第一篇：李小光 EDA课程设计教学计划书
《EDA技术课程设计》计划书
班级：B110413/14
任课教师：焦文潭
一、设计目的
《EDA技术课程设计》是《EDA技术》课程的实践环节。通过设计能巩固和加深对理论知识的理解，掌握EDA工程设计的基本流程及VHDL语言的基本使用方法，增强学生的EDA工程设计能力。在课程设计过程中将所学理论知识运用到实际操作上增强学生实际动手能力，提高学生工程素质。通过实际课题的训练，为毕业设计打下基础。
课程设计的基本内容和要求： 1．基本内容: ⑴ 查阅资料确立课题软件方案； ⑵ 根据方案对课题进行功能块划分；
⑶ 实现各个功能块的代码编写，对各功能块进行仿真； ⑷ 使用纯文本输入法或层次化原理图输入法建立软件系统； ⑸ 对软件系统进行软件仿真。2．设计要求: 要求学生掌握一定的理论基础知识，同时具备一定的实践设计技能，并且能够利用VHDL语言结合课题要求进行系统设计以及编程。
二、设计题目
学生每人一个题目，要求每人独立完成设计任务。
1）数字频率计设计 任务与要求：
1、设计一个数字频率计；
2、要求测量频率范围是01MHz；
3、结果用十进制数显示。
2）乒乓球游戏机设计 任务与要求：
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；
3、甲乙各有数码管计分显示；
4、系统配备裁判按钮，每次得分后按下裁判按钮认定得分有效，系统具备初始化功能。
3）彩灯控制器设计 任务与要求：
1、设计一个彩灯控制器，使十个彩灯（LED管）能连续发出四种以上不同的显示形式（如奇数依次亮等），；
2、随着彩灯显示图案的变化，发出不同的音响声（可用不同频率的矩形波产生）。4）速度表设计 任务与要求：
1、显示汽车时速Km/h；
2、车轮每转一圈，有一个传感脉冲；每个脉冲假定代表1m的距离；
3、采样周期设为10S；
4、要求数码管显示到小数点后2位；
5、具备超速报警功能。
5）拔河游戏机设计 任务与要求：
1、设计一个能进行拔河游戏的电路；
2、电路使用15个(或9个)发光二极管，开机后只有中间一个发亮，此即拔河的中心点。游戏双方各持一个按钮，迅速地、不断地按动，产生脉冲，谁按得快，亮点就向谁的方 向移动。
3、亮点移到任一方终端二极管时，这一方就获胜，此时双方按钮均无作用，输出保持，只 有复位后才使亮点恢复到中心。
4、用数码管显示获胜者的盘数
6）数字跑表设计 任务与要求：
1、具有暂停/启动功能；
2、具有重新开始功能；
3、用6个数码管分别显示百分秒、秒和分钟；
4、能计两个人跑步时间，并能选择显示。
7）电梯控制器设计 任务与要求： 1、5层电梯控制器，用5个LED显示电梯行进过程，并用数码管显示电梯当前所在楼层位置，每层电梯入口处设有上楼和下楼请求按钮，按下按钮，则相应楼层的LED亮；
2、电梯到达请求楼层，相应的请求LED灯灭，电梯门打开，开门5S，电梯自动关门，继续上行（下行）；
3、每层设有电梯上行和下行指示灯。
8）篮球计分器设计 任务与要求：
1、具有24s(也可假定30s)计时、显示；
2、可对计时器清零、置数、启动和暂停； 3、30秒倒计时；
4、两个数码管显示两队比分；
5、超时报警并可解除报警。
9）电子琴设计 任务与要求：
1、设计一个简易电子琴；
2、利用一基准脉冲产生1，2，3，…共7个音阶信号；
3、用指示灯显示节拍；
4、能产生颤音效果。
10）自动售货机控制系统设计 任务与要求：
1、假定可出售1元和1.5元两种商品；
2、投币只能投入五角和1元硬币；
3、可找零。
11）步进电机控制器设计 任务与要求：
1、设计一个有三相六拍和三相三拍两种工作方式的脉冲分配器；
2、能控制反转和正转；
3、能显示步数和控制电机转到预订步数。
12）电子密码锁一设计 任务与要求：
1、设计一个密码锁的控制电路，当输入正确代码时，输出开锁信号以推动执行机构工作，用红灯亮、绿灯熄灭表示关锁，用绿灯亮、红灯熄灭表示开锁；
2、在锁的控制电路中储存一个可以修改的4位代码，当开锁按钮开关（可设置成6位至8 位，其中实际有效为4位，其余为虚设）的输入代码等于储存代码时，开锁；
3、从第一个按钮触动后的5秒内若未将锁打开，则电路自动复位并进入自锁状态，使之无法再打开，并由扬声器发出持续20秒的报警信号。
13）电子密码锁二设计 任务与要求：
1、具有上锁键和开锁键，每次上锁之前要先按上锁键，然后自设密码（3位），开锁时要先按开锁键，然后输入上锁时设定的密码开锁；
2、用led灯亮灭代表开锁和上锁 ；
3、密码错误报警并锁定电子锁。14）数字秒表设计 任务与要求：
1、计时精度达到10ms，计时范围595959；
2、数码管显示；
3、可停止，继续，重新计数。
15）数字钟设计 任务与要求：
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。
16）电子日历设计 任务与要求：
1、能显示年月日和星期；
2、年月日和星期都可调；
3、注意闰年。
17）洗衣机控制器设计 任务与要求：
1、设计一个电子定时器，控制洗衣机作如下运转：定时启动正转20秒暂停10秒反 转20秒暂停10秒定时未到回到“正转20秒暂停10秒……”，定时到则停止；
2、若定时到，则停机发出音响信号；
3、用两个数码管显示洗涤的预置时间（分钟数），按倒计时方式对洗涤过程作计时显示，直 到时间到停机；洗涤过程由“开始”信号开始；
4、三只LED灯表示“正转”、“反转”、“暂停”三个状态。
18）波形发生器设计 任务与要求：
1、可产生三角波、方波（幅值可预置或预存储好）
2、波形频率、占空比可调
19）乐曲演奏系统设计 任务与要求：
1、设计一个能发出7个音阶的系统并自动播放一首歌曲（歌曲可自定）
20）出租车计费器设计 任务与要求：
1、设计一个出租车自动计费器，具有行车里程计费、等候时间计费、及起价三部分，用四 位数码管显示总金额，最大值为99.99元；
2、行车里程单价1元/公里，等候时间单价5元/10分钟，起价3元（3公里起价）均能 通过人工输入；
3、行车里程的计费电路将汽车行驶的里程数转换成与之成正比的脉冲数，然后由计数译码 电路转换成收费金额，实验中以一个脉冲模拟汽车前进十米，则每100个脉冲表示1 公里，然后用BCD码比例乘法器将里程脉冲乘以每公里单价的比例系数，比例系数可 由开关预置。例如单价是1元/公里，则脉冲当量为0。01元/脉冲；
4、用LED显示行驶公里数，两个数码管显示收费金额。
21）数字式竞赛抢答器设计 任务与要求：
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。
22）序列检测器设计 任务与要求：
1、可检测连续的数字序列，当输入的数字序列连续八个值等于一组串行码（如00011101）时输出高电平并报警；
2、串行码的值可设定。
23）交通灯控制器设计 任务与要求：
设计一个交通信号灯控制器，由一条主干道和一条支干道汇合成十字路口，在每个入口处设置红、绿、黄三色信号灯，红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停在禁行线外。
1、红、绿、黄发光二极管作信号灯，用传感器或逻辑开关作检测车辆是否到来的信号；
2、主干道处于常允许通行的状态，支干道有车来时才允许通行。主干道亮绿灯时，支干道亮红灯；支干道亮绿灯时，主干道亮红灯；
3、主、支干道均有车时，两者交替允许通行，主干道每次放行45秒，支干道每次放行25秒，设立45秒、25秒计时、显示电路；
4、在每次由绿灯亮到红灯亮的转换过程中，要亮5秒黄灯作为过渡，使行驶中的车辆有时间停到禁行线外，设立5秒计时、显示电路。24）步行街道自助式交通灯控制器的设计 任务与要求：
