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文档简介

1、黄冈师院物电学院EDA技术课程设计报告项目名称: 多模式流水灯设计专业年级:电子信息工程 2010级学 号: 201022240202学生姓名:指导教师:冯杰报告完成日期 2012年12 月30 日评阅结果 评阅教师第一章绪论1.1系统背景、EDA技术EDA技术是指以计算机为工作平台,融合了应用电子技术、计算机技术、信息处 理及智能化技术的最新成果,进行电子产品的自动设计。EDA技术就是以计算机为工具,设计者在EDA软件平台上,用硬件描述语言 VHDL完成设计文件,然后由计算机 自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真,直至对于特定目 标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等

2、工作。EDA技术的出现,极大地提高了电路设计的效率和可操作性,减轻了设计者的劳动强度。、实验内容设计可以多模式控制的流水灯,并用 Max+PlusU 10.2进行编译和仿真,可以在实 验箱上实现自己的需求功能。、设计要求可以进行不同频率选择及不同模式选择进行组合,必须有手动选择组合,至少4种流水灯方式第二章系统电路设计2.1系统总体设计框架结构设计原理:由分频器实现2、4、8 16的分频,设计一个十六进制计数器,由低 位控制四选一电路,高位控制模式选择电路。模式选择则由状态机来实现四种状态之间 的转换。2.2系统单元电路设计分频器设计程序如下:LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD

3、_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.std_LOGIC_ARIT H.A LL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY CLK_DIV ISPORT(CLK : IN STD_LOGIC;CLK_DIV2 :OUT STD_LOGIC;CLK_DIV4 :OUT STD_LOGIC;CLK_DIV8 :OUT STD_LOGIC;CLK_DIV16 :OUT STD_LOGIC);END CLK_DIV;ARCHITECTURE RTL OF CLK_DIV ISSIGNAL COUNT : STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNT

4、O 0);BEGINPROCESS(CLK)BEGINIF (CLK'EVENT AND CLK='1') THENIF(COUNT="1111") THEN COUNT<=(OTHERS=>'O');ELSE COUNT<=COUNT+1;END IF;END IF;END PROCESS;CLK_DIV2<=COUNT(0);CLK_DIV4<=COUNT(1);CLK_DIV8<=COUNT(2);CLK_DIV16<=COUNT(3);END RTL;仿真分析:本程序用VHDI语言,对

5、时钟信号进行2分频、4分频、8分频、16分频。由 仿真波形图看出:CLK_DIV2、CLKDIV4、CLKDIV8、CLK _DIV16的时钟周期分别是CLK的2倍,4倍,8倍,16倍。所以该程序实现 了 2分频、4分频、8分频、16分频,及达到了设计目的。仿真波形:Ret 0.0nsName:CLK-O CLK_DIV2-E CLK_DIV4CLK_DIV3-c# CLK_DIV16Intervsi: O.Qns* Time:占0 Ons2 .2 .2四选一电路 程序如下:LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;en tity MUX4_1 ISPO

6、RT (a,b,c,d: in stdogic;s1,s2: in std_logic;y: out STD_LOGIC);END ENTITY MUX4_1;ARCHITECTURE one OF MUX4_1 IS BEGINy <= a whe n s1 = 'O' and s2='O'else b when s1 = 'O' and s2='1'else c whe n s1 = '1' and s2='O'else d whe n s1 = '1' and s2=&#

7、39;1' else '0'end ARCHITECTURE one;仿真波形:Name.ay仿真结果分析:由仿真图可以看出,当sl = 0,s2 = 0时,输出Y=a ;当sl = 0,s2 = 1时,输出y = b;当 sl = l,s2 = 0时,输出 Y=c ;当 sl = l, s2 = l时,输出Y=d ;所以,该程序实现了四选一的目的,达到了设计要求。2 .2 .3十六进制计数器程序如下:LIBRARY ieee;USE ieee.std_logic_1164.all;USE ieee.std_logic_ un sig ned.all;ENTITY CN

8、T_16 ISPORT( CLRN,CLK: IN STD_LOGIC;A:OUT STD_LOGIC_vector(1 dow nto 0);B:OUT STD_LOGIC_vector(1 dow nto 0);END CNT_16;ARCHITECTURE a OF CNT_16 ISBEGINPROCESS(CLK,CLRN)VARIABLE tmpha:stdo gic_vector(3 dow nto 0);BEGINIF CLRN='1' THEN tmphA := "0000"ELSIF CLK'eve nt AND CLK='

9、;1' THENif tmpha<15 the n tmpha:=tmpha+1; else tmphA := "0000"END IF;end if;CASE tmpha ISWHEN "0000"=>B<="00"A<="00"WHEN "0001"=>B<="00"A<="01"WHEN "0010"=>B<="00"A<="10&q

