eda课程设计报告

河北科技大学 课程设计报告 学生姓名： 李宏哲 专业班级： 电信 L132 课程名称： EDA 课程设计 学年学期 20152016 学年第二学期 指导教师： 安国臣 2016 年 6 月 目 录 一、设计目 的2 二、设计要求2 2.1 基础部分2 2.2 发挥部分3 三、设计环境3 四、设计内容3 4.1 设计原理和方案3 4.2 程序设计及仿真4 4.2.1 数码管显示模块 4 4.2.2 计数模块8 4.2.3 LED 指示灯模块10 4.2.4 拔河主程序11 4.2.5 仿真波形 15 4.3 适配 15 4.4 硬件调试与结果分析 16 五、心得体 会16 六、参考文 献18 2 拔河比赛 一、设计目的 1掌握数字系统的设计方法； 2掌握硬件描述语言VHDL； 3掌握模块化设计方法； 4掌握开发软件的使用方法。 二、设计要求 2.1 基础部分 （1）设计拔河游戏电路，用按键与 LED 表示输入与输出。 （2）发光二极管表示拔河的“电子绳” ，初始时，只有 9 个 LED 中 间一个点亮，此即拔河 的中心点； （3）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，每按一次，LED 移动一次，同时 数码管显示两边按的次数。 （4）亮点移到任一方终端二极管时，这一方就获胜,蜂鸣器发出 “嘟嘟”的警报声，此时双方按钮均无作用，LED 灯只在赢得一方 最边上亮，只有复位后才使亮点恢复到中心。 3 （5）当报警信号发出时，从胜利的一方显示 A，反之另外一方显示 B。 （6）由裁判下达比赛开始命令后，甲乙双方才能输入信号，否则， 输入信号无效。 （7）用数码管显示获胜者的盘数，每次比赛结束自动给获胜方加分。 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。 2.2 发挥部分 当拔河比赛不进行时，数码管处于休眠状态，使数码管关闭，更加 省电。 三、设计环境 计算机、MAX+plus II 10.1 开发软件 四、设计内容（设计原理和方案、程序设计、仿真分析和 适配） 4.1 设计原理和方案 电子拔河游戏机是一种能容纳甲乙双方参赛或甲乙双方加裁判 的三人游戏电路。由一排 9 个 LED 发光二极管表示拔河的“电子绳” 。 由甲乙双方通过按钮开关使发光的 LED 管向自己一方的终点延伸， 当延伸到某方的最后一 LED 管时，则该方获胜，并对获胜次数进行 计数，连续比赛多局以定胜负。比赛开始，由裁判下达比赛命令后， 4 甲乙双方才能输入信号，否则，输入信号无效。裁判信号由复位键 来控制。 “电子绳”由 9 个 LED 管构成，裁判下达“开始比赛”的命 令后，关闭复位键，位于“电子绳”中点的 LED 发亮。甲乙双方通 过按键输入信号，使发亮的 LED 管向自己一方移动，并阻止其向对 方延伸，谁摁得快就向这一方移动。当从中点至自己一方的最后一 个 LED 管发亮时，蜂鸣器报警，表示比赛结束，这时，电路自锁， 保持当前状态不变，除非由裁判使电路复位，并对获胜的一方计数 器自动加一。记分电路用两位七段数码管分别对双方得分进行累计， 在每次比赛结束时电路自动加分。当比赛结束时，计分器清零，为 下一次比赛做好准备。 按键模块 主控制电路 模块 拔河 LED 显示模块 计分数码管 显示模块 5 4.2 程序设计及仿真 4.2.1 数码管显示模块 LIBRARY IEEE; -数码管显示模块 USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY SCAN IS PORT ( CLK,RST :IN STD_LOGIC; A1,A2,A3,A4,B1,B2,B3,B4:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); SG:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); BT: OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); END; ARCHITECTURE ONE OF SCAN IS SIGNAL CNT4:STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0); SIGNAL A :STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); 6 SIGNAL CLK1:STD_LOGIC; BEGIN P1:PROCESS(CNT4) BEGIN IF(RST=0) THEN CASE CNT4 IS WHEN “000“=BTBTBTBTBTBTBTBTBTSGSGSGSGSGSGSGSGSGSGSGSGSGSGSGSGNULL; END CASE ;END IF; 9 END PROCESS; END; 4.2.2 计数模块 LIBRARY IEEE; -频率计数模块 USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY CNT10 IS PORT( CLK,RST,EN:STD_LOGIC; COUT:OUT STD_LOGIC; CQ:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0) ); END; ARCHITECTURE ONE OF CNT10 IS BEGIN PROCESS(CLK,RST,EN) VARIABLE CQI:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); BEGIN IF RST=1 THEN CQI:=(OTHERS=0); ELSIF CLKEVENT AND CLK=1 THEN IF EN=1 THEN IF CQI0); 10 END IF ; END IF; END IF; IF CQI=4 THEN COUTE,RST=RST,CLK=AA,COUT=CA1,CQ=CQA1); U2: CNT10 PORT MAP (EN=E,RST=RST,CLK=CA1,COUT=CA2,CQ=CQA2); U3: CNT10 PORT MAP (EN=E,RST=RST,CLK=CA2,COUT=CA3,CQ=CQA3); U4: CNT10 PORT MAP (EN=E,RST=RST,CLK=BB,COUT=CB1,CQ=CQB1); U5: CNT10 PORT MAP (EN=E,RST=RST,CLK=CB1,COUT=CB2,CQ=CQB2); U6: CNT10 PORT MAP (EN=E,RST=RST,CLK=CB2,COUT=CB3,CQ=CQB3); U7: SCAN PORT MAP 15 (A4=CQA4,A1=CQA1,A2=CQA2,A3=CQA3,B1=CQB1, B2=CQB2,B3=CQB3,B4=CQB4,CLK=CLK2,SG=SG,BT=BT,RST=RST); U8: LMOV PORT MAP (EN=EN,KL=CQA2,KR=CQB2,RST=RST,LED=LED,BAOJING=BAOJIN G) U9: fangdou_player2 PORT MAP (clk_100=CLK,player2_b=B,player2=BB); U10: fangdou_player1 PORT MAP (clk_100=CLK,player1_b=A,player1=AA); U11: CNT10 PORT MAP (EN=E,RST=RST,CLK=CA3,CQ=CQA4); U12: CNT10 PORT MAP (EN=E,RST=RST,CLK=CB3,CQ=CQB4); END ARCHITECTURE ONE; 4.2.5 仿真波形 16 4.3 适配 1.选择的器件为：ACEX1K EP1K100QC208-1 2. 引脚锁定 4.4 硬件调试与结果分析 编程下载及配置，选择 programmer 如下图,进行编程下载到试 验箱进行功能验证。验证，按 key2 和 key10，观察 LED 灯和数码管 的显示变化是否符合设计要求，如果和设计不符合对程序进行更改。 实验结果符合要求，设计得到证明。 17 五、心得体会 本次 EDA 课程设计是在指导老师安老师的亲切关怀和细心指导 下顺利完成的。编写 EDA 系统程序时遇到很多困难，先是包括如何 实现在拔河胜利后通过蜂鸣器的报警信号，提示拔河结束，然后又 遇到了数码管显示不了、不能正常计数的问题，最后又遇到了 LED 灯在拔河过程中显示位置不对，出现乱码等问题。在老师的细心帮 助下，我对 EDA 相关知识有了更深入的了解，是自己对本专业相关 知识学习充满了热爱。 本次课程设计，我最大的收获就是从被动学习转向主动学习， 大学则更加注重对学习能力、分析能力、独立思考能力的培养。在 本次课程设计中我并不是一次成功的，而是遇到很多困难，通过老 师的帮助和自己的学习研究，对知识的更加深入的了解，使自己能 够找到问题、解决问题。通过本次课程设计自己的思想变得成熟了 许多，并学会了自学的重要性，因为我很清楚将来社会就需要思想 成熟，善于探索、自学的人才。 18 六、参考文献 【1】黄正瑾.在系统编程技术及其应用.南京：东南大学出版社， 1997 【2】 彭介华.电子技术课程设计指导.北京：高等教育出版社， 1997 【3】李国丽，朱维勇.电子技术实验指导书.合肥：中国科技 大学出版社，2000 【4】潘松，黄继业.