1、正常情况下保证主干道畅通；
2、当步行街上的行人要穿过主干道时，通过设置的按钮发出请求；
3、按钮被按下时，主干道变为黄灯，设置计数器计时时间3秒；计时结束，主干道变为红灯，计数器继续计时（计时时间为30秒），在20秒内若有人再次按按钮，计数器不重新计时；
4、步行街绿灯闪烁时间为5秒，25秒后主干道变为绿灯，车辆通行。为保证车辆通行时间，在30秒内行人按钮无效。主干道通行时间超过30秒后，若有行人按下按钮，则回到（3）。
25）可变模式计数器设计 任务与要求：
1、设计模为 4、8、12、16的可变计数器；
2、在控制信号的控制下实现变模计数。
26）ADC采样控制器设计 任务与要求：
1、设计程序对AD转换器ADC0809的采样过程进行控制。
27）数码管动态扫描电路设计 任务与要求： 1、8位数码管同时显示电路显示8个16进制数；
2、用动态扫描方式实现。
28）点阵式led显示屏控制电路设计 任务与要求：
1、控制16*16点阵显示字母或汉字；
2、预置四个字母或汉字连续显示（显示内容自定）。
29）病房呼叫系统设计 任务与要求：
1、用1~5个开关模拟5个病房的呼叫输入信号，1号优先级最高；1~5优先级依次降低；
2、用一个数码管显示呼叫信号号码，没信号呼叫时显示0，有多个信号呼叫时,显示优先级最高的呼叫号(其它呼叫号用指示灯显示)；
3、凡有呼叫发出5秒的呼叫声；
4、对低优先级的呼叫进行存储,处理完高优先级的呼叫,再进行低优先级呼叫的处理。
30）脉冲按键电话按键显示器设计 任务与要求：
1、设计一个具有8位显示的电话按键显示器；
2、能准确地反映按键数字；
3、显示器显示从低位向高位前移，逐位显示按键数字，最低位为当前输入位；
4、设置一个“重拨”键，按下此键，能显示最后一次输入的电话号码；
5、挂机2秒后显示器熄灭。
三、设计要求
1.设计对象概述； 2.软件控制方案； 3.软件设计；
5.功能模块仿真； 6.系统仿真； 7.设计总结； 8.参考文献。
四、进行方式及进度安排
1、设计地点：
指导教师指定答疑及操作地点为EDA实验室。学生也可自选地点。
2、进行方式：
教师宣布课程设计注意事项及课程设计组织形式，并对相关理论知识进行简单介绍。
学生每人一个题目，分析设计任务，确定各自设计任务，并以文本形式上报指导教师。
每个同学各自分析设计任务，查阅手册、图表和文献资料完成设计。学生独立完成所承担任务的课程设计报告撰写，上报指导教师并参加课程设计答辩。
3、进度安排
按照大纲要求，课程设计时间为一周：
第1天：分析所选题目，查阅相关资料，确定系统方案，设计框图； 第2天：对设计方案充分理解，并完成功能块划分； 第3-4天：完成各功能块设计及仿真；
第5-7天，完成软件系统仿真，并撰写设计报告，准备参加答辩。
五、成绩评定
成绩按五级制评定。根据完成的算法、设计程序及仿真结果（占30%）、答辩情况（占40%）和课程设计报告（占30%），综合进行成绩评定。
六、课程设计报告要求
按照EDA系统设计步骤详细叙述课程设计题目的完成过程。课程设计报告的格式要求：（1）阐述设计原理；
（2）本课题做了哪些工作、实现了什么结果、系统功能；（3）系统各功能模块的划分原理、实现及仿真；（4）系统仿真；
（5）简要总结及参考资料。
第二篇：EDA课程设计
考试序号：28
自动打铃系统设计说明书
学 生 姓 名：周文江
学
号：14112502521
专 业 班 级：1102
报告提交日期：2013.11.26
湖 南 理 工 学 院 物 电 学 院
目录
一、题目及要求简介……………3 1.设计题目…………………3 2.总体要求简介……………3
二、设计方案说明……………3
三、系统采用器件以及模块说明………3 1.系统框图…………4 2.选择的FPGA芯片及配置………4 3.系统端口和模块说明…………5
四、各部分仿真结果………5
五、调试及总结………6
六、参考文献……7
七、附录………7
一、题目及要求简介
1、设计题目
设计一个多功能自动打铃系统
2、总体要求简介
① 基本计时和显示功能（24小时制显示），包括：
1.24小时制显示 2.动态扫描显示； 3.显示格式：88-88-88 ② 能设置当前时间(含时、分)③ 能实现基本打铃功能，规定：
06:00起床铃，打铃5s
二、设计方案说明
本次设计主要采用Verilog HDL硬件描述性语言、分模块法设计的自动打铃系统。由于这次用的开发板提供的是50M晶振。首先要对时钟进行分频，当计时到2FA_F07F时完成1s分频，通过计时到60s产生分钟进位信号，再通过60分钟产生时钟进位信号。最后通过6个寄存器对时分秒进行锁存最终输出到8个数码管上完成显示。当显示时钟和默认闹钟时钟相等时，驱动打铃模块。通过key_mode,key_turn,key_change查看闹钟，时钟显示，调整时钟。
三、系统采用器件以及模块说明
1.系统框图如下：
：下如图框统系
2.选择的FPGA芯片及配置：本次系统设计采用的FPGA芯片是Alter公司生产的Cyclone II EP2C8Q208C8。该芯片是208个管脚，138个IO，并且具有两个内部PLL，而且内嵌乘法器，8K的逻辑门，资源相当丰富。完成这次自动打铃系统的设计总共消耗250个LE单元，22个IO口，131个寄存器。经过综合后，本系统最高能实现145M的运行速度。通过Quartus II 软件观察到内部的RTL图如下
3.系统端口和模块说明
(1)分频部分
分频器的作用是对50Mhz的系统时钟信号进行分频，得到频率为1hz的信号，即为1S的计时信号。
(2)按键部分
按键key_mode--0为显示计时，1为闹钟显示，2为调整时间。按键key_turn—0为调整小时，1为调整分钟。按键key_change—每按一次加1(3)计时部分
通过sec_L,sec_H,min_L,min_H,hour_L,hour_H 6个寄存器对时分秒进行锁存然后送入数码管显示
(4）闹钟模块
当设定的闹钟时间和数码管上显示的时间相等时驱动闹钟，完成打铃，持续时间5s。
（5）数码管显示模块
显示模块是由8个位选8个段选构成的显示模块，利用人眼的余晖效果完成动态扫描，显示时间。
四、各部分仿真结果
测试文件如下：
module clock_tb;reg sysclk，rst_b;reg key_mode,key_turn,key_change;wire buzzer;
wire [7:0] led_sel,led_data;clock I_clock(.sysclk(sysclk),.rst_b(rst_b),.key_mode(key_mode),.key_change(key_change),.key_turn(key_turn),.buzzer(buzzer),.led_sel(led_sel),.led_data(led_data));initial begin sysclk = 1'b1;rst_b = 1'b0;//复位信号
#30 rst_b = 1'b1;end always #10 sysclk = ~sysclk;//输入的系统时钟，20ns的周期 endmodule
五、调试及总结
本次课程设计总共花费了四天左右的时间，设计了自动打铃系统。通过这次的设计更加熟悉了对EDA技术的了解和认识，在中也发现许多不足的地方。使用了自顶而下的设计方法，使得设计更加的简单和明了。在调试过程中，有些代码的设计不规范性，导致时序相当缓慢，甚至编译综合都会报错。在不断的修改下，发现时序电路和组合逻辑最好分开写，这样便于查错，和修改代码。毕竟Verilog HDL语言不同于C语言，不能以软件的思想来设计，而是要利用电路的思想来编程，这样可以更好的节省资源，使得时序也比较的简单明了。在以后的学习及程序设计当中，我们一定要倍加小心，在程序出现不正常运行的情况下要耐心调试，尽量做到精益求精。
