EDA技术课程设计-脉冲按键电话显示器

1、课 程 设 计课 程 EDA技术课程设计 题 目 脉冲按键电话显示器 院 系 * 专业班级 * 学生姓名 * 学生学号 * 指导教师 2011年 3 月11日课程设计任务书课程 EDA技术课程设计题目 脉冲按键电话显示器专业 * 姓名 * 学号 *主要内容、基本要求、主要参考资料等主要内容：设计一个准确地反映按键数字具有8位显示的电话按键显示器，该电话显示器要求具有重拨的功能，当按下重拨键时，能够显示最后一次输入的电话号码。基本要求：1、设计一个具有8位显示的电话按键显示器；2、能准确地反映按键数字；3、显示器显示从低位向高位前移，逐位显示按键数字，最低位为当前输入位；4、设置一个“重拨”键，

2、按下此键，能显示最后一次输入的电话号码；5、挂机2秒后或按熄灭按键，熄灭显示器显示。主要参考资料：1 潘松著.EDA技术实用教程(第二版). 北京：科学出版社,2005.2 康华光主编.电子技术基础 模拟部分. 北京：高教出版社,2006.3 阎石主编.数字电子技术基础. 北京：高教出版社,2003.完成期限 2011.3.11 指导教师 专业负责人 2011年 3月7日一、总体设计思想1.基本原理电话按键显示器包括脉冲发生器、计数器、译码显示器、控制器、移位寄存器等五部分组成。其中计数器和移位寄存器是系统的主要组成部分。移位寄存器部分是数字按键和移位寄存器组成的，完成09任意数字的键入且显示

3、8位数字通过控制电路1可以任意清除当前的电话号码，以便重新输入。当8位电话号码输入完毕后再通过控制电路2启动计数器部分和脉冲发生器，来计算通话时间。计数器部分主要完成通话时间的记数作用。当通话完毕后既是断开高电平后，计时器停止工作，完成计时的功能与此同时移位寄存器也停止工作其显示号码部分立即清零。我们所设计的整体电路是由计时器设计电路、电话号码显示控制电路、脉冲产生电路三个部分组合而成的。2.设计框图我们设计的用VHDL语言实现的脉冲按键电话显示器由4个模块组成：按键电路，译码器，移位寄存、锁存器和数码管显示电路，其中移位寄存、锁存器和数码管译码显示电路为系统的主要组成部分。脉冲按键电话的总体

4、设计框图如图2.1所示：图2.1 脉冲按键电话总体设计方案二、设计步骤和调试过程1、总体设计电路2、模块设计和相应模块程序2.1按键电路模块按键电路功能：提供09数字按键的输入，同时设置有拨号键，清除键，挂机键和重拨键。2.2 译码电路模块译码电路功能：译码器的功能分为两个部分，第一部分把输入的一位键值转换成四位BCD码；第二部分把4位二进制码译成相应的数码管输出显示码。对应的电路图：2.3 移位寄存器、锁存模块移位寄存器：移位寄存器分为三个部分，当按下拨号键时，数字按键值依次由数码管的低位向高位移动，同时送入锁存器中；当按下删除键时，键值由高位向低位移除，高位数码管熄灭；当按下重拨键时，锁存

5、器中存储的键值输入到移位寄存器中，并通过数码管显示出来。其大致的流程图如图2.2所示：2.4 数码管显示模块数码管显示用于将设置好的每个按键的键值（对应09的数字）在数码管上显示出来。由于实验过程中需要使用8个数码管，因为在数码管显示模块必须加上数码管片选及移位的程序，从而实现数据在输入以后从低位向高位移动、显示。1 顶层文件程序LIBRARY IEEE; -库定义USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; -包定义USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY PLUSE_KEY IS -定义实体名、端口PORT(DIN1:IN STD_LOGI

6、C_VECTOR(9 DOWNTO 0); -定义09数字输入CLK1,CLEAR,DIAL,RE_DIAL:IN STD_LOGIC;KEYOUT:OUT STD_LOGIC; -定义可输入脉冲指示灯SEG71:OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0); -定义七位段码SEG8:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); - 8个数码管END ENTITY;ARCHITECTURE ONE OF PLUSE_KEY IS -定义结构体COMPONENT SET_NUM IS -调用SET_NUM底层文件PORT(DIN:IN STD_LOGIC

