可控計數(shù)器的設計eda課程設計

1、<p><b>　　EDA技術課程設計</b></p><p>　　課題： 可控計數(shù)器的設計 </p><p>　　班級： XXXX 學號： ＸＸＸＸＸＸＸＸ　 </p><p>　　學生姓名： XXX </p><p&

2、gt;　　指導老師： ＸＸＸ </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一、課題————————————————————————————1</p><p>　　1.1.可控計數(shù)器的設計————————————————————1</p><p&g

3、t;　　二、課程設計目的————————————————————————1</p><p>　　三、一般設計要求————————————————————————1</p><p>　　四、實驗原理及模擬結構框圖———————————————————2</p><p>　　4.1實驗原理————————————————————————2</p><

4、p>　　4.2模擬框圖————————————————————————2</p><p>　　五、電路總體設計————————————————————————2</p><p>　　5.1可控計數(shù)器設計流程———————————————————2</p><p>　　5.2各個模塊————————————————————————3</p><

5、;p>　　六、系統(tǒng)的源程序（VHDL）————————————————————4</p><p>　　6.1計數(shù)環(huán)節(jié)————————————————————————4</p><p>　　6.2掃描單元————————————————————————5</p><p>　　6.3數(shù)碼管譯碼———————————————————————6</p>

6、<p>　　七．程序的調試分析與仿真————————————————————6</p><p>　　7.1計數(shù)器單元——————————————————————--6</p><p>　　7.2掃描單元————————————————————————7</p><p>　　7.3數(shù)碼管譯碼———————————————————————7</p>

7、<p>　　八、設計總結——————————————————————————8</p><p>　　九、參考文獻——————————————————————————9</p><p><b>　　一、課題</b></p><p>　　1.1.可控計數(shù)器的設計</p><p><b>　　設計要求：

8、 </b></p><p>　?、僭O計一個五進制計數(shù)器,由兩個控制鍵sel控制不同的計數(shù)方式;</p><p>　?、诋攕el=00時,按0、1、2、3、4、0、1、2、3、4……順序計數(shù);</p><p>　?、郛攕el=01時,按0、2、4、6、8、0、2、4、6、8……順序計數(shù);</p><p>　?、墚攕el=10時,

9、按1、3、5、7、9、1、3、5、7、9……順序計數(shù);</p><p>　?、莓攕el=11時,按5、4、3、2、1、5、4、3、2、1……順序計數(shù);</p><p>　　⑥由數(shù)碼管分別譯碼顯示控制信號和計數(shù)狀態(tài)，分別用3位數(shù)碼管動態(tài)顯示；</p><p>　?、呓o出VHDL設計的源程序</p><p><b>　　二、課程設計目的

10、</b></p><p>　　《EDA》課程設計地一項重要的實踐性教育環(huán)節(jié)，是學生在校期間必須接受的一項工程訓練。在課程設計的過程中，在教室的指導下，運用工程的方法，通過一個簡單的課題的設計練習，可是學生通過綜合的系統(tǒng)設計，熟悉應用系統(tǒng)的設計過程、設計要求、完成的工作內容和具體的設計方法，了解必須提交的各項工程文件，也達到鞏固、充實和綜合運用所學的只是解決實際問題的目的。</p><

11、;p>　　通過課程設計，應能加強學生如下能力的培養(yǎng)：</p><p>　?。?）獨立工作能力和創(chuàng)造力；</p><p>　?。?）綜合運用專業(yè)及基礎知識，解決實際工程即使問題的能力；</p><p>　?。?）查閱圖書資料、產品手冊和各種工具書的能力；</p><p>　　（4）工程繪圖的能力；</p><p>

12、　?。?）編寫技術報告和編制技術資料的能力。</p><p><b>　　三、一般設計要求</b></p><p>　?。?）獨立完成設計任務</p><p>　?。?）繪制系統(tǒng)硬件總框圖 </p><p>　?。?）繪制系統(tǒng)原理電路圖</p><p>　?。?）制定編寫設計方案，編制軟件框圖，完

13、成詳細完整的程序清單和注釋</p><p>　?。?）制定編寫調試方案，編寫用戶操作使用說明書</p><p>　?。?）寫出設計工作小結。對在完成以上文件過程所進行的有關步驟如設計思想、指標論證、方案確定、參數(shù)計算、元器件選擇、原理分析等做出說明，并對所完成的設計作出評價，對自己整個設計工作中經驗教訓，總結收獲和今后研修方向。</p><p>　　四、實驗原理及模

