eda課程設(shè)計(jì)-- eda與數(shù)字系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書(shū)</p><p>　　（2012 ~2013第三學(xué)期）</p><p>　　設(shè) 計(jì) 題 目： EDA與數(shù)字系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) </p><p>　　學(xué) 院 名 稱(chēng)： 電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院 </p><p>　　專(zhuān) 業(yè)（班 級(jí)）： 自動(dòng)化2011級(jí)

2、 </p><p>　　姓 名（學(xué) 號(hào)）： </p><p>　　起 訖 日 期：2013年7月8日－2012年 7月14日 </p><p>　　指 導(dǎo) 教 師： </p><p>　　系（教研室）負(fù)責(zé)人：

3、 </p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　課程摘要</b></p><p>　　實(shí)驗(yàn)一 Max+Plus2使用練習(xí)</p><p>　　實(shí)驗(yàn)二 3-8譯碼器</p><p>　　實(shí)驗(yàn)三 用74161實(shí)

4、現(xiàn)十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器</p><p>　　實(shí)驗(yàn)四 六十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器</p><p>　　實(shí)驗(yàn)五 設(shè)計(jì)一個(gè)電路，使八個(gè)數(shù)碼管依次顯示0、1、2、…A、B、…E、F。</p><p>　　實(shí)驗(yàn)六 設(shè)計(jì)一個(gè)電路，使兩個(gè)數(shù)碼管顯示112的十二進(jìn)制計(jì)數(shù)，兩個(gè)數(shù)碼管顯示059的六十進(jìn)制計(jì)數(shù)。</p><p>　　設(shè)計(jì)題目：數(shù)字頻率計(jì)</p

5、><p><b>　　1.二分頻電路</b></p><p>　　2.測(cè)量校驗(yàn)信號(hào)選擇電路</p><p><b>　　3.計(jì)數(shù)器電路</b></p><p><b>　　4.選存報(bào)警電路</b></p><p><b>　　5.鎖存器電路<

6、/b></p><p><b>　　6.掃描電路</b></p><p><b>　　結(jié)論感受</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p><b>　　EDA設(shè)計(jì)步驟</b></p><p><

7、b>　　1.設(shè)計(jì)輸入方式 </b></p><p>　　1．進(jìn)入E：盤(pán)，新建工作目錄，用英文字母+數(shù)字命名。E: \zwy01</p><p>　　2．進(jìn)入Windows桌面，雙擊Max+ plus II 10.0 BASELINE 圖標(biāo)</p><p>　　(或者 C:\maxplus2\max2win.exe)</p><

8、;p>　　啟動(dòng)File/New菜單，選擇Graphic Editor，打開(kāi)原理圖編輯器。</p><p>　　4．元件放置（雙擊編輯工作區(qū)空白處，彈出對(duì)話(huà)框）；</p><p>　　5．元件可以復(fù)制，放大，縮小，旋轉(zhuǎn)等；</p><p>　　6．在元件之間添加連線(xiàn)，相同名字的導(dǎo)線(xiàn)，在電氣上相連；一組輸入信號(hào)或一組輸出信號(hào)，可用合并成 Bus（組）；</p

9、><p>　　7．用( ? )查元件信息；利用幫助信息，解決疑難問(wèn)題。</p><p>　　8．添加輸入、輸出引腳，并給它們命名；</p><p>　　9．在工作目錄中保存原理圖，方法：FILE/SAVE AS，</p><p>　　輸入文件名：如 zab （擴(kuò)展名為.GDF）</p><p>　　畫(huà)圖過(guò)程中定時(shí)保存文件

10、，以免文件丟失。</p><p><b>　　編譯</b></p><p>　　1. 把當(dāng)前文件轉(zhuǎn)換成頂層文件。</p><p>　　2. 點(diǎn)擊Assign/Device菜單，彈出對(duì)話(huà)框，選擇：Device family 選 FLEX10K，</p><p>　　Device 選 EPF10K10LC84-4</p

11、><p>　　3. 啟動(dòng)Max+plus II/Compiler菜單，選擇Start，開(kāi)始編譯；</p><p>　　4. 在確認(rèn)該模塊邏輯功能正確的前提下，關(guān)閉編譯對(duì)話(huà)框，啟動(dòng)File/Creat default symbol，在工作目錄中生成擴(kuò)展名為*.sym符號(hào)文件（元件）。</p><p>　　3. 計(jì)算機(jī)仿真（時(shí)序模擬）</p><p>

