第一篇:EDA课程设计感想
这是一次综合性很强的实验,从最初的模型规划,到具体功能的实现,再到电路的连接,直至最后的电路调试,每一个环节都让我加深了对实际问题的思考,同时也让我动手能力有了很大的提高。
这次最大的收获就是学会了很系统地去解决一个实际问题,学会了巧妙运用模块化的思想。在整个电路设计与实现中,最成功的地方就是有条理地将功能细化,分成一个一个小的功能来实现。没做好一个小功能实现的电路,就将其集成为一块具有此功能的芯片,这样,在之后的电路连接中就只要将这块芯片接入即可,最后就这样一级一级地将电路集成,最后生成的电子钟电路就只是一块芯片,只要加一些其他外部控制开关与显示电路就能实现此多功能电子钟的各功能。
在这个过程中,我更深刻地体会从分立元件到中下规模集成电路再到大规模集成电路的组成过程。同时也更加深入地了解了Quarterii这一软件的更多的功能。更重要的是在此过程中,我学会了独立思考,遇到问题一步一步去研究与解决解决,对于电路出现的问题不急于拆线,而是一部分一部分地对其应有的功能进行调试,对问题进行各个击破。总而言之,这次实验让我觉得受益匪浅,不再觉得学无所用。实验所解决的问题与生活紧密相连,从而将平时学书本上的理论与实践很好地结合起来,最终当做出成品时,有很大的成就感。
七.遇到的问题及解决方案
1.编译通过后,下载到硬件上之后,发现程序并没有预期的效果。如显示乱序而没有规律等等,当加入适当的选通信号或者脉冲后发现问题得到了解决。所以必须在实践中不断地修改以得到正确的结论。
2.高电平有效还是低电平有效,这是一个非常容易忽视的问题,有时就知道这个端口要控制信号但不考虑好什么电平有效,造成错误,使得使能端或者清零端的出现错误控制信号。并且到底是脉冲控制,还是边沿控制一定要清楚。在实验时候可以避免一些不必要的麻烦。
3.引脚重复使用也是一个问题,有时候输出信号必须输出到一个特定的引脚。而输出来自两路信号,这时候必须加入一个选择器件选择输出信号输出。
在实际调试的时候我们必须耐心思考,遇到问题针对问题出现的原因认真思考以解决问题。---------------------
这次的课程设计对于我来说是毕业前的一次演练,从抽题到画出流程图,再到写出程序,不停的编不停的改不停的查资料……直至最后完成,搭档和我都非常的努力,一有问题大家都坐在一起讨论,一起努力,一起攻克问题。我想我们享受的就是这个过程,而不仅仅只是结果。通过这次的设计,我知道了,在任何问题面前,只要我们努力,只要我们勇敢,我想,他们都不是问题,都不是困难。最后感谢搭档的努力和合作,感谢老师的指导。---------------
这次EDA课程设计历时两个星期,在整整两个星期的日子里,可以说是苦多于甜,但是可以学的到很多很多的东西,同时不仅可以巩固以前所学过的知识,而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次设计,进一步加深了对EDA的了解,让我对它有了更加浓厚的兴趣。特别是当每一个子模块编写调试成功时,心里特别的开心。但是在编写顶层文件的程序时,遇到了不少问题,特别是各元件之间的连接,以及信号的定义,总是有错误,在细心的检查下,终于找出了错误和警告,排除困难后,程序编译就通过了,心里终于舒了一口气。在波形仿真时,也遇到了一点困难,想要的结果不能在波形上得到正确的显示:在设定输入的时钟信号后,数字秒表开始计数,但是始终看不到秒和小时的循环计数。后来,在数十次的调试之后,才发现是因为输入的时钟信号对于器件的延迟时间来说太短了。经过屡次调试,终于找到了比较合适的输入数值:时钟周期设置在1zzxu.cne的值需要设置的长一点:500us左右,这样就可以观察到完整的仿真结果。
其次,在连接各个模块的时候一定要注意各个输入、输出引脚的线宽,因为每个线宽是不一
样的,只要让各个线宽互相匹配,才能得出正确的结果,否则,出现任何一点小的误差就会导致整个文件系统的编译出现错误提示,在器件的选择上也有一定的技巧,只有选择了合适当前电路所适合的器件,编译才能得到完满成功。
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的,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起来,从理论中得出结论,才能真正为社会服务,从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题,可以说得是困难重重,这毕竟第一次做的,难免会遇到过各种各样的问题,同时在设计的过程中发现了自己的不足之处,对以前所学过的知识理解得不够深刻,掌握得不够牢固。
总的来说,这次设计的数字秒表还是比较成功的,在设计中遇到了很多问题,最后在老师的辛勤的指导下,终于游逆而解,有点小小的成就感,终于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,不仅学到了不少知识,而且锻炼了自己的能力,使自己对以后的路有了更加清楚的认识,同时,对未来有了更多的信心。最后,对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢!
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。