14、擬結構框圖</p><p><b>　　4.1實驗原理</b></p><p>　　計數(shù)器是一種多功能的電子測量儀器。它利用電子學的方法測出一定時間內輸入的脈沖數(shù)目，并將結果以數(shù)字形式顯示出來?？煽匚暹M制計數(shù)器是每五個脈沖信號向前進一位，且當控制端不同時，產生的進位輸出不同。再利用數(shù)碼管顯示相應的數(shù)值。</p><p>　　首先利用進程p1來實

15、現(xiàn)4種模式的計數(shù)功能,由信號sel來控制選擇具體是哪種模式；再利用進程p2來掃描6個數(shù)碼管,而其中3個用來顯示計數(shù)值,3個用來顯示控制信號的值；最后通過進程p3來對數(shù)碼管進行驅動譯碼，將相應的五進制數(shù)值利用數(shù)碼管體現(xiàn)出來。如圖1、及圖5所示進行相關設計。</p><p><b>　　4.2模擬框圖</b></p><p><b>　　圖1.模擬結構框圖<

16、;/b></p><p><b>　　五、電路總體設計</b></p><p>　　5.1可控計數(shù)器設計流程</p><p><b>　　圖2.設計流程</b></p><p><b>　　5.2各個模塊</b></p><p>　　(1)計數(shù)器單

17、元模塊</p><p><b>　　圖3計數(shù)器單元模塊</b></p><p>　　CLK是計時時鐘，SEL計數(shù)模式控制信號,Y接收cnt的計數(shù)值。它利用電子學的方法測出一定時間內輸入的脈沖數(shù)目，并將結果以數(shù)字形式顯示出來。可控五進制計數(shù)器是每五個脈沖信號向前進一位，且當控制端不同時，產生的進位輸出不同。</p><p><b>　　

18、（2）掃描單元</b></p><p><b>　　圖4掃描單元模塊</b></p><p>　　CLK是計時時鐘，SEL計數(shù)模式控制信號,CK掃描時鐘, duan代表6個數(shù)碼管。利用掃描脈沖掃描6個數(shù)碼管,而其中3個用來顯示計數(shù)值,3個用來顯示控制信號的值。</p><p><b>　　（3）數(shù)碼管譯碼</b>

19、;</p><p><b>　　圖5數(shù)碼管譯碼模塊</b></p><p>　　CLK是計時時鐘，SEL計數(shù)模式控制信號,CK掃描時鐘, duan代表6個數(shù)碼管，sm是數(shù)碼管的七段是數(shù)碼管數(shù)字七段，他主要用來對數(shù)碼管進行驅動譯碼，將相應的五進制數(shù)值利用數(shù)碼管體現(xiàn)出來。</p><p>　　六、系統(tǒng)的源程序（VHDL）</p>&l

20、t;p><b>　　6.1計數(shù)環(huán)節(jié)</b></p><p>　　library ieee;</p><p>　　use ieee.std_logic_1164.all; </p><p>　　use ieee.std_logic_unsigned.all;</p><p>　　entity sheji3 is<

21、;/p><p>　　port(clk,ck:in std_logic;--clk是計數(shù)時鐘,ck是掃描時鐘 </p><p>　　sel:in std_logic_vector(1 downto 0);--計數(shù)模式控制信號 </p><p>　　sm:out std_logic_vector(6 downto 0);---數(shù)碼管的七段 </p>

22、<p>　　duan:out std_logic_vector(5 downto 0));--6個數(shù)碼管 </p><p>　　end sheji3;</p><p>　　architecture art of sheji3 is</p><p>　　signal cnt:std_logic_vector(3 downto 0);--信號cnt用來計數(shù)

23、</p><p>　　signal temp:integer range 0 to 5; </p><p>　　signal x: std_logic_vector(3 downto 0);--數(shù)碼管動態(tài)顯示的值</p><p>　　signal y: std_logic_vector(3 downto 0);--接收cnt的計數(shù)值 </p><

24、p><b>　　Begin</b></p><p>　　p1:process(clk)--進程p1主要用來實現(xiàn)4種模式的計數(shù)功能,由信號sel來控制選擇具體是哪種模式</p><p><b>　　begin </b></p><p>　　if(clk'event and clk='1')t

25、hen </p><p>　　case sel is</p><p>　　when "00"=>if(cnt>="0100")then </p><p>　　cnt<="0000"; </p>