最后通过这次EDA方面的课程设计，提高了我们对EDA领域及通信电路设计领域的认识，有利于培养我们在通信电路EDA方面的设计能力。有利于锻炼我们独立分析问题和解决问题的能力。
六、文献参考
[1].王金明、左自强 编，《EDA技术与Verilog设计》科学出版社
2008.8 [2].杜慧敏、李宥谋、赵全良 编，《基于Verilog的FPGA设计基础》 西安电子科技大学出版社 2006.2 [3].韩彬 编，《从零开始走进FPGA世界》杭州无线电爱好者协会出版社 2011.8.20
七、附录（实物图及源码）
module clock(//Input
sysclk,rst_b,key_mode,key_change,key_turn，//Output
buzzer,led_sel,led_data);
input sysclk,rst_b;//sysclk--global system clock,rst_b--global reset signal input key_mode;//mode choose.0--Timing function.1--Alarm clock function.2--adjust function input key_turn;//choose adjust minute or hour input key_change;//count add 1 output buzzer;//device buzzer output [7:0] led_sel;//led tube bit choose
output [7:0] led_data;//led_tube 8 bit data choose
parameter init_hour = 8'h12;parameter init_min = 8'h59;parameter init_sec = 8'h50;//initial time :12:59:50 parameter init_alarm_hour = 8'h06;parameter init_alarm_min = 8'h30;//initial alarm time : 06:30:0 parameter Count_1s = 28'h2FA_F07F;//count time 1s;
reg [7:0] sec;reg [7:0] min;reg [7:0] hour;reg [3:0] min_L;//minute low 4 bit reg [3:0] min_H;//minute high 4 bit reg [3:0] hour_L;//hour low 4 bit reg [3:0] hour_H;//hour high 4 bit reg [23:0] key_time;//press key away shake reg key_mode_n;//press key_mode next state reg key_change_n;//press key_change next state reg key_turn_n;//press key_turn next state wire key_mode_press;//sure Button press key_mode wire key_turn_press;//sure button press key_turn wire key_change_press;//sure button press key_change
always @(posedge sysclk)key_mode_n <= key_mode;assign key_mode_press =(!key_mode)&&(key_mode_n);always @(posedge sysclk)key_turn_n <= key_turn;assign key_turn_press =(!key_turn)&&(key_turn_n);always @(posedge sysclk)key_change_n <= key_change;assign key_change_press =(!key_change)&&(key_change_n);
always @(posedge sysclk or negedge rst_b)begin if(!rst_b)key_time <= 24'h0;else if(key_time!= 24'h0)
key_time <= key_time + 24'h1;else if((key_time == 24'h0)&&(key_mode_press || key_change_press || key_turn_press))key_time <= key_time + 24'h1;
end
reg [1:0] mode_num;//key mode..0--Timing function.1--Alarm clock function.2--adjust function always @(posedge sysclk or negedge rst_b)begin if(!rst_b)mode_num <= 2'b00;else if(mode_num == 2'h3)mode_num <= 2'h0;else if(key_mode_press &&(key_time == 24'h0))
mode_num <= mode_num + 2'h1;end
always @(*)begin if(mode_num == 2'h1)begin
min = init_alarm_min;hour = init_alarm_hour;end else begin
min = {min_H,min_L};hour = {hour_H,hour_L};end end
reg fm;//choose turn hour or minute always @(posedge sysclk or negedge rst_b)begin if(!rst_b)fm <= 1'b0;else if(key_turn_press &&(mode_num == 2'h2)&&(key_time == 24'h0))
fm <= ~fm;end
reg [27:0] time_cnt;///count time reg [27:0] time_cnt_n;//count time next state always @(posedge sysclk or negedge rst_b)begin if(!rst_b)time_cnt <= 28'h0;else time_cnt <= time_cnt_n;end
always @(*)begin if(time_cnt == Count_1s)time_cnt_n <= 28'h0;else if(mode_num!= 2'h0)time_cnt_n <= time_cnt;else time_cnt_n <= time_cnt + 28'h1;end
reg [3:0] sec_L;//second low 4 bit reg [3:0] sec_H;//second high 4 bit wire sec_cb;//second carry bit signal assign sec_cb =(sec_L == 4'h9)&&(sec_H == 4'h5);always @(posedge sysclk or negedge rst_b)begin if(!rst_b)begin