7、_VECTOR(9 DOWNTO 0);CLK,CLEAR,DIAL,RE_DIAL:IN STD_LOGIC;KEYOUT:OUT STD_LOGIC;SET:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);SEG8:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);END COMPONENT;COMPONENT DISPLAY IS -调用DISPLAY底层文件 PORT(BCD1:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);SEG7:OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0);END COMPONENT;SIGN

8、AL SET_1:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);BEGIN -各端口的连接U1: SET_NUM PORT MAP( DIN1,CLK1,CLEAR,DIAL,RE_DIAL,KEYOUT,SET_1,SEG8); U2:DISPLAY PORT MAP(SET_1,SEG71);END ART;2 BCD译码子程序(DISPLAY.VHD)LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY DISPLAY IS PORT( BCD1:IN STD_LOGIC

9、_VECTOR(3 DOWNTO 0); SEG7:OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0); END ENTITY;ARCHITECTURE ONE OF DISPLAY ISBEGIN PROCESS(BCD1)IS BEGIN CASE BCD1 IS WHEN "0000"=>SEG7<="0111111" -显示0 WHEN "0001"=>SEG7<="0000110" -显示1 WHEN "0010"=>SEG7<=&qu

10、ot;1011011" -显示2 WHEN "0011"=>SEG7<="1001111" -显示3 WHEN "0100"=>SEG7<="1100110" -显示4 WHEN "0101"=>SEG7<="1101101" -显示5 WHEN "0110"=>SEG7<="1111101" -显示6 WHEN "0111"=>SEG7<=&qu

11、ot;0000111" -显示7 WHEN "1000"=>SEG7<="1111111" -显示8 WHEN "1001"=>SEG7<="1101111" -显示9 WHEN OTHERS=>SEG7<="0000000" -其他情况下数码管熄灭 END CASE; END PROCESS;END ARCHITECTURE;3 键值显示子程序（SET_NUM.VHD）LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL

12、;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY SET_NUM IS PORT(DIN:IN STD_LOGIC_VECTOR(9 DOWNTO 0); CLK,CLEAR,DIAL,RE_DIAL:IN STD_LOGIC; KEYOUT:OUT STD_LOGIC; SET:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); SEG8:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);END ENTITY;ARCHITECTURE ONE OF SET_NUM ISSUBTYPE TEN IS STD_LOGIC_VECTO

13、R(3 DOWNTO 0);SIGNAL BCD :TEN;TYPE NUMBER1 IS ARRAY(7 DOWNTO 0) OF STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);SIGNAL NUMBER : NUMBER1;SIGNAL KEY,KEY1,CLK1,DIAL1,RE_DIAL1:STD_LOGIC;SIGNAL COUNT:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);SIGNAL COUNT1:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);SIGNAL COUNT2:STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0);SIGNAL

14、 DIN1: STD_LOGIC_VECTOR(9 DOWNTO 0);SIGNAL LOCK: STD_LOGIC_VECTOR(31 DOWNTO 0);BEGIN- PROCESS(CLK)IS BEGIN IF RISING_EDGE(CLK) THEN COUNT1<=COUNT1+1; END IF; END PROCESS; CLK1<='0' WHEN COUNT1<"1100" ELSE '1' PROCESS(CLK1)IS BEGIN IF RISING_EDGE(CLK1) THEN DIN1(9 D

15、OWNTO 0)<=DIN(9 DOWNTO 0); DIAL1<=DIAL; RE_DIAL1<=RE_DIAL; END IF; END PROCESS; KEY<=(DIN1(0) OR DIN1(1) OR DIN1(2) OR DIN1(3) OR DIN1(4) OR DIN1(5) OR DIN(6) OR DIN1(7) OR DIN1(8) OR DIN1(9); PROCESS(CLK1)IS BEGIN IF FALLING_EDGE(CLK1) THEN IF COUNT2="100" THEN IF CLEAR='0

