VHDL课程设计指导书----14级通信班2016年(胡仕刚).doc

信息与电气工程学院课程设计指导书课程设计名称： 硬件描述语言 适 用 专 业： 电子、通信 制 订 时 间： 2013年 电子信息工程系执笔人：胡仕刚审核人：张剑批准人：欧青立硬件描述语言课程设计指导书一、课程设计的总体目标本设计的任务是熟悉支持VHDL语言的软件，例如：MAXPLUS2，ISP，FOUNDATION等，利用这一类软件使用VHDL语言进行设计。由于VHDL语言是一门硬件语言，为电子，通信等专业的必备知识，与数字电路等课程联系精密，且在当今蓬勃发展的EDA技术中具有重要意义，是一个使学生将所学知识与实践应用联系起来的一条纽带。对学生将专业基础课知识与计算机应用技术结合，以及今后毕业设计和毕业后从事相关研发工作都有很大帮助。为了使设计达到应有的效果，使学生充分掌握相应的软件操作使用，VHDL语言编程，数字逻辑电路设计的方法和思路，鼓励学生独立思考，自主研究。本课程设计要求达到如下目的：1 使学生熟练掌握相关软件的使用，操作。能对VHDL语言程序进行编译，调试，以及通过计算机仿真，得到正确的仿真波形图，并根据所得仿真波形图分析判断并改进所设计的电路。2 在成功掌握软件操作基础上，让学生将所数字电路的基础课知识与VHDL语言的应用型知识结合起来并与实际设计，操作联系起来，即“理论联系实际”。要求学生自主设计电路，编写程序，鼓励新思路，新方法，新观点。3 深入了解VHDL语言的作用与价值，对用硬件语言设计一个电路系统开始具备一个较完整的思路与较专业的经验。对EDA技术有初步的认识，并开始对EDA技术的开发创新有初步的理解。踏实的完成此次课程设计的教学将为学生进一步深入了解电子产业的发展与内容，积极投身于工程技术的开发与研究特别是EDA技术的发展奠定一定的基础。二、课程设计时间分配本设计所占的学时为一周（1）调研、查资料 1 天。（2）总体方案设计 1天。（3）电路设计 3天。（4）相应电路的验证0.5 天（5）撰写设计说明书 1 天。（6）验收 0.5天。三、课程设计的总体要求1熟悉数字电路及相关专业课程的基本知识并能联系具体程序 2正确操作使用VHDL语言相关软件，能编译，调试，仿真VHDL语言程序3设计数字电路，编写程序，实现电路功能。四、课程设计的内容1设计60进计数器。设计一个BCD码60进计数器。要求实现同步，异步两种情况，且规定个位显示09，十位显示05，均用4位二进制数表示。在此基础上试用VHDL语言描述中小规模集成电路74LS169。2循环彩灯控制器设计一个循环彩灯控制器，该控制器控制红，绿，黄三个发光管循环点亮。要求红发光管亮3秒，绿发光管亮2秒，黄发光管亮1秒。3. 数字显示的秒表设计一块用数码管显示的秒表，能够准确的计时并显示。最大计时为59秒，最小精确到0.1秒。4. 交通灯控制器的程序设计交通灯控制器：用于十字路口的交通灯控制器。要求：东西方向各有一组红,黄,绿灯用于指挥交通,红,黄,绿的持续时间分别为25s,5s,20s 。当有紧急情况（如消防车）时，两个方向均为红灯亮，计时停止，当特殊情况结束后，控制器恢复原来状态，正常工作。5. 设计一个2人抢答器两人抢答，先抢为有效，用发光二极管显示是否抢到优先答题权。答题结束后，按复位键可重新抢答下一题。6. 数字式竞赛抢答器设计一个可容纳四组参赛者同时抢答的数字抢答器，可判断第一抢答者并报警指示抢答成功，其他组抢答均无效。若提前抢答则对相应的抢答组发出警报。同时还具有计分功能，若抢答成功并回答正确增加1分，答错不扣分。7. 智能函数发生器设计一个智能函数发生器，能够以稳定的频率产生三角波、梯形波、正弦波和方波，并可选择不同的波形输出，且具有复位功能。