sec_L <= init_sec[3:0];sec_H <= init_sec[7:4];end else if((sec_L == 4'h9)&&(sec_H!= 4'h5)&&(time_cnt == Count_1s))begin
sec_L <= 4'h0;sec_H <= sec_H + 4'h1;end else if(sec_cb &&(time_cnt == Count_1s))begin
sec_L <= 4'h0;sec_H <= 4'h0;end else if(time_cnt == Count_1s)
sec_L <= sec_L + 4'h1;end
wire min_cb;//minute carry bit signal assign min_cb =(min_L == 4'h9)&&(min_H == 4'h5);always @(posedge sysclk or negedge rst_b)begin if(!rst_b)begin
min_L <= init_min[3:0];min_H <= init_min[7:4];end else if((sec_cb)&&(min_L!=4'h9)&&(time_cnt == Count_1s))
min_L <= min_L + 4'h1;else if((sec_cb)&&(min_L == 4'h9)&&(min_H!= 4'h5)&&(time_cnt == Count_1s))begin
min_L <= 4'h0;min_H <= min_H + 4'h1;end else if((sec_cb)&&(min_cb)&&(time_cnt == Count_1s))begin
min_L <= 4'h0;min_H <= 4'h0;end else if((fm)&&(mode_num == 2'h2)&&(key_change_press)&&(key_time == 24'h0)&&(min_L!= 4'h9))
min_L = min_L + 4'h1;else if((fm)&&(mode_num == 2'h2)&&(key_change_press)&&(key_time ==
24'h0)&&(min_L == 4'h9)&&(min_H!=4'h5))begin
min_L = 4'h0;min_H = min_H + 4'h1;end else if((fm)&&(mode_num == 2'h2)&&(key_change_press)&&(key_time == 24'h0)&&(min_L == 4'h9)&&(min_H ==4'h5))begin
min_L = 4'h0;min_H = 4'h0;end end
always @(posedge sysclk or negedge rst_b)begin if(!rst_b)begin
hour_L <= init_hour[3:0];hour_H <= init_hour[7:4];end else if((sec_cb)&&(min_cb)&&(hour_L!= 4'h9)&&(hour_H!= 4'h2)&&(time_cnt == Count_1s))
hour_L <= hour_L + 4'h1;else if((sec_cb)&&(min_cb)&&(hour_L!= 4'h3)&&(hour_H == 4'h2)&&(time_cnt == Count_1s))
hour_L <= hour_L + 4'h1;else if((sec_cb)&&(min_cb)&&(hour_L == 4'h9)&&(hour_H!= 4'h2)&&(time_cnt == Count_1s))begin
hour_L <= 4'h0;hour_H <= hour_H + 4'h1;end else if((sec_cb)&&(min_cb)&&(hour_L == 4'h3)&&(hour_H == 4'h2)&&(time_cnt == Count_1s))begin
hour_L <= 4'h0;hour_H <= 4'h0;end else if((!fm)&&(mode_num == 2'h2)&&(key_change_press)&&(key_time == 24'h0)&&(hour_L!= 4'h9)&&(hour_H!=4'h2))
hour_L <= hour_L + 4'h1;else if((!fm)&&(mode_num == 2'h2)&&(key_change_press)&&(key_time == 24'h0)&&(hour_L!= 4'h3)&&(hour_H ==4'h2))
hour_L <= hour_L + 4'h1;else if((!fm)&&(mode_num == 2'h2)&&(key_change_press)&&(key_time == 24'h0)&&(hour_L == 4'h9)&&(hour_H!=4'h2))begin
hour_L <= 4'h0;hour_H <= hour_H + 4'h1;end else if((!fm)&&(mode_num == 2'h2)&&(key_change_press)&&(key_time ==
24'h0)&&(hour_L == 4'h3)&&(hour_H ==4'h2))begin
hour_L <= 4'h0;hour_H <= 4'h0;end end
wire buzzer_en;assign buzzer_en =(init_alarm_min == {min_H,min_L})&&(init_alarm_hour == {hour_H,hour_L});
led_tube I_led_tube(.sysclk(sysclk),.rst_b(rst_b),.scan_time(24'h1F090),.data0({1'h1,sec_L}),.data1({1'h1,sec_H}),.data2({1'h1,4'hA}),.data3({1'h1,min[3:0]}),.data4({1'h1,min[7:4]}),.data5({1'h1,4'hA}),.data6({1'h1,hour[3:0]}),.data7({1'h1,hour[7:4]}),.led_data(led_data),.led_sel(led_sel));buzzer I_buzzer(.sysclk(sysclk),.rst_b(rst_b),.buzzer_en(buzzer_en),.buzzer(buzzer));endmodule
第三篇：EDA 课程设计
《电子系统设计自动化》课程设计报告
学 院： 机电工程学院
题 目： 数字时钟电路设计 课 程： 《电子系统设计自动化》课程设计 专业班级： 电信10级2 班 学生姓名： 刘星 秦玉杰 王艳艳 学 号： 1004101035 1004101036 1004101038
完成日期：2013年 12 月 27 日
摘要：