16、'AND RE_DIAL='0' THEN KEY1<=KEY; ELSIF CLEAR ='1' AND RE_DIAL='0' THEN KEY1<=CLK; ELSE KEY1<=RE_DIAL1; END IF; COUNT2<="000" ELSE COUNT2<=COUNT2+1; END IF; END IF; END PROCESS;- PROCESS(DIN1)IS BEGIN IF DIN1(6)='1' THEN BCD<="0110&

17、quot; ELSIF DIN1(1)='1' THEN BCD<="0001" ELSIF DIN1(2)='1' THEN BCD<="0010" ELSIF DIN1(3)='1' THEN BCD<="0011" ELSIF DIN1(4)='1' THEN BCD<="0100" ELSIF DIN1(5)='1' THEN BCD<="0101" ELSIF DIN1(0)=

18、'1' THEN BCD<="0000" ELSIF DIN1(7)='1' THEN BCD<="0111" ELSIF DIN1(8)='1' THEN BCD<="1000" ELSIF DIN1(9)='1' THEN BCD<="1001" ELSE BCD<="0000" END IF; END PROCESS;- KEYOUT<=KEY1; PROCESS(KEY1)IS BEGIN

19、 IF RISING_EDGE(KEY1) THEN IF CLEAR='0' AND RE_DIAL1='0' THEN -输入数字，实现数字从低位向高位移动 NUMBER(7)<=NUMBER(6); NUMBER(6)<=NUMBER(5); NUMBER(5)<=NUMBER(4); NUMBER(4)<=NUMBER(3); NUMBER(3)<=NUMBER(2); NUMBER(2)<=NUMBER(1); NUMBER(1)<=NUMBER(0); NUMBER(0)<=BCD; ELSIF CLE

20、AR='1' AND RE_DIAL1='0' THEN -按下删除键，数字从高位向低位移动 NUMBER(0)<=NUMBER(1); NUMBER(1)<=NUMBER(2); NUMBER(2)<=NUMBER(3); NUMBER(3)<=NUMBER(4); NUMBER(4)<=NUMBER(5); NUMBER(5)<=NUMBER(6); NUMBER(6)<= NUMBER(7); NUMBER(7)<="1111"- PROCESS(CLK)IS BEGIN IF RISIN

21、G_EDGE(CLK) THEN COUNT<=COUNT+1; END IF; END PROCESS;- PROCESS(DIAL1)IS BEGIN -在重拨键以后，显示已拨号码 IF RISING_EDGE(DIAL1) THEN LOCK(31 DOWNTO 28)<=NUMBER(7); LOCK(27 DOWNTO 24)<=NUMBER(6); LOCK(23 DOWNTO 20)<=NUMBER(5); LOCK(19 DOWNTO 16)<=NUMBER(4); LOCK(15 DOWNTO 12)<=NUMBER(3); LOCK(11

22、 DOWNTO 8)<=NUMBER(2); LOCK(7 DOWNTO 4)<=NUMBER(1); LOCK(3 DOWNTO 0)<=NUMBER(0); END IF; END PROCESS;END ARCHITECTURE;3、仿真及仿真结果分析本文设计的矩阵键盘及显示电路在Quartus 1I开发环境下进行了仿真验证。仿真结果分析如下：（1） clk为时钟信号输入信号，作为系统时钟；（2） rst为清零控制端，当其为高电平时，按键有效。4、实验调试结果本文设计的脉冲按键电话显示器进行仿真验证后，输入8位数字以后显示结果如图3.4所示：三、结论及心得体会在这次的课

23、程设计中，主要是通过VHDL语言编程，利用CPLA/FPGA芯片完成脉冲按键电话显示器的模拟。这次的设计使我对于书上的知识有了进一步的了解，使我的动手能力有了很大的提高。在查找资料的时候，我觉得好像还是很简单的，但在实际动手后，才发现并没有想象中的简单。我们不光只是掌握课堂上学过的东西，还得学会灵活应用才可以。这次课程设计主要还是让我们活学活用自己的数电知识，使我更加熟悉了数字电路，对寄存器，计数器等有了一定的了解。对于集成电路也有了进一步的认知，经过同学们之间相互交流与学习使自己学到了很多更好的思维方法，没有了当初刚拿到设计任务书那种无从下手的感觉。对于设计这种课题如何进行分析，如何进行改进