26、;<p>　　else cnt<=cnt+1; </p><p><b>　　end if;</b></p><p>　　when "01"=>if(cnt>="1000" or cnt="0001" or cnt="0011&quo

27、t; or cnt="0101" or cnt="0111")then</p><p>　　cnt<="0000"; </p><p>　　else cnt<=cnt+2; </p><p><b>　　end if;</b

28、></p><p>　　when "10"=>if(cnt>="1001" or cnt="0000" or cnt="0010" or cnt="0100" or cnt="0110" or cnt="1000")then</p><p

29、>　　cnt<="0001"; </p><p>　　else cnt<=cnt+2; </p><p><b>　　end if;</b></p><p>　　when "11"=>if(cnt>"0101" or cnt="

30、0001" or cnt="0000")then</p><p>　　cnt<="0101"; </p><p>　　else cnt<=cnt-1; </p><p><b>　　end if;</b></p><p>　　when

31、others=>cnt<="1111";</p><p><b>　　end case;</b></p><p><b>　　y<=cnt;</b></p><p><b>　　end if;</b></p><p>　　end proce

32、ss p1;</p><p><b>　　6.2掃描單元</b></p><p>　　p2:process(ck) --進程p2主要用來掃描6個數(shù)碼管,其中3個用來顯示計數(shù)值,3個用來顯示控制信號的值</p><p><b>　　begin </b></p><p>　　if(ck'even

33、t and ck='1') then </p><p>　　case temp is</p><p>　　when 0=>duan<="000001"; </p><p><b>　　x<=y; </b></p><p>　　when 1=>duan&

34、lt;="000010"; </p><p>　　x<=y; </p><p>　　when 2=>duan<="000100"; </p><p><b>　　x<=y; </b></p><p>　　when 3=>duan&

35、lt;="001000"; </p><p>　　x<="00"&sel; </p><p>　　when 4=>duan<="010000"; </p><p>　　x<="00"&sel; </p><

36、;p>　　when others=>duan<="100000"; </p><p>　　x<="00"&sel;</p><p>　　end case; </p><p>　　temp<=temp+1; </p><p><b>　　end if

37、;</b></p><p>　　end process p2;</p><p><b>　　6.3數(shù)碼管譯碼</b></p><p>　　p3:process(x) --進程p3主要用來對數(shù)碼管進行驅動譯碼</p><p><b>　　begin </b></p><

38、;p><b>　　case x is</b></p><p>　　when "0000"=>sm<="1111110"; </p><p>　　when "0001"=>sm<="0110000"; </p><p>　　when

39、"0010"=>sm<="1101101"; </p><p>　　when "0011"=>sm<="1111001"; </p><p>　　when "0100"=>sm<="0110011"; </p><

40、p>　　when "0101"=>sm<="1011011"; </p><p>　　when "0110"=>sm<="1011111"; </p><p>　　when "0111"=>sm<="1110000"; <

41、/p><p>　　when "1000"=>sm<="1111111"; </p><p>　　when "1001"=>sm<="1111011"; </p><p>　　when others=>sm<="0000000";&

42、lt;/p><p>　　end case; </p><p>　　end process p3; </p><p><b>　　end art;</b></p><p>　　七．程序的調試分析與仿真</p><p><b>　　7.1計數(shù)器單元</b></p>&l

43、t;p>　　利用相關軟件max+plus進行仿真，觀察波形是否正確，在計數(shù)時種下，觀察sel分別在00，01，10，11進行的五進制的計數(shù)，通過以上圖形可知，y在sel選擇不同的控制方式時，輸出的值是符合條件的。當sel=00時,按0、1、2、3、4、0、1、2、3、4……順序計數(shù);當sel=01時,按0、2、4、6、8、0、2、4、6、8……順序計數(shù);當sel=10時,按1、3、5、7、9、1、3、5、7、9……順序計數(shù);當se

44、l=11時,按5、4、3、2、1、5、4、3、2、1……順序計數(shù);</p><p><b>　　圖6計數(shù)器單元仿真</b></p><p><b>　　7.2掃描單元</b></p><p>　　通過圖形可以看出，在每個掃描時鐘下當temp=0，duan<="000001"; temp=1，dua

45、n="000010"; temp=2，duan="0000100"; temp=3，duan="001000"; temp=4，duan="010000"; temp>=4，duan="100000";根據圖形是符合條件的。 </p><p><b>　　圖7掃描

