EDA课程设计报告

1、北华航天工业学院EDA 技术综合设计课程设计报告报告题目：16X16点阵显示综合实验作者所在系部：电子工程系作者所在专业：自动化专业作者所在班级：作者姓名：指导教师：完成时间：2012年12月26日容摘要在本次课设中，设计一个共阴16X16点阵控制接口，要求：在时钟信号的 控制下，使点阵动态点亮。显示花样共有三种：6*16点阵的16列同时从上往下依次点亮，全亮后16列又同时从下往上依次熄灭；显示单字“飞”： 依次循环显示“航” ，“天”，“学”，“院”四个字。为使点阵显示器能够动态显示，列选信号为 16-4 编码器编码输出。控制器各引脚功能为： DIN3.0 为显示花样模式选择， 高电平有效；

2、 CLK 为时钟输入端； DOTOUT15.0为行驱动信号输出； SELOUT3.0为列选信号 输出，为 16-4 编码信号。列选信号采用与 7 段数码管的位选信号一样的处理方法，即列扫描信号 频率大于 24HZ。关键词: VHDL， 16*16 点阵， QuartusII ，时序仿真图目录、实验目的 1、硬件要求 1三、 方案论证 1四、 模块说明 11. 整体程序2. 花样一（动画） 63. 花样二（“飞”字） 64. 花样三（四字循环显示） 7五、整体连接图 7六、实验步骤 7七、实验结果 7八、实验总结 7九、参考文献 8课程设计任务书课题名称16*16点阵显示综合实验完成时间2012

3、-12-26指导教师职称副教授学生班级总体设计要求和技术要点利用VHDL进行数字钟设计，主要完成以下功能：1实现16*16点阵的16列同时从上往下依次点亮，全亮后16列又同时从下往上依次熄灭。2. 当din=0000时，实现上述功能；当 din=0001时，显示单字“飞”；其他情况下依次循环显示 “航”，“天”，“学”，“院”四个字。3. 利用软件进行分频设计。工作容及时间进度安排第十三周：12月26 日:上午 了解EDA试验箱，调试程序、仿真，使程序实现以上功能；下午 进一步调试程序，对程序分配管脚，并在试验箱上连接好导线，进一 步修改硬件和软件的错误；晚上 修改字符编码，使程序按要求显示。

4、最后验收。课程设计成果1.与设计容对应的软件程序2 课程设计报告书实验目的（1）了解16*16LED的工作原理。（ 2）了解点阵字符的产生和显示原理、硬件要求（1）主芯片 EPF10K10LC84-42）16*16 点阵。3）可变时钟源。4）四个拨码开关（显示花样的选择）三、方案论证引脚整体可分为四个部分：clk（时钟信号）、din30（花样选择控制）、dotout150 （行驱动信号输出）、selout30（列选信号输出）。其中有一个分频器的设计，可用一个 16位的计数器实现：信号q从00000到11111循 环变换，将q的低四位赋给列选信号selout当 q=11111时又可驱动另一计数器

5、工作，实现 分频。第一个花样的设计：用q驱动一个5位计数器zhen从00000到11111循环变换，当 Zhen=”00000”时，dotout=”00000”Zhen=”00001”时，dotout=”00001”Zhen=” 10000”时，dotout=”1 ”Zhen=”11110时，dotout=”00011”Zhen=”11111”时，dotout=”00001”第二个花样的设计：可参考第三个花样的设计。第三个花样的设计：当zhen1功能同zhen）=”00”时，显示第一个字“航”，当selout=”0000” 时，dotout为“航”字的最后一列代码；当selout=”0001”

6、时，dotout为“航”字的倒数第二 列代码，依次类推。其他三个字的设计同“航”字。四、模块说明16*16 点阵综合显示实验是用一个整体的程序编写的，所以不可分成模块，但可以分 成三个部分： 16*16 点阵的 16 列同时从上往下依次点亮，全亮后 1 6列又同时从下往上依 次熄灭；显示“飞”字；依次循环显示“航” 、“天”、“学”、“院”。下面的程序分析中将讨 论三个部分的设计。1. 整体程序library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity dots_test isport（clk:

7、in std_logic;- - 硬件接口din:in std_logic_vector(3 downto 0); dotout:out std_logic_vector(15 downto 0); selout:buffer std_logic_vector(3 downto 0);end dots_test; architecture a of dots_test is signal q:std_logic_vector(15 downto 0); signal zhen:std_logic_vector(4 downto 0); begin process(clk,din) variab

8、le h:std_logic_vector(3 downto 0); variable h1:std_logic_vector(3 downto 0); variable q1:std_logic_vector(15 downto 0); variable zhen1:std_logic_vector(1 downto 0);beginif clkevent and clk=1 then- - 花样一的设计if din=0000 thenif q=11111 then q=00000;- - 用于分频if zhen=11111 then zhen=00000; else zhen=zhen+1