EDA（Electronic Design Automation）电子设计自动化，就是以大规模可编程器件为设计载体，以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式，通过相关的软件，自动完成用软件方式设计的电子系统到硬件系统，最终形成集成电子系统或专用集成芯片。本次实习利用QuartusII为设计软件、VHDL为硬件描述语言，结合所学的数字电路的知识设计一个24时多功能数字钟，具有正常时、分、秒计时，动态显示，清零、快速校时校分、整点报时、花样显示等功能。利用硬件描述语言VHDL对设计系统的各个子模块进行逻辑描述，采用模块化的设计思想完成顶层模块的设计，通过软件编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合优化、逻辑布线、逻辑仿真，最终将设计的软件系统下载设计实验系统，对设计的系统进行硬件测试。
一、课程设计基本要求和任务
《EDA课程设计》是继《模拟电子技术基础》、《数字电子技术基础》课程后，电信专业学生在电子技术实验技能方面综合性质的实验训练课程，是电子技术基础的一个部分。1.1 目的和任务
（1）通过课程设计使学生能熟练掌握一种EDA软件（QUARTUSII）的使用方法，能熟练进行设计输入、编译、管脚分配、下载等过程，为以后进行工程实际问题的研究打下设计基础。
（2）通过课程设计使学生能利用EDA软件（QUARTUSII）进行至少一 个电子技术综合问题的设计，设计输入可采用图形输入法或VHDL硬件描述语言输入法。（3）通过课程设计使学生初步具有分析、寻找和排除电子电路中常见 故障的能力。
（4）通过课程设计使学生能独立写出严谨的、有理论根据的、实事求是的、文理通顺的字迹端正的课程设计报告。1.2 功能要求：
（1）具有时、分、秒计数显示功能，以24小时循环计时。（2）时钟计数显示时有LED灯的花样显示。（3）具有调节小时、分钟、秒及清零的功能。（4）具有整点报时功能。
1.3 总体方框图：
本系统可以由秒计数器、分钟计数器、小时计数器、整点报时、分的调整以及小时的调整和一个顶层文件构成。采用自顶向下的设计方法，子模块利用VHDL语言设计，顶层文件用原理图的设计方法。显示：小时采用24进制，而分钟均是采用6进制和10进制的组合。1.4 设计原理：
数字钟电路设计要求所设计电路就有以下功能：时、分、秒计时显示，清零，时、分调节，整点报时及花样显示。分、秒计时原理相似，可以采用60进制BCD码计数器进计时；小时采用24进制BCD码进行计时；在设计时采用试验电路箱上的模式7电路，不需要进行译码电路的设计；所设计电路具有驱动扬声器和花样显示的LED灯信号产生。试验箱模式7的电路如图一所示：图一模式七实验电路图
1.5 性能指标及功能设计：
（1）时钟计数：完成时、分、秒的正确计时并且显示所计的数字；对秒、分——60进制计数，即从0到59循环计数，时钟——24进制计数，即从0到23循环计数，并且在数码管上显示数值。
2.2 模块划分自顶向下分解
2.3 模块描述
时钟计时模块完成时、分、秒计数，及清零、调节时和分钟的功能。时、分、秒计数的原理相同，均为BCD码输出的计数器，其中分和秒均为六十进制BCD码计数器，小时为二十四进制BCD码计数器。设计一个具有异步清零和设置输出功能的六十进制BCD码计数器，再设计一个具有异步清零和设置输出功能的二十四进制计数器，然后将它们通过一定的组合构成时钟计时模块。各个输入/输出端口的作用为：
（1）clk为计时时钟信号，reset为异步清零信号；
（2）sethour为小时设置信号，setmin为分钟设置信号；（3）daout[5„0]为小时的BCD码输出, daout[6...0]为秒和分钟的BCD码输出，enmin和enhour为使能输出信号。
（4）在时钟整点的时候产生扬声器驱动信号和花样显示信号。由时钟计时模块中分钟的进行信号进行控制。当contr_en为高电平时，将输入信号clk送到输出端speak用于驱动扬声器，同时在clk的控制下，输出端lamp[2..0]进行循环移位，从而控制LED灯进行花样显示。输出控制模块有扬声器控制器和花样显示控制器两个子模块组成 2.4 顶层电路图
顶层文件是由四个模块组成，分别是时、分、秒计数器和报警的VHDL语言封装而成。经过锁定引脚再重新编译获得如下顶层原理电路图：
三、方案实现
3.1 各模块仿真及描述
（1）秒计数器模块仿真图：将标准秒信号送入”秒计数器”，秒计数器采用60进制计数器，每累计60秒发出一个分脉冲信号，该信号将作为分计数器的时钟脉冲，daout代表秒输出。
（2）分计数器电路仿真图：也采用60进制计数器，每累计60分钟，发出一个时脉冲信号，该信号将被送到时计数器，daout端口代表分钟输出
（3）小时计数器电路仿真图：时计数器采用12进制计时器，可实现对24小时累 计。每累计12小时，发出一个脉冲信号。
引脚配置完成后再进行一次全程编译，无误则可以下载到试验箱上进行硬件测试。硬件验证的方法如下：选择实验模式7；时钟脉冲clk与clock0（1024Hz）信号相连；键8和键5均为低电平，时钟正常计时，数码管1和2显示秒，数码管4和5显示分钟，数码管7和8显示小时；键8为高电平时，时钟清零；键5为高电平时，按下键7和键4进行调时调分操作；当时钟为整点的时候，三个发光二极管进行循环移位操作，同时扬声器发声。
五、心得体会
经过源程序的编辑、逻辑综合、逻辑适配、编程下载成功后，在EDA实验开发系统进行硬件验证时却发现实验结果不正确，扬声器无法发声。经检查，自己设计的管脚文件有错。将管脚锁定文件修改后，重新进行逻辑适配、编程下载成功后，实验结果仍然不正确，百思不得其解。无奈之下，决定重头开始排查每一步的细节，确定各个模块的功能完全实现并且顶层模块功能正确。修改之后，重新进行逻辑适配、编程下载验证，实验结果完全正确。
这次EDA课程设计历时两个星期，在整整两个星期的日子里，不仅巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多书本上学不到的知识，同时锻炼了自己的能力，使自己对以后的路有了更加清楚的认识，对未来有了更多的信心。这次课程设计，进一步加深了我对EDA的了解，使我对QuartusII的基本操作有所了解，使我对应用软件的方法设计硬件系统有了更加浓厚的兴趣。通过这次课程设计，我懂得了理论与实际相结合的重要性，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合，从实践中得出结论，才能真正提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中，我遇到许多问题，毕竟是第一次应用VHDL进行硬件电路系统的设计，许多EDA的知识还没有充分的掌握，遇到困难也是在所难免的，同时发现了自己的不足之处：学习知识表面化，没有深入了解它们的原理。总的来说，这次设计的数字时钟电路还是比较成功的，尽管在设计中遇到了很多问题，最后在老师的辛勤指导、同学的帮助和自己不断思考下，终于迎刃而解，有点小小的成就感，觉得平时所学的知识有了实用的价值，达到了理论与实际相结合的目的。最后，对给过我帮助的所有同学和指导老师再次表示忠心的感谢！
参考文献
[1] 崔健明.《电子电工EDA仿真技术》 高等教育出版社 2000年 [2] 卢杰,赖毅.《VHDL与数字电路设计》 科学出版社 2001年 [3] 潘松，黄继业.《EDA技术实用教程》 科学出版社 2002年 [4] 朱运利.《EDA技术应用》 电子工业出版社 2004年 [5] 张明.《VHDL实用教程》 电子科技大学出版社 1999年
[6] 彭介华.《电子技术课程设计与指导》 高等教育出版 1997年
LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY minute IS PORT(clk,clk1,reset,sethour:IN STD_LOGIC;enhour:OUT STD_LOGIC;daout:OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0));END ENTITY minute;ARCHITECTURE fun OF minute IS SIGNAL count :STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0);SIGNAL enhour_1, enhour_2: STD_LOGIC;--enmin_1为59分时的进位信号 BEGIN--enmin_2由clk调制后的手动调时脉冲信号串 daout<=count;enhour_2<=(sethour and clk1);--sethour为手动调时控制信号，高电平有效 enhour<=(enhour_1 or enhour_2);PROCESS(clk,reset,sethour)BEGIN IF(reset='0')THEN--若reset为0，则异步清零 count<=“0000000”;ELSIF(clk'event and clk='1')THEN--否则，若clk上升沿到 IF(count(3 DOWNTO 0)=“1001”)THEN--若个位计时恰好到“1001”即9 IF(count <16#60#)THEN--又若count小于16#60#，即60 IF(count=“1011001”)THEN--又若已到59D enhour_1<='1';--则置进位为1 count<=“0000000”;--count复0 ELSE count<=count+7;--若count未到59D，则加7，即作“加6校正” END IF;--使前面的16#60#的个位转变为8421BCD的容量 ELSE count<=“0000000”;--count复0（有此句，则对无效状态电路可自启动）END IF;--END IF（count<16#60#）ELSIF(count <16#60#)THEN count<=count+1;--若count<16#60#则count加1 enhour_1<='0' after 100 ns;--没有发生进位 ELSE count<=“0000000”;--否则，若count不小于16#60# count复0 END IF;--END IF（count（3 DOWNTO 0）=“1001”）END IF;--END IF（reset='0'）END process;END fun;
3、时计数器模块的VHDL语言：
LIBRARY IEEE;use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
IF(clk'event and clk='1')THEN IF(dain=“0000000”)THEN speak<=count1(1);IF(count1>=“10”)THEN count1<=“00”;--count1为三进制加法计数器 ELSE count1<=count1+1;END IF;END IF;END IF;END PROCESS speaker;lamper:PROCESS(clk)BEGIN IF(rising_edge(clk))THEN IF(count<=“10”)THEN IF(count=“00”)THEN lamp<=“001”;--ELSIF(count=“01”)THEN lamp<=“010”;ELSIF(count=“10”)THEN lamp<=“100”;END IF;count<=count+1;ELSE count<=“00”;END IF;END IF;END PROCESS lamper;END fun;
循环点亮三只灯
第四篇：《EDA课程设计》
《EDA课程设计》
课程设计题目：
基于单片机的温湿度采集系统
姓
名：
xxx
学
班
时
地
号：
xxxx
级：
xxxx
间：
2014.4.21~ 2013.5.5
点：
xxxxx
指 导
老
师：
xxxxx
目录
一、电路原理图..................................................................................2
二、电路PCB图（或实物图）.........................................................2
三、电路效果图..................................................................................3
四、设计总结......................................................................................3 附录（单片机源代码）......................................................................4
一、电路原理图
二、电路PCB图（或实物图）
三、电路效果图
四、设计总结
EDA的实验还是挺有趣的，比较讲究动手能力，当然也不能忽略团体合作。总的来说本次实验还是成功了，虽然每个环节都遇到了困难。在生成原理图的过程中，就曾把导线画成了Placeline而不是Placewire，还有芯片的引脚应该用NET符号而不是用文本符号，所以这些错误都导致我花在原理图上的时间多了点。而在生成PCB电路图的过程中遇到的困难则是自动布线之后，还有电源的几个脚需要手动布线，所以各个元件之间的位置要布置好，以免发生短路。腐蚀的时候，由于腐蚀的时间太长了，有些碳都化开了，导致里面的铜被腐蚀掉了，所以又为我的工作增加了困难。在焊接的时候，要注意元件的正负极，还要检测锡是否都与那些铜连接上了。最终把LED和 DHT11的程序烧进去就行了。
本次实验我还是能多多少少学到点什么的，总的来说还是希望能有多一点这样的实习。
附录（单片机源代码）
//51单片机控制温湿度传感器DHT11
LCD1602上显示当前机最小系统。//LCD 读进去 写出来 #include
//定义无符号整型 #define uchar unsigned char typedef bit BOOL;
//此声明一个布尔型变量即真或假// uchar data_byte,num,i;uchar RH,RL,TH,TL,flag;uchar shuzi[4];unsigned char code num1[11]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99，0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x7f};
sbit dht=P2^4;
//dht11data端接单片机的P2^4口//
//***************
延
时
函
数************************************* void delay(uchar ms)//延时模块//延时1毫秒
{
}
void delay1()
//一个for循环大概需要8个多机器周期
//一个机器周期为1us晶振为12MHz也就是说本函数延时8us{
} uchar i;
while(ms--)
for(i=0;i<110;i++);
uchar i;
for(i=0;i<1;i++);void display(void){ // if(flag==0)// {
P2=0x07;