12、;　?。?）先建立波形文件 (擴(kuò)展名是*.scf)</p><p>　　1. 打開(kāi)菜單File/New，選Waveform Editor File(.scf)，OK；</p><p>　　2. 在波形編輯器窗口中單擊鼠標(biāo)右鍵，選Enter Nodes from SNF，打開(kāi)對(duì)話(huà)框；</p><p>　　3. 在Type 區(qū)選中Inputs和 Outputs，單擊 L

13、ist按鈕，可在 其右下方看到設(shè)計(jì)中的輸入輸出信號(hào)，單擊“=>”可將這些信號(hào)選到Selected Nodes & Groups區(qū)，OK。</p><p>　　(2) 編輯輸入節(jié)點(diǎn)波形</p><p>　　1. 在菜單Options中 勾選Snap to Grid 和Show Grid，選 Grid Size ，設(shè)置網(wǎng)格時(shí)間大?。?0ns)；點(diǎn)擊File/End Time 設(shè)置

14、摸擬時(shí)間長(zhǎng)度(如2us)。</p><p>　　2. 使用繪制波形工具條繪制輸入節(jié)點(diǎn)的波形，如高、低電平，時(shí)鐘周期選擇等。</p><p>　　3. 可以將Q3、Q2、Q1、Q0作為一個(gè)組Q[3..0]來(lái)觀測(cè)。</p><p>　　4. 選File/Save as存盤(pán)，在工作目錄中保存波形文件 zab.SCF。</p><p><b&g

15、t;　　(3) 時(shí)序模擬</b></p><p>　　1. 在Maxplus2主菜單中選Simulator，打開(kāi)對(duì)話(huà)框。 </p><p>　　2. 單擊Start，開(kāi)始模擬；</p><p>　　3. 模擬完畢，單擊Open SCF得到模擬結(jié)果，對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行檢查。（輸出波形的滯后效應(yīng)）</p><p><b>

16、;　　4. 管腳分配</b></p><p>　　1. 啟動(dòng)Max+plus II / Floorplan Editor菜單，對(duì)話(huà)框中，顯示該設(shè)計(jì)項(xiàng)目的信號(hào)列表和目標(biāo)芯片的管腳圖；</p><p>　　2. 選擇不同的下載板（器件），管腳分配方法不一樣。(參見(jiàn): EPF10K10管腳分配表)</p><p>　　3. 管腳分配好后，再進(jìn)行編譯。（改變管

17、腳后，應(yīng)再編譯一次，沒(méi)有錯(cuò)誤才能下載。）</p><p>　　4. 用Assign/pin location chip 可以對(duì)分配好的管腳進(jìn)行修改；用Assign/clear project assignments 刪除已分配的管腳。</p><p><b>　　5. 下載</b></p><p>　　1. 關(guān)閉實(shí)驗(yàn)箱電源。</p>

18、<p>　　2. 檢查實(shí)驗(yàn)板下載線(xiàn)與計(jì)算機(jī)并口是否連接好?</p><p>　　3. 打開(kāi)實(shí)驗(yàn)箱電源。</p><p>　　4. 啟動(dòng)Max+Plus II/Programmer菜單，確認(rèn)對(duì)話(huà)框中的信息：</p><p>　　File : zab.sof, </p><p>　　device: EPF10K10LC84-4;&l

19、t;/p><p>　　5. 如果是第一次使用該軟件，啟動(dòng)Options/Hardware setup菜單，</p><p>　　在Hardware Type中選ByteBlaster(MV)</p><p>　　6. 選擇 Configure 完成下載</p><p>　　*如果在下載對(duì)話(huà)框中給出的文件不正確，</p><p

20、>　　*可在File/slect Pogramming File 中選擇要下載文件，重新下載。</p><p>　　合肥工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</p><p><b>　　摘要</b></p><p><b>　　英文版</b></p><p>　　This course introduces

21、 the digital system design methods and basic steps, MAX plus2 use, the hardware description language VHDL and VerilogHDL, and through the design of digital systems, the digital system's basic theory, basic methods an

22、d design issues secret combination of the MAX lus2 design platform, is to learn to use the principle of circuit input or input circuit hardware description language design, compilation, simulation, verification underlyin