9、; end if;else q=q+1;end if; seloutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutnull;end case;elsif din=0001 then - - 花样二的设计，显示“飞”字 if h=1111 then h:=0000

10、;else h:=h+1;end if;seloutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotout=null;end case;else - - 花样三的设计if q仁11111 then q1:=00000;-同 q,用于分频if zhen1=11 then zhen1:=00;else zhen1:=zhen1+1;end if;else q1:=q1+1;end if;h1:=q1(3 downto 0); selout- - 显示

11、“航”字case h1 iswhen 0000 =dotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotout - - 显示“天”字 case h1 iswhen 0000 =dotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotout显示“学”字case h1 iswhen 0000 =dotoutdotou

12、tdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotout case h1 iswhen 0000 =dotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotoutdotout=null; end case;end if;end if;end process;end a;2. 花样一（动画）花样一的仿真结果如下图（为了仿真的需要，在

13、仿真时已将q改成5位，即q在00000 到11111间循环变换）：00000( oooooocboi300000000000000020.0 ns17. 95 usJUNameelk I(+ din+ | do tout 1(+j selarut L1-0Ck砂 dinE ictoizt禅23+J ElcutSamedk卸遍 din.+ dot out診3 sei out190 G ns30.C ns40. 0 ns0000X 00000X EDDtXGiDMCi 口皿 11 丫 OtJOCi 皿 OEOOOOlli图一：16*16点阵的16列同时从上往下依次点亮1111IJ呱删o删owim删

14、测oooo11111111( 011111111H11111 X llLlUllllll 1111 X OlHlllllllllllldijiiiiiiiiii200 0 卫24C210.0 皿220.0 让缈.G he图二：16行全部点亮1 1 1 1 1MillmuinooooI ooaoooooooDanil X oocoaoaoaoaoam Xoaoooaomooooii X aoooaaoooooooaoi410. 020.0 ns2B0.0 ns-400. 3 ns370.0 z图三：16列又同时从下往上依次熄灭3. 花样二（“飞”字）花样一的仿真结果如下图NameEi. 181

15、ns 6. 457 ns6. 733 ns7. 009 ns7. 28S ns7. SB 1 its7. 8i iiit*0S din+1 do tout+ slutU1 11 1 1 【0001叹 oiooocoooaodoooo ) 10001OOOOOOOOOOC X1000010000000000XIXoooaXoooiXooioXooiiX当列选信号selout= ” 000(时，dotout为“飞“字倒数第一列代码” 00000”当列选信号selout= ” 0001”，dotout为“飞“字倒数第二列代码” 00000”当列选信号selout= ” 001(时，dotout为“飞

16、“字倒数第三列代码” 00000”图四：“飞”字仿真波形（部分）4. 花样三(四字循环显示)为了仿真的需要，在仿真时已将 q1改成5位，即q1在00000到11111间循环变换Nafne11. &35 ns 12. Ill1nst2. 3871ns12. 663 ns12.539ns13 2:15 ts113.4oikri-莎1din01012 &do toutoioood&ioooocoooJGOOOOOOOOOOOOODODX1000000000000000Q 23sei outilia1111DCoooaX0001.X显不字1显示“天”字图五：四字循环显示仿真波形五、16*16点阵的整体

17、连接图图6.16*16点阵连接示意图六、实验步骤(1) 打开quartus U软件，为本项设计建立文件夹。(2) 输入设计项目的各个模块，存盘检查，编译并仿真至无误。(3) 调用底层文件的各个模块，连接整体原理图，进行存盘检查，编译仿真至无误。(4) 将PC机与试验箱进行连接选择器件并锁定引脚，然后进行编译下载。(5) 按照锁定好的引脚进行连线，进行硬件测试，验证仿真和测试结果。七、实验结果通过硬件测试，得到如下测试结果：(1) 当din= “0000”时，点阵的16列同时从上往下依次点亮，全亮后 16列又同时从下 往上依次熄灭；(2) 当din= “0001 ”时，能够显示“飞”字；(3) 当din为其他情况时，能够循环显示“航”，“天”，“学”，“院”四个字；(4) 当调节程序中q和q1的位数后，花样一的行数变化速度和花样二的字变化速度能够 改变。八、总结通过这次课设，对VHDL语言的使用有了进一步的加强，了解到了其中的一些细节问题, 如信号和变量的区别：信号是在进程最后才对信号赋值，而变量是立即赋值；信号在整个 结构体都适用，而变量只能在所定义的进程中使用。对所用到的软件也有了更加深刻的了 解，如怎样分配管脚等，这对我们以后的学习和工作有很大的帮助。