P0=num1[shuzi[2]];delay(1);// }
// if(flag==1)// {
P2=0x0b;
P0=num1[shuzi[3]];delay(1);// } // if(flag==2)// {
P2=0x0d;
P0=num1[shuzi[0]];delay(1);// } // if(flag==3)// {
P2=0x0e;P0=num1[shuzi[1]];delay(1);// } }
//**************************dht11
测
试
某
块*************************************// void start()//开始信号
{
dht=1;
delay1();
//主机发出8us高电平，开始信号开始发出 dht=0;
delay(25);
// 主机把总线拉低必须大于18ms
DHT11能检测到起始信号
dht=1;
//delay1();
//以下三个延时函数差不多为24usdelay1();delay1();
20-40us
}
uchar receive_byte()
//接收一个字节 8位// {
uchar i,temp;
for(i=0;i<8;i++)//接收8bit的数据
{
while(!dht);
//等待40-50us的低电平开始信号结束
delay1();
//开始信号结束之后延时26us-28us
delay1();delay1();
temp=0;
//时间为26us-28usif(dht==1)
temp=1;
//如果26us-28us
'0'
数据为'1'
while(dht);
//
'0'为26us-28us
'1'为70us
} data_byte<<=1;
//data_byte|=temp;
//接收每一位的数据，相或保存数据
return data_byte;}
void receive()//接收数据// {
uchar T_H,T_L,R_H,R_L,check,num_check,i;start();
//开始信号//调用开始信号子函数
dht=1;
//主机设为输入判断从机DHT11响应信号
if(!dht)
//判断从机是否有低电平响应信号// {
while(!dht);//判断从机发出 40us 的低电平响应信号是否结束//
while(dht);
//判断从机发出 40us 的高电平是否结束 如结束则从机进入发送数据状态，主机进入数据接收状态
数
//两个while语句加起来就是DHT11的响应信号
R_H=receive_byte();//湿度高位
调用接受一个字节的子函
R_L=receive_byte();//湿度低位
T_H=receive_byte();//温度高位
T_L=receive_byte();//温度低位
check=receive_byte();//校验位
//结束信号
dht=0;
//当最后一bit数据接完毕后主机拉低电平50us// for(i=0;i<7;i++)//差不多8us的延时
delay1();
dht=1;
//总线由上拉电阻拉高进入空闲状态
num_check=R_H+R_L+T_H+T_L;
if(num_check==check)//判断读到的四个数据之和是否与校验位相同
{
RH=R_H;
RL=R_L;
TH=T_H;
TL=T_L;
check=num_check;}
shuzi[0]=RH/10;shuzi[1]=RH%10;shuzi[2]=TH/10;shuzi[3]=TH%10;
} }
void main()//主函数模块// { while(1)
//进入死循环
{
receive();
//接收数据
display();
} }
第五篇：eda课程设计
数字钟
一、设计要求
设计一个数字钟，具体要求如下：
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、校时、校分功能。
3、具有整点蜂鸣器报时以及LED花样显示功能。
二、设计方案
根据设计要求，数字钟的结构如图8-3所示，包括：时hour、分minute、秒second计数模块，显示控制模块sel_clock，七段译码模块deled，报时模块alert。
三、VHDL程序
library IEEE;use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
----Uncomment the following library declaration if instantiating----any Xilinx primitives in this code.--library UNISIM;
--use UNISIM.VComponents.all;
entityddz is port(rst,clk: in std_logic;hour_h: out std_logic_vector(6 downto 0);hour_l: out std_logic_vector(6 downto 0);min_h: out std_logic_vector(6 downto 0);
min_l: out std_logic_vector(6 downto 0);
sec_h: out std_logic_vector(6 downto 0);
sec_l: out std_logic_vector(6 downto 0));endddz;
architecture Behavioral of ddz is signalcnt: std_logic_vector(15 downto 0);signalsec_h_in: std_logic_vector(3 downto 0);signalsec_l_in: std_logic_vector(3 downto 0);signalmin_h_in: std_logic_vector(3 downto 0);signalmin_l_in: std_logic_vector(3 downto 0);signalhour_h_in: std_logic_vector(3 downto 0);signalhour_l_in: std_logic_vector(3 downto 0);
signalclk_s,clk_m,clk_h: std_logic;begin process(rst,clk)begin if rst='0' then
sec_h_in<=(others=>'0');
sec_l_in<=(others=>'0');
clk_m<='1';elsifclk'event and clk='1' then ifsec_l_in=9 then
sec_l_in<=“0000”;
ifsec_h_in=5 then
sec_h_in<=“0000”;
clk_m<='0';
else
sec_h_in<=sec_h_in+1;
clk_m<='1';
end if;else sec_l_in<=sec_l_in+1;
clk_m<='1';
end if;end if;end process;
process(rst,clk_m)begin if rst='0' then
--min_h_in<=(others=>'0');
min_l_in<=(others=>'0');--clk_h<='1';elsifclk_m'event and clk_m='1' then ifmin_l_in=9 then
min_l_in<=“0000”;ifmin_h_in=5 then
