逻辑分析仪的设计 1. 设计的任务与要求 设计并制作一个8 路数字信号发生器与简易逻辑分析仪，其结构框图如图1 所示： 图12.1. 简易逻辑分析仪系统结构框图 1.1设计基本要求 基本要求： （1）制作数字信号发生器能产生8路可预置的循环移位逻辑信号序列，输出信号为TTL 电平，序列时钟频率为100Hz，并能够重复输出。逻辑信号序列示例如图2所示。 （2）制作简易逻辑分析仪 a．具有采集8路逻辑信号的功能，并可设置单级触发字。信号采集的触发条件为各路被测信号电平与触发字所设定的逻辑状态相同。在满足触发条件时，能对被测信号进行一次采集、存储。 b ．能利用模拟示波器清晰稳定地显示所采集到的8路信号波形，并显示触发点位置。 c．8位输入电路的输入阻抗大于50k Ω，其逻辑信号门限电压可在0.25~4V范围内按16级变化，以适应各种输入信号的逻辑电平。 d．每通道的存储深度为20bit。
图12.2 重复输出循环移位逻辑序列00000101 1.2 设计发挥部分 （1）能在示波器上显示可移动的时间标志线，并采用LED或其它方式显示时间标志线所对应时刻的8路输入信号逻辑状态。 （2）简易逻辑分析仪应具备3级逻辑状态分析触发功能，即当连续依次捕捉到设定的3 个触发字时，开始对被测信号进行一次采集、存储与显示，并显示触发点位置。3级触发字可任意设定（例如：在8路信号中指定连续依次捕捉到两路信号11、01、00作为三级触发状态字）。 （3）触发位置可调（即可选择显示触发前、后所保存的逻辑状态字数）。（4）其它（如增加存储深度后分页显示等）。 2. 方案论证与选择 2.1 数字信号发生器方案 ?利用单片机内的定时器，产生计数溢出中断，从而实现信号频率要达到100Hz的要求。 ?当改变拨段开关的预设值后，按下数字开关，单片机会重新读入8位数据，并对改变后的数据进行读取和输出。 ?在中断程序中对信号实现循环右移和输出，每次中断到来的时候，单片机便对输出端口输送一组信号。
14-15学年EDA课程设计题目与要求 一、实习要求与说明 1、分组：每2人一组设备，每位同学一个设计题目，要求独立完成。 2、要求每位同学独立在自己的实验板上进行程序的编写和调试。 3、日程安排：实习日期2014年12月29日——2015年1月16日，共3周。第1周完 成选题、熟悉电路原理图、编写程序。第2周和第3周完成电路和程序调试。1月16日，按照实习报告格式要求，提交实习报告。 4、验收：1月14日、15日（20周星期三、星期四）实习验收。由指导老师组织验收， 每位同学用自己的实验板进行现场的程序操作与演示（包括仿真设备的使用）。验收的同时每位同学参加答辩。验收和答辩时对同学设计结果的确认。 5、成绩：根据验收结果和学生实习期间的表现，由实习组老师集体给出实习成绩。实习 总成绩由实习表现（占20%）+实习验收结果（占80%）两部分组成。 6、对于不能按时完成实习任务或未经批准擅自提前离校的同学，实习成绩为不及格。 7、考勤：上午8:30~11:30下午2:30~5:30。每位同学至少保证4小时实习时间。 实习期间，不准提前回家。若有事需主管院长、主管书记批准才可离校。 二、EDA课程设计题目 注意：所有题目凡涉及到按键功能的，禁止使用拨码开关。 1．LED点阵汉字显示 要求：及格：开发板上8*8点阵模块上显示字符“?”； 中：通过按键设置四种不同的清屏方式（下清屏，右卷屏，右下斜角卷屏，中心开屏）； 良：滚动显示字符“?”； 优：滚动显示字符“ABCD”。 2．串口通信设计：（计算机安装串口调试助手） 及格：上电后能通过串口向计算机发送数据（ABCD），能够将计算机发送的固定长度的字符（5位），原样返回发送给计算机。 中：可接收任意字符长度（小于20个字符），并原样输出； 良：在中的基础上，串口接收到数据后能在液晶1602上显示出来，并显示接收的字符个数。如果字符长度大于液晶显示的长度，则通过按键能够翻页显示。 优：在良的基础上，用键盘可以输入字符（输入数字）并在液晶上显示，输完后按发送键可以从串口发出给计算机。