24、，有了比较全面的认识。在此我衷心地感谢我的指导老师，指正了我们的错误，使我们的设计能更快的完成。参考资料1潘松著.EDA技术实用教程(第二版). 北京：科学出版社,2005.2 彭介华电子技术课程设计指导M高等教育出版社，20063侯伯亨，顾新VHDL硬件描述语言与数字逻辑电路设计M西安：西安电子科技大学出版社，20074 谢自美电子线路设计实验 测试M华中理工大学出版社，20075卢毅，赖杰VHDL与数字电路设计M北京：科学出版社，20076 阎石主数字电子技术基础M清华大学电子教研室，2008(10)：5-83课程设计成绩评价表课程名称EDA技术课程设计题目名称脉冲按键电话显示器学生姓名学

25、号指导教师姓名职称序号评价项目指 标满分评分1工作量、工作态度和出勤率按期圆满的完成了规定的任务，难易程度和工作量符合教学要求，工作努力，遵守纪律，出勤率高，工作作风严谨，善于与他人合作。202课程设计质量课程设计选题合理，计算过程简练准确，分析问题思路清晰，结构严谨，文理通顺，撰写规范，图表完备正确。453创新工作中有创新意识，对前人工作有一些改进或有一定应用价值。54答辩能正确回答指导教师所提出的问题。30总分评语：指导教师： 2011年 3 月 11 日经典婚庆主持词炮竹声声贺新婚,欢声笑语迎嘉宾.尊敬各位来宾,各位领导,各位亲朋好友,先生们,女士们,活泼可爱的小朋友们,大家好!

26、0;    好歌好语好季节,好人好梦好姻缘.来宾们今天是公元*年*月*日(农历六月初八)是良辰吉日,在这大吉大利吉祥喜庆的日子里,我们怀着十二分的真诚的祝福相聚在*酒楼一楼婚宴大厅共同庆贺*先生与*小姐新婚典礼.(首先我们给予掌声的恭喜)大家都知道结婚是人生中的一件大事,而婚礼更是人生中最幸福神圣的时刻,尤其婚礼上浪漫温馨高雅别致的婚礼仪式以及亲朋好友的良好祝愿会给新人一生永远带来最美好的回忆.各位亲朋好友,我是本次婚礼庆典的主持人*.今天我十分荣幸地接受新郎新娘的重托,步入这神圣而庄重的婚礼殿堂为新郎*,新娘*的婚礼担任司仪之职.让我们在这里共同见证一对新人人生

27、中最幸福神圣美好的一刻！真是:百鸟朝凤凤求凰,龙凤呈祥喜洋洋.让我们用掌声祝贺他们祝福新人凤凰展翅迎朝晖,恩爱鸳鸯比翼飞.携手同步知心人,共创宏图献真情.郎才女貌天作美,洞房花烛喜成双.在神圣的婚礼进行曲中一对新人手挽手,肩并肩缓缓步入婚礼大厅.脸上充满了无比幸福的笑容让我们用掌声与鲜花给予一对新人最诚挚的祝福.婚姻是人生大事,结婚典礼对青年男女来说是一生中最重要的时刻.你也笑,我也笑,亲朋好友齐来到.天也新,地也新,众星捧月迎新人.新郎新娘台上站,甜蜜感觉涌心间.风风雨雨牵手过,今天喜结美姻缘.亲朋好友齐相聚,欢欢喜喜来贺喜. * * * 天仙配,幸福的生活比蜜甜.在这个激动人心的美好时刻,作为婚庆司仪,首先请允许我代表新郎新娘以及新郎新娘的双方家长,对今天百忙当中来参加婚礼的各位来宾,各位亲朋好友的光临表示最诚挚的谢意和热烈的欢迎(谢谢大家)!欢迎你们!婚礼对每一个新婚的人而言,都是神圣,浪漫,唯美和经典的,随着神圣的婚礼进行曲奏响,英俊的新郎和美丽的新娘在掌声与祝福声中,缓缓的步上红地毯,那是万众瞩目的一瞬,那是梦寐以求的一瞬,那是凝结爱的万语千言的一瞬,那是最激动人心的一瞬,一同迷醉在尘世间最美妙的气氛里.爱情是古老而年轻的话题,也是不朽的人生主题.许多人已经拥有,更多人正