min_h_in<=“0000”;else min_h_in<=min_h_in+1;
clk_m<='1';
end if;else min_l_in<=min_l_in+1;
end if;end if;end process;
process(rst,clk_n)begin if rst='0' then
--hour_h_in<=(others=>'0');
hour_l_in<=(others=>'0');--clk_h<='1';elsifclk_m'event and clk_n='1' then ifhour_l_in=3 then
hour_l_in<=“0000”;ifmin_h_in=2 then
hour_h_in<=“0000”;else hour_h_in<=hour_h_in+1;
clk_n<='1';
end if;else hour_l_in<=hour_l_in+1;
end if;end if;end process;
process(sec_l_in)begin casesec_l_in is
when “0000” =>sec_l<=“0000001”;when “0001” =>sec_l<=“1001111”;when “0010” =>sec_l<=“0010010”;when “0011” =>sec_l<=“0000110”;when “0100” =>sec_l<=“1001100”;when “0101” =>sec_l<=“0100100”;when “0110” =>sec_l<=“0100000”;when “0111” =>sec_l<=“0001111”;when “1000” =>sec_l<=“0000000”;when “1001” =>sec_l<=“0000100”;when others =>sec_l<=“1111111”;end case;end process;
process(sec_h_in)begin casesec_h_in is
when “0000” =>sec_h<=“0000001”;when “0001” =>sec_h<=“1001111”;when “0010” =>sec_h<=“0010010”;when “0011” =>sec_h<=“0000110”;when “0100” =>sec_h<=“1001100”;when “0101” =>sec_h<=“0100100”;when “0110” =>sec_h<=“0100000”;when “0111” =>sec_h<=“0001111”;when “1000” =>sec_h<=“0000000”;when “1001” =>sec_h<=“0000100”;when others =>sec_h<=“1111111”;end case;end process;
process(min_l_in)begin casemin_l_in is
when “0000” =>min_l<=“0000001”;when “0001” =>min_l<=“1001111”;when “0010” =>min_l<=“0010010”;
when “0011” =>min_l<=“0000110”;when “0100” =>min_l<=“1001100”;when “0101” =>min_l<=“0100100”;when “0110” =>min_l<=“0100000”;when “0111” =>min_l<=“0001111”;when “1000” =>min_l<=“0000000”;when “1001” =>min_l<=“0000100”;when others =>min_l<=“1111111”;end case;end process;
process(min_h_in)begin casemin_h_in is
when “0000” =>min_h<=“0000001”;when “0001” =>min _h<=“1001111”;when “0010” => min _h<=“0010010”;when “0011” =>min _h<=“0000110”;when “0100” =>min _h<=“1001100”;when “0101” => min _h<=“0100100”;when “0110” =>min _h<=“0100000”;when “0111” =>min _h<=“0001111”;when “1000” =>min _h<=“0000000”;when “1001” =>min _h<=“0000100”;when others =>min _h<=“1111111”;
end case;end process;
process(hour_l_in)begin casehour_l_in is
when “0000” =>hour_l<=“0000001”;when “0001” =>hour_l<=“1001111”;when “0010” =>hour_l<=“0010010”;when “0011” =>hour_l<=“0000110”;when “0100” =>hour_l<=“1001100”;when “0101” =>hour_l<=“0100100”;when “0110” =>hour_l<=“0100000”;when “0111” =>hour_l<=“0001111”;when “1000” =>hour_l<=“0000000”;when “1001” =>hour_l<=“0000100”;when others =>hour_l<=“1111111”;end case;end process;
process(hour_h_in)begin casehour_h_in is
when “0000” =>hour_h<=“0000001”;when “0001” =>hour_h<=“1001111”;when “0010” =>hour_h<=“0010010”;when “0011” =>hour_h<=“0000110”;when “0100” => hour _h<=“1001100”;when “0101” => hour _h<=“0100100”;when “0110” => hour _h<=“0100000”;when “0111” => hour _h<=“0001111”;when “1000” => hour _h<=“0000000”;when “1001” =>hour_h<=“0000100”;when others => hour _h<=“1111111”;end case;end process;end Behavioral;
四、VHDL仿真结果
五、课程设计心得
通过这次课程设计，有效得巩固了课本所学的知识，而且通过上机仿真不断发现问题并及时改正，加深了我们对该课程设计的印象。这次课程设计，进一步加深了我对EDA的了解，使我对isp有了更深的了解，使我对应用软件的方法设计硬件系统有了更加浓厚的兴趣。除此之外，我懂得了理论与实际相结合的重要性，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合，从实践中得出结论，才能真正提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
总之，这次课程设计让我学会了很多，对今后的生活工作用处也颇深。
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