46、單元仿真</b></p><p><b>　　7.3數(shù)碼管譯碼</b></p><p>　　根據x的值，表現(xiàn)出數(shù)碼管的七段的亮暗顯示出該數(shù)碼管的值</p><p>　　X="0000"，sm="1111110"; 數(shù)碼管顯示：0</p><p>　　X="00

47、01"，sm<="0110000";數(shù)碼管顯示：1 </p><p>　　X="0010"，sm<="1101101";數(shù)碼管顯示：2 </p><p>　　X="0011"，sm<="1111001";數(shù)碼管顯示：3</p><p>　

48、　X="0100"，sm<="0110011";數(shù)碼管顯示：4</p><p>　　X="0101"，sm<="1011011";數(shù)碼管顯示：5 </p><p>　　X="0110"，sm<="1011111";數(shù)碼管顯示：6</p>

49、<p>　　X="0111"，sm<="1110000";數(shù)碼管顯示：7</p><p>　　X="1000"，sm<="1111111";數(shù)碼管顯示：8</p><p>　　X="1001"，sm<="1111011";數(shù)碼管顯示：9 &

50、lt;/p><p>　　X=others，sm<="0000000";數(shù)碼管顯示：0</p><p>　　設計仿真時，存在延時（如圖8.1），不便觀察，所以，又給sel依次賦值"00"，"01""10""11"仿真得到如下圖8.2至圖8.5四圖，結果便于觀察，符合設計要求。</p&g

51、t;<p>　　圖8.1數(shù)碼管譯碼仿真（"sel"為"00""01""10""11"）</p><p>　　圖8.1數(shù)碼管譯碼仿真（"sel"為"00"）</p><p>　　圖8.1數(shù)碼管譯碼仿真（"sel"為&qu

52、ot;01"）</p><p>　　圖8.1數(shù)碼管譯碼仿真（"sel"為"10"）</p><p>　　圖8.1數(shù)碼管譯碼仿真（"sel"為"11"）</p><p><b>　　八、設計總結</b></p><p>　　為期一周的

53、課程設計結束了，從開始茫然，到有些頭緒，再到對所選課題、所設計內容了然于胸，這期間，確實讓我收獲了很多。</p><p>　　首先，便是認識到缺乏很多最基本的書本知識：上課并沒有非常認真的我，</p><p>　　在這次設計的開始，我非常茫然，深感所學知識的不足，對硬件描述語言VHDL的不熟悉，對EDA開發(fā)工具軟件MAX+PlusⅡ的操作使用不嫻熟，以及設計意識的缺乏。</p>

54、<p>　　但是經過翻看書本，上網查閱相關資料，以及詢問老師不懂的問題，漸漸地，我對我們這組的課題——“可控計數(shù)器的設計”有了較明確的設計思路，于是我和我們小組的一些成員共同研究相關代碼，借助于一些資料的參考，經過對初步設計的代碼的檢查和排查，最終得到了滿足設計要求的代碼。并通過仿真，得到了和預期一樣、符合設計要求的仿真圖形。</p><p>　　課程設計過程中，我學會了很多細枝末節(jié)但很重要的知識點

55、，如：如何更快更好地使用用MAX+PlusⅡ仿真軟件，做出電路框圖；VHDL語句中的庫定義、端口說明定義、數(shù)據類型定義、進程語句的使用、賦值語句的使用等；7段數(shù)碼管的掃描與譯碼顯示原理；印象最深的便是數(shù)據類型定義里的“std_logic”為“標準邏輯位”，取值為“0” “1”“ Z”“ X”,而“std_logic_vector”稱為“標準邏輯矢量”。這些細小的知識點，往往是設計能否成功不可或缺的部分。</p><p

56、>　　這次課程設計的最大收獲，除了學習和鞏固了相關知識外，更讓我明白了許多：只要全身心投入到一件事中，并且有持之以恒的決心，有團隊合作精神，那就一定會有所收獲！</p><p>　　最后我想說：通過這次的課程設計，我會繼續(xù)學好相關知識，提高自身專業(yè)素質，更感謝老師在設計中給與我的幫助與孜孜不倦的教誨，讓我有信心繼續(xù)拓展學習更多的專業(yè)知識！</p><p><b>　　九、參

57、考文獻</b></p><p>　　[1] 潘松，黃繼業(yè).EDA技術實用教程.北京：科學出版社，2002</p><p>　　[2] 謝云.現(xiàn)代電子技術實踐課程指導.北京：國防工業(yè)出版社，2003</p><p>　　[3] 修文.實用電子電路設計制作300例.中國電力出版社，2004</p><p>　　[4] 沈明山.EDA技