23、g editorial and PLD programming, involving</p><p><b>　　中文版</b></p><p>　　本課程介紹數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法及基本步驟，MAX+plus2使用方法，硬件描述語(yǔ)言VHDL和VerilogHDL，并通過(guò)數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，把數(shù)字系統(tǒng)的基本理論，基本方法和設(shè)計(jì)課題密結(jié)合，在MAX+lus2的設(shè)計(jì)平臺(tái)下，是學(xué)會(huì)

24、用原理電路圖輸入或硬件描述語(yǔ)言輸入進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，編譯，仿真，底層編輯及PLD編程校驗(yàn)，涉及部分波形編輯，管腳分配等，提高用MAX+plus2進(jìn)行數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力。</p><p>　　實(shí)驗(yàn)一 Max+Plus2使用練習(xí)</p><p>　　實(shí)驗(yàn)二 3-8譯碼器</p><p>　　實(shí)驗(yàn)三 用74161實(shí)現(xiàn)十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器</p><

25、p>　　實(shí)驗(yàn)四 六十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器</p><p>　　實(shí)驗(yàn)五 例1-4-1設(shè)計(jì)一個(gè)電路，使八個(gè)數(shù)碼管依次顯示0、1、2、…A、B、…E、F。</p><p>　　實(shí)驗(yàn)六 例1-4-2 設(shè)計(jì)一個(gè)電路，使兩個(gè)數(shù)碼管顯示112的十二進(jìn)制計(jì)數(shù)，兩個(gè)數(shù)碼管顯示059的六十進(jìn)制計(jì)數(shù)。</p><p>　　設(shè)計(jì)題目 數(shù)字頻率計(jì)</p><p&g

26、t;<b>　　一．設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　設(shè)計(jì)一個(gè)能測(cè)量方波信號(hào)頻率的頻率計(jì)，測(cè)量的結(jié)果用十進(jìn)制數(shù)顯示，測(cè)量的頻率范圍是1-100kHz，分成兩個(gè)頻段，即1-999Hz,1-100kHz，用三位數(shù)碼管顯示測(cè)量的頻率，用LED顯示表示單位，如亮綠燈表示Hz,亮紅燈表示kHz。</p><p>　　具有自動(dòng)校驗(yàn)和測(cè)量?jī)煞N功能，即能用標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘校驗(yàn)測(cè)量精度。&

27、lt;/p><p>　　具有超量程報(bào)警功能，在超出目前量程檔的測(cè)量范圍時(shí)，發(fā)出燈光和音響信號(hào)。</p><p><b>　　二．設(shè)計(jì)思路及原理</b></p><p>　　脈沖信號(hào)的頻率就是在單位時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生的脈沖個(gè)數(shù)，起表達(dá)式f=N/T,f為被測(cè)信號(hào)的頻率；N為計(jì)數(shù)器所累計(jì)的脈沖個(gè)數(shù)；T為產(chǎn)生N個(gè)脈沖的時(shí)間，所以在1s時(shí)間內(nèi)計(jì)數(shù)器所記錄的結(jié)果，就

28、是被測(cè)信號(hào)的頻率。</p><p>　　此設(shè)計(jì)問(wèn)題可分為測(cè)量/校驗(yàn)選擇模塊，計(jì)數(shù)器模塊，送存選擇/報(bào)警電路模塊，鎖存器模塊和掃描顯示模塊幾部分。</p><p>　　測(cè)試/校驗(yàn)選擇模塊的輸入信號(hào)為：選擇信號(hào)select，被測(cè)信號(hào)meas，測(cè)試信號(hào)test，輸出信號(hào)為CP1。當(dāng)select=0時(shí)，為測(cè)量狀態(tài)，CP1=meas；當(dāng)select=1時(shí)，為校驗(yàn)狀態(tài)， CP1=test。校驗(yàn)信號(hào)與測(cè)

29、量共用一個(gè)電路，只是被測(cè)量信號(hào) CP1不同而已。</p><p>　　設(shè)置1s定時(shí)信號(hào)（周期為2s），在1s定時(shí)時(shí)間內(nèi)的所有被測(cè)信號(hào)送入計(jì)數(shù)器輸入端。</p><p>　　計(jì)數(shù)器對(duì)CP1信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，在1s定時(shí)時(shí)間結(jié)束后，將計(jì)數(shù)器的結(jié)果送鎖存器鎖存，同時(shí)將計(jì)數(shù)器清零，為下一個(gè)采樣的測(cè)量做好準(zhǔn)備。</p><p>　　設(shè)置量程檔控制開(kāi)關(guān)K，單位顯示信號(hào)Y，當(dāng)K=0時(shí)，