10、uot;WHEN "0011"=>B<="00"A<="11"WHEN "0100"=>B<="01"A<="00"WHEN "0101"=>B<="01"A<="01"WHEN "0110"=>B<="01"A<="10"WHEN "0111"=>B<=

11、"01"A<="11"WHEN "1000"=>B<="10"A<="00"WHEN "1001"=>B<="10"A<="01"WHEN "1010"=>B<="10"A<="10"WHEN "1011"=>B<="10"A<="11"WH

12、EN "1100"=>B<="11"A<="00"WHEN "1101"=>B<="11"A<="01"WHEN "1110"=>B<="11"A<="10"WHEN "1111"=>B<="11"A<="11"WHEN others=>B<="00"A&

13、lt;="00"END CASE;END PROCESS ;END a;仿真波形:Ref4,4usIFF! Tiime' |9创弓88us Intwal976 188us由仿真图可以看出,A作为计数器的低位,E作为计数器的高位,对脉冲Clk进行计数。实现了 十六进制计数的功能。达到了设计的目的。2 .2.4状态机程序程序如下:LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY SJ ISPORT (RESET,CLK :IN STD_LOGIC;a1,a2:IN STD_LOGIC;Y:OUT STD_LOGIC_VECT

14、OR (15 DOWNTO 0);END sJ;ARCHITECTURE behv OF SJ ISTYPE FSM_ST IS(s0,s1,s2,s3,S4,S5,S6,S7,S8,S9,S10,S11,S12,S13,S14,S15);SIGNAL curre nt_state ,n ext_state:FSM_ST;BEGINREG: PROCESS(reset,clk)BEGINIF reset ='1' THEN curre nt_state <= s0;ELSIF clk='1' AND clk 'EVENT THENcurre nt_

15、state <= n ext_state;END IF;END PROCESS;COM:PROCESS (curre nt_state,a1,a2)BEGINif a1='0' and a2='0'THENCASE curre nt_state ISWHENS0=>Y<="0000000000000001"NEXT_STATE<=S1;WHENS1=>Y<="0000000000000011"NEXT_STA TE<=S2;WHENS2=>Y<="000000

16、0000000111"NEXT_STATE<=S3;WHENS3=>Y<="0000000000001111"NEXT_STATE<=S4;WHEN S4=>Y<="0000000000011111" NEXT_STATE<=S5;WHEN S5=>Y<="0000000000111111" NEXT_STA TE<=S6;WHEN S6=>Y<="0000000001111111" NEXT_STATE<=S7;WHEN S7

17、=>Y<="0000000011111111"NEXT_STATE<=S8;WHEN S8=>Y<="0000000111111111" ;NEXT_STATE<=S9;WHEN S9=>Y<="0000001111111111" ;NEXT_STA TE<=S10;elsif a1='0' and a2='1' THENCASE curre nt_state ISWHEN S5=>Y<="0000001111111111&qu

18、ot; NEXT_STA TE<=S6;WHEN S6=>Y<="0000000111111111" NEXT_STATE<=S7;WHEN S7=>Y<="0000000011111111"NEXT_STATE<=S8;WHEN S8=>Y<="0000000001111111" ;NEXT_STATE<=S9;WHEN S9=>Y<="0000000000111111" ;NEXT_STA TE<=S10;WHEN S10=>Y

19、<="0000000000011111" ;NEXT_STATE<=S11;WHEN S11=>Y<="0000000000001111" ;NEXT_STA TE<=S12;WHEN S12=>Y<="0000000000000111" ;NEXT_STA TE<=S13;WHEN S13=>Y<="0000000000000011"NEXT_STATE<=S14;WHEN S14=>Y<="0000000000000001&

20、quot; ;NEXT_STA TE<=S15;WHEN S15=>Y<="0000000000000000" ;NEXT_STA TE<=S0; END CASE;elsif a仁'1' and a2='0' THENCASE curre nt_state ISWHEN S15=>Y<="0000000000000000" ;NEXT_STA TE<=S0;END CASE;else a1='1' and a2='1' THENCASE curre

21、 nt_state ISWHEN S0=>Y<="0000000110000000" NEXT_STA TE<=S1;WHEN S1=>Y<="0000001111000000" ;NEXT_STATE<=S2;WHEN S13=>Y<="0000001111000000"NEXT_STATE<=S14;WHEN S14=>Y<="0000000110000000" ;NEXT_STA TE<=S15;WHEN S15=>Y<="0000000000000000" ;NEXT_STA TE<=S0;END CASE;end if;end PROCESS;END BEHV;设计分析:该程序是根据状态机编写的四个模式的选择程序,由十六进制计数器的高位控制该程序 中的al、a2。当al = 0,a2 = 0时,选择效果一;当al = 0,a2 = 1时,选择效果二;当a1 = 1,a2 = 0时,选择效果三;当a1 = 1,a2

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