9. 多功能电子表设计一个含有数字钟、万年历的多功能电子表。数字钟以“秒”作为基准信号，可显示时、分、秒。同时可实现整点和半点报时。万年历以“日”作为基准时间信号，并可显示年、月、日，其中计“年”范围从0000至9999。可手动校准年月、日、时、分的功能。9. 频率计设计设计一个简易的6位十进制频率计，可测量的信号频率范围从1Hz到999 999Hz，并显示被测频率值。10. 五人多数表决器五人多数表决逻辑：多数通过；在主持人控制下，10秒内表决有效；用数码管显示表决10秒倒计时；表决结束后用发光二极管及数码管显示表决结果，数码管显示结果形式：通过，不通过；设主持人控制键，复位键：控制键：启动表决；复位键：系统复位。11. 设计一个简单的乒乓球游戏机它可由两个人进行游戏，游戏规则如下：(1) 过早击球，对方获胜。(2) 每次击球，若球飞出界外，则对方获胜。设计用6个发光二极管指示乒乓球的运动轨迹，2个发光二极管指示获胜方，2个按键开关代表双方的球拍，1个拨动开关用于复位和准备发球。12. 设计数字钟数字钟是计时仪器，它的功能大家都很熟悉。本设计对设计的电子钟要求如下： (1) 能够对s(秒)、min(分)和h(小时)进行计时，每日按24 h计时制； (2) min和h位能够调整；(3) 设计要求使用自顶向下的设计方法。学生必须在1-5题目中选择一题，6-12题中选择一题。实现题目要求，完成编译，调试，仿真等内容。五、课程设计说明书的主要内容如下：（1）课题名称。（2）设计的任务、指标内容及要求，应完成的任务。（3）设计方案选择及论证。（4）总体电路的功能框图及其说明。（5）功能块及单元电路的设计、与说明。（6）总体电路原理图及其说明。（7）所用的全部元器件型号参数等。（8）收获、体会及改进想法等。六、课程设计的成绩评定（1）课程设计成绩主要根据以下几方面来评定： 设计方案的正确性、先进性与创新性。 关键电路设计与仿真的正确性。 分析问题和解决问题的能力。 课题的完成情况。 课程设计报告的撰写水平。 课程设计过程中的学习态度与工作精神。（2）按优、良、中、及格、不及格五级分制(或百分制)记分。出现以下情况之一的学生，成绩为不及格：缺席时间超过 1天 ( 含 1天 ) ；未上交设计报告。成绩由指导教师根据学生的设计说明书及其设计期间的表现来评定，并附有指导教师评语。七、课程设计基本选题160进计数器设计2循环彩灯控制器设计3数字显示的秒表设计4交通灯控制器设计5两人抢答器设计6数字式竞赛抢答器设计7智能函数发生器设计8多功能电子表设计9数字频率计设计10五人多数表决器设计11乒乓球游戏机12数字钟设计学生必须在1-5题目中选择一题，6-12题中选择一题。实现题目要求，完成编译，调试，仿真等内容。八、课程设计说明书的要求 课程设计报告内容如下：1、设计的目的2、设计内容及过程3、设计仿真结果4、设计及仿真中的体会。5、对本次实习的体会和建议。6、参考文献参考书目：(五号，宋体加粗)1 .2 .3 .(要求:五号字，宋体，单倍行距。按作者、书名、出版社、地点、出版时间格式逐一列出，中间用逗号格开)第17周硬件描述语言课程设计具体安排如下第17周通信1-3班地点：单片机室(四教501)时间星期一星期二星期三星期四星期五上午全体学生（自主在图书馆或者网络上查资料和作好选题）通信2班(设计)通信1班(设计)通信3班(设计)通信2班(8:00-10:30设计10:30-11:30验收下午通信1班(设计)通信3班(设计)通信2班(设计)通信1班(14:00-16:30设计16:30-17:30验收)通信3班 (14:00-