篮球可控计时器EDA课程设计.doc

目录 1 前言 1 2 Verilog HDL简介 2 3 总体方案设计 4 3.1 设计方案 4 3.2 方案比较 5 3.3 方案选择 5 4 单元模块设计 6 4.1 555脉冲产生模块设计 6 4.2 电源电路 7 4.3 数码管显示电路 7 4.4 报警电路 8 4.5 控制电路 9 4.6 下载电路 9 4.7 CPLD器件 10 5 Verilog HDL语言设计 11 5.1 10分频源程序： 11 5.2 30s计时器源程序： 11 5.3 七段译码源程序： 13 5.4 顶层原理框图 14 6 系统调试与仿真 15 6.1 10分频器仿真 16 6.2 30s计时器仿真 16 6.3 译码器仿真波形 16 6.4 篮球30s可控计时器总仿真 18 7 设计总结 19 8 参考文献 20 附录：篮球30s可控计时器电路图 21  前言 EDA技术是现代电子信息工程领域的一门新技术，它是在先进的计算机工作平台上开发出来的一整套电子系统设计的软硬件工具，并提供了先进的电子系统设计方法。当今的EDA技术更多的是指芯片内的电子系统设计自动化，即片上系统(SOC)设计。也就是说，开发人员完全可以通过自己的电子系统设计来制定其芯片内部的电路功能，使之成为设计者自己的专用集成电路(ASIC)芯片，可以将设计过程中的许多细节问题抛开，而将注意力集中在系统的总体开发上，实现了真正意义上的电子设计自动化。现在数字系统的EDA可以直接根据设计要求，以自顶至底的方式设计，并相应的完成系统描述、仿真、集成和验证等环节，直到最后生成所需要的器件。在以上过程中，除了统级设计和行为级描述及功能的描述以外均可由计算机自动完成。对电子系统设计自动化而言，现代设计方法和现代测试方法是至关重要的。 方案二：设计一个由各个单元模块构成的30s篮球可控计时器 方案比较 方案一：本方案是利用全HDL的语言来设计出所有的模块，然后将所有的模块组合起来，然后放在试验箱上显示出来。方案二：本方案使用的是使用数字电子技术对各个单元模块连接后的电路进行仿真，即完全采用Protel 99SE软件进行仿真，是对电路原理图信号进行仿真。 方案选择 方案一：该系统是利用HDL的可编程性还有他的可读性很强的优点来设计的。而且还可以在硬件仿真的时候就可以看功能是否正确，这样可以使实验的可修改能力很强，这样可以让我们更好的学习HDL语言，更加深刻的了解HDL语言的应用。方案二：本方案即是利用对电路原理图信号来进行仿真，缺点就是稍微比较复杂，操作过于繁琐。所以方案一比方案二更好一些。 单元模块设计 总体设计框图如下: 555脉冲产生模块设计 555定时器（又称时基电路）是一个模拟与数字混合型的集成电路。按其工艺分双极型和CMOS型两类；555组成的多谐振荡器可以用作时钟脉冲发生器，如图4.1所示，此图为脉冲频率可调的矩形脉冲发生器，改变电容C可以获得超长时间的低频脉冲，调节电位器RP可以得到任意频率的脉冲如秒脉冲，1KHz、10KHz等标准脉冲。由于电容C的充放电回路时间常数不等，所以此电路的输出波形为矩形脉冲，矩形脉冲的占空比随频率的变化而变化。在本设计中此脉冲发生器产生的是标准秒脉冲，即频率为1Hz。 图4.1 时钟脉冲发生器 电源电路 固定式三端稳压CW7805输出固定的正电压为5伏。输入端接电容Ci可以进一步滤除纹波，输出端接电容Co能改善负载的瞬态影响，使电路稳定工作。其中Ci、Co最好采用漏电流小的胆电容。直流稳压电源，它由电源变压器、整流滤波电压及稳压电路所组成：电源变压器将220V的交流电压变换成整流滤波电路使用所需要的交流电压；整流滤波电路将交流电压变成脉动的直流电压，再经过滤波电容滤除纹波，输出直流电压；稳压电路输出稳定的直流电压。以下是一直流稳压电源，输出的是5V的正电压，如图4.2： 图4.2 电源电路 数码管显示电路 LED数码管及引脚图资料7段LED数码管是利用7个LED（发光二极管）外加一个小数点的LED组合而成的显示设备，可以显示0~9等10个数字和小数点，使用非常广泛这类数码管可以分为共阳极与共阴极两种，共阳极就是把所有LED的阳极连接到共同接点com，而每个LED的阴极分别为a、b、c、d、e、f、g及dp；共阴极则是把所有LED的阴极连接到共同接点com，而每个LED的阳极分别为a、b、c、d、e、f、g及dp，如图所示。图中的8个LED分别与上面那个图中的A~DP各段相对应，通过控制各个LED的亮灭来显示数字。 图4.3 7段LED数码管的两种接法 那么，实际的数码管的引脚是怎样排列的呢？对