30、為1-999Hz量程檔，數(shù)碼管顯示的數(shù)值為被測(cè)信號(hào)的頻率值，Y顯示綠色，即單位為Hz；當(dāng)K=1時(shí)，為1-100kHz量程檔，被測(cè)信號(hào)頻率為數(shù)碼管顯示數(shù)值乘1000，Y顯示紅色，即單位為kHz。</p><p>　　設(shè)置超出量程檔測(cè)量范圍示警信號(hào)alert，計(jì)數(shù)器由四級(jí)十進(jìn)制計(jì)數(shù)構(gòu)成。若被測(cè)信號(hào)頻率小于1kHz,則計(jì)數(shù)器只進(jìn)行三級(jí)十進(jìn)制計(jì)數(shù)，最大顯示值為999Hz，如果被測(cè)信號(hào)頻率超出此范圍，示警信號(hào)驅(qū)動(dòng)燈光，揚(yáng)聲

31、器報(bào)警；若被測(cè)信號(hào)為1-100kHz，計(jì)數(shù)器進(jìn)行四位十進(jìn)制計(jì)數(shù)，取高三位，最大顯示值為99.9kHz，如果被測(cè)信號(hào)頻率超出此范圍，報(bào)警。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)方案</b></p><p><b>　　電路框圖</b></p><p><b>　　2.總體電路圖</b></p>

32、<p>　　2.各部分電路圖及功能說(shuō)明</p><p><b>　　2.1二分頻電路</b></p><p>　　2.2測(cè)量校驗(yàn)信號(hào)選擇電路</p><p><b>　　功能說(shuō)明：</b></p><p>　　CP為脈沖信號(hào)輸入端給0.5Hz的輸入脈沖，SELECT為選擇控制端當(dāng)SELE

33、CT為1時(shí)，選擇MEAS為輸入信號(hào)，即CP1得到的是校驗(yàn)信號(hào)。當(dāng)SLECT為0時(shí)，選擇的是TEST的輸入信號(hào)，即待測(cè)量的信號(hào)輸入，CP1得到的是測(cè)量信號(hào)。</p><p><b>　　2.3計(jì)數(shù)器電路</b></p><p><b>　　功能說(shuō)明：</b></p><p>　　本塊電路使用了5塊74160的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。其

34、中從左起的前五塊74160為計(jì)數(shù)器功能，最后一塊提供高位報(bào)警的信號(hào)輸出。在作為計(jì)數(shù)器的五塊74160中，從左起的前三塊實(shí)現(xiàn)的是1-999Hz的計(jì)數(shù)及數(shù)據(jù)的輸出；后兩塊74160是實(shí)現(xiàn)高位1-100kHz的計(jì)數(shù)及數(shù)據(jù)的輸出。所以當(dāng)選擇1-999Hz量程的時(shí)候，如果超出該范圍，必然后兩塊74160會(huì)有高電平輸出，所以用后兩塊的8個(gè)數(shù)據(jù)輸出端的或門(mén)組合形成低位報(bào)警的信號(hào)輸出。當(dāng)高位超出量程時(shí)，最后一塊的74160會(huì)有進(jìn)位計(jì)數(shù)，即有高電平的輸出

35、，所以用其輸出端的或門(mén)實(shí)現(xiàn)高位報(bào)警的功能。</p><p><b>　　2.4選存報(bào)警電路</b></p><p><b>　　功能說(shuō)明：</b></p><p>　　BUSMUX模塊是總線(xiàn)的數(shù)據(jù)選擇器，WIDTH=4即實(shí)現(xiàn)四總線(xiàn)的選擇輸入。當(dāng)SEL=0時(shí)，選擇dataa[]總線(xiàn)輸入，當(dāng)SEL=1時(shí)，選擇datab[]總線(xiàn)

36、輸入。在整體電路實(shí)現(xiàn)中，選擇高位數(shù)據(jù)接dataa[],低位接datab[]，SEL由開(kāi)關(guān)控制。用兩個(gè)與門(mén)一個(gè)或門(mén)構(gòu)成報(bào)警電路，c是第四片74161的進(jìn)位，具有高低未報(bào)警功能。</p><p><b>　　2.5鎖存器電路</b></p><p><b>　　功能說(shuō)明：</b></p><p>　　本電路用三個(gè)74175，它

