游戏机EDA课程设计报告

燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书燕山大学课 程 设 计 说 明 书题目： 游戏机 学院（系）： 年级专业： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 教师职称： 燕山大学课程设计（论文）任务书院（系）：电气工程学院 基层教学单位：电子实验中心 学 号学生姓名专业（班级）设计题目游戏机设计技术参数三个数码管循环显示0-9按下按钮，数码管按照不同的速率显示，松开按钮，显示停止，当三个数相同时表示游戏获胜用指示灯和蜂鸣器表示输赢情况：指示灯亮表明获胜，三个数不同时蜂鸣器蜂鸣3秒钟复位按钮使显示回到初始状态设计要求用数码管完成显示功能使用时钟频率控制显示速率用红色信号指示灯和蜂鸣器提示输赢工作量学会使用Max+PlusII软件和实验箱；独立完成电路设计，编程下载、连接电路和调试；参加答辩并书写任务书。工作计划1. 了解EDA的基本知识，学习使用软件Max+PlusII，下发任务书，开始电路设计；2. 学习使用实验箱，继续电路设计；3. 完成电路设计；4. 编程下载、连接电路、调试和验收；5. 答辩并书写任务书。参考资料数字电子技术基础.阎石主编.高等教育出版社.EDA课程设计B指导书.指导教师签字基层教学单位主任签字金海龙说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。2012年12月20 日 2012年12月20 日 目 录第1章 摘要4第2章 引言4 第3章 设计说明 53.1 设计思路、模块介绍 5 3.2 真值表 5第4章 基本原理图及波形仿真图6 4.1 原理图6 4.2 波形仿真图9第5章 管脚锁定及硬件连接 11心得体会 12参考文献 13第1章 摘 要 EDA技术,就是指以大规模可编程逻辑器件为设计载体,以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式,以计算机、大规模可编程逻辑器件的开发软件及实验开发系统为设计工具,通过有关的开发软件,自动完成用软件方式设计的电子系统到硬件系统的逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合及优化、逻辑布局布线、逻辑仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射、编程下载等工作，最终形成集成电子系统或专用集成芯片的一门新技术。 利用EDA技术进行电子系统的设计，具有以下几个特点： 用软件的方式设计硬件； 用软件方式设计的系统到硬件系统的转换是由有关的开发软件自动完成的； 设计过程中可用有关软件进行各种仿真； 系统可现场编程在线升级； 整个系统可集成在一个芯片上,体积小、功耗低、可靠性高。因此,EDA技术是现代电子设计的发展趋势。 第2章 引 言 数字电路主要是基于两个信号(我们可以简单的说是有电压和无电压),用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路我们称之为数字电路,它具有逻辑运算和逻辑处理等功能,数字电路可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路。 设计过程采用科学系统的设计方法,先认真阅读任务书,明确任务要求,确定主要元件,然后进行功能描述,列出真值表,再确定总体设计思路,划分各部分功能模块,然后进行具体设计,决定各个功能模块中的内部电路,按功能要求对个功能模块进行连接,然后通过MAX+plus对数字电路实现同步模拟分析,得到波形仿真图验证功能,如果所得波形与真值表一致,证明电路能实现要求的功能，基本上符合实验要求，最后进行管脚锁定和硬件连接，上箱测试并调试。第3章 设计说明3.1 设计思路，模块介绍该设计的技术参数为：（1）三个数码管循环显示0-9（2）按下按钮，数码管按照不同的速率显示，松开按钮，显示停止，当三个数相同时表示游戏获胜（3）用指示灯和蜂鸣器表示输赢情况：指示灯亮表明获胜，三个数不同时蜂鸣器蜂鸣3秒钟（4）复位按钮使显示回到初始状态因此，根据技术参数，将整个系统分为四个模块：分频部分、计数部分、比较部分、显示部分。分频部分由一个74161计数器构成，利用74161的分频功能，将输入频率分为该频率的1/2、1/4、1/8，把这三个不同频率的脉冲分别作为三个计数器的脉冲信号。计数部分分别由一个74160计数器构成，输出端经由静态数码管译码输出三个十进制数。由于分频部分给出三个不同的频率信号，所以三个数码管循环速率不一致。当一次计数结束，应用74160计数器的清零端实现清零功能。比较部分由三输入与非门、反逻辑三输入与非门和双输入或门各4个和一个四输入与非门组成的门电路构成。对输出的3个4位二进制数进行比较，如果数码管循环停止时三个数字相同，则输出高电平；若不同，则输出低电平。显示部分由LED灯和蜂鸣器构成。如果游戏获胜，比较部分输出高电平驱动LED灯亮。如果游戏失败，比较部分输出低电平，通过反相器输出高电平驱动蜂鸣器蜂鸣三秒。3.2 真值表（1）四位二进制同步计数器74161真值表（2）十进制同步计数器74160真值表第4章 基本原理图及波形仿真图4.1原理图（1）分频部分原理图（2）计数部分原理图（3）比较部分原理图（4）显示部分原理图（5）游戏机原理图4.2波形仿真图（1）分频部分波形仿真图（2）计数部分波形仿真图（3）比较部分波形仿真图（4）显示部分波形仿真图（5）游戏机波形仿真图第5章 管脚锁定及硬件连接输入管脚锁定：clk1-PIN189 1Hz-PIN192 kaishi-PIN39 fuwei-PIN40输出管脚锁定：1D0-PIN127 1D1-PIN128 1D2-PIN131 1D3-PIN132 1D4-PIN133 1D5-PIN134 1D6-PIN135 1D7-PIN136 2D0-PIN139 2D1-PIN140 2D2-PIN141 2D3-PIN142led-PIN12 fmq-PIN38IODS1- PIN94 IODS2- PIN95 IODS3- PIN96硬件连接：PIN192与频率21连接PIN189与频率7连接心得体会我是怀着很忐忑的心理开始这次EDA课程设计的，虽然我的数字电子技术学的并不是很好，理论基础很差，但是当真正接触到EDA技术之后，我发现它变得没那么神秘了，反而变得很有趣。EDA课程设计可以说是对知识的一种梳理，把数电教材和EDA指导书中的知识联系起来，形成一个知识系统。这次EDA课程设计直接帮助我提高了对数字电子技术这门课的理解，通过它我可以更深入的探究某个元器件的工作原理和作用，尝试不同器件组合后可以实现的功能。我这次的EDA课题是游戏机刚拿到这个课题时觉得真是眼前一抹黑，但仔细研究之后，我发现这和老师上课时给我们讲过的老虎机的原理是一样的。因此，最初我理所当然的的选择了74161计数器、74160计数器和7485比较器，但是在随后的设计中，我一直没有实现用7485构成比较部分的功能，最后只能退而求其次，用门电路设计了比较部分。EDA课程设计真的是讲究慢工出细活，从元器件的选择到每一个模块的组合调试都是绝对是急不来的，这很锻炼我们的毅力，我想这也是搞研究的人必备的素质吧。我们平时学习，大部分时间都是用在理论上的，这导致我们的动手能力和实践能力不是太强，这次课程设计给了我们一个把理论与实践结合的机会，让我们用一种立体的思维去学习数字电子技术。同时，这也将为我们以后学习其他的专业知识提供有力的帮助。在这次EDA课程设计进行波形模拟时，我发现我的波形与设计不符，经过老师的热心指导和指正，我找出并改正了其中的错误。真的非常感谢两位实验老师对我们的指导和督促，让我们这次EDA课程设计能够及时、有效地进行。我十分珍惜这次的EDA课程设计，我感觉收获良多。参考文献1 数字电子技术基础 常丹华主编，电子工业出版社，2011年 2 EDA课程设计B指导书周莲莲 郑兆兆 陈白，2012年燕山大学课程设计评审意见表指导教师评语：该生学习态度 （认真 较认真 不认真） 该生迟到、早退现象 （有 无）该生依赖他人进行设计情况 （有 无）平时成绩： 指导教师签字： 2012 年