37、是由4個(gè)D觸發(fā)器構(gòu)成的，上一數(shù)據(jù)選擇電路的數(shù)據(jù)從D0-D11輸入到74273中存儲(chǔ)。當(dāng)CLK有脈沖時(shí)，數(shù)據(jù)從C1-C12輸出。所以實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的保存和輸出。</p><p><b>　　2.6掃描電路</b></p><p><b>　　功能說(shuō)明：</b></p><p>　　Mux8_1A模塊是用作選擇數(shù)據(jù)的，上一層的鎖存

38、電路中的數(shù)據(jù)由三條總線(xiàn)輸入，再?gòu)膓1-q3輸出到7448，譯碼后完成7段碼顯示。另一部分由74160和3線(xiàn)8線(xiàn)譯碼器組成，用來(lái)控制顯示器的輪流開(kāi)關(guān)的。CLKD是輸入掃描的頻率，當(dāng)掃描的頻率大于200Hz時(shí)，超出了人眼睛的識(shí)別慣性范圍，即可以在顯示器上顯示出穩(wěn)定的數(shù)字。MS2引腳與控制開(kāi)關(guān)相與，實(shí)現(xiàn)的是小數(shù)點(diǎn)的控制。</p><p><b>　　管腳分配表如下：</b></p>

39、<p>　　EPF10K10管腳分配表</p><p><b>　　結(jié)論感受</b></p><p>　　EDA課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)使我們受益匪淺。通過(guò)對(duì)MAX+plus2軟件的使用練習(xí)，使我們掌握了此軟件的一些基本操作，另一方面則是通過(guò)自主設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的數(shù)字系統(tǒng)，加強(qiáng)了對(duì)數(shù)字電路的應(yīng)用能力。通過(guò)對(duì)不同功能電路的分析，設(shè)計(jì)，加強(qiáng)了對(duì)問(wèn)題進(jìn)行系統(tǒng)性分析的能力，有些功能類(lèi)似

40、的器件由于構(gòu)造的不同，效果也是有差別的，通過(guò)對(duì)器件的選擇，更加深刻的認(rèn)識(shí)到延遲效應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間對(duì)整個(gè)系統(tǒng)所產(chǎn)生的影響以及與系統(tǒng)內(nèi)其余參數(shù)之間的互相影響的關(guān)系。</p><p>　　在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，有不懂的問(wèn)題大家就相互討論，有時(shí)候會(huì)因?yàn)橐粋€(gè)問(wèn)題而吵的面紅耳赤，雙方各執(zhí)一詞，各不相讓?zhuān)钡嚼蠋熯^(guò)來(lái)才能解決爭(zhēng)端。勝利的一方哈哈大笑，失敗的一方也并不氣餒，并揚(yáng)言下次一定會(huì)反超的！果然一逮到機(jī)會(huì)就來(lái)個(gè)絕地反殺。就這樣，在大

41、家的激烈討論與交流中，我們慢慢的學(xué)會(huì)了很多很實(shí)用的小技巧，同學(xué)之間的感情也越來(lái)越深厚。所以通過(guò)EDA數(shù)字系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)，我們不但學(xué)會(huì)了很多專(zhuān)業(yè)技術(shù)，還加深了同學(xué)之間的感情，這樣的小學(xué)期將令我們幾十年后回味無(wú)窮。</p><p><b>　　所以：</b></p><p><b>　　逝去的只是曾經(jīng)</b></p><p>&

42、lt;b>　　我們</b></p><p><b>　　能把握的</b></p><p><b>　　只是</b></p><p><b>　　心田的一抹紅</b></p><p><b>　　主要參考文獻(xiàn)：</b></p>

43、<p>　　[1]李國(guó)麗,朱維勇. 電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)[M].合肥：中國(guó)科技大學(xué)出版社，2000</p><p>　　[2]王金明編,楊吉斌. 數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)與Verilog HDL[M].北京：電子工業(yè)出版社，2002</p><p>　　[3]潘松,黃繼業(yè). EDA技術(shù)實(shí)用教程[M].北京：科學(xué)出版社，2002</p><p>　　[4]董守田,張志杰