EDA课程设计汇.doc

目录 第一章 绪论 2 一、EDA技术的发展 2 二、EDA技术的应用 2 三、EDA技术的设计方法 3 1、传统的设计方法 3 2、现代的设计方法 3 第二章 交通灯控制系统设计 7 一、交通灯控制系统简介 7 二、设计要求 7 三、设计思路 8 四、设计流程图 9 五、设计步骤及程序 10 1、设计步骤 10 2、参考源程序 11 六、 硬件实现与调试结果 14 1、器件下载编程与硬件实现 14 2、调试结果分析 14 第三章 课程设计总结 16 参考文献 17 第一章 绪论 一、EDA技术的发展 EDA是以计算机为平台，融合了应用电子技术、计算机技术、智能化技术必威体育精装版成果而研制的电子CAD通用软件包，主要辅助进行三方面的工作：IC设计、电子线路设计以及PCB设计，回顾近30年电子设计技术的发展历程，可将EDA技术分为三个阶段：20世纪70年代为CAD阶段，人们开始用计算机辅助进行IC版图编辑、PCB布局布线，取代了手工操作，产生计算机辅助技术的概念。20世纪80年代为CAE阶段，与CAD相比，除了纯粹的图形设计功能之外又增加了电路功能设计和结构设计，并且通过电器连接网络表将二者结合在一起，实现了工程设计，这就是计算机辅助设计的概念。CAE的主要功能是：原理图输入，逻辑图仿真，电路分析，自动布局不限，PCB分析。20世纪90年代为EDA阶段，尽管CAD/CAE技术取得了很大的成功，但并没有把人们从繁重的劳动中解放出来。在整个设计过程中，自动化和智能化程度还不高，各种软件界面千差万别，学习使用困难，互不兼容，直接影响到设计环节的衔接，基于以上环节不足，人们开始最求：贯彻整个设计过程的自动化，这就是EDA即电子系统设计自动化。 二、EDA技术的应用 EDA技术在教学、科研、产品设计与制造等各方面都发挥着巨大的作用。在科研方面，主要利用电路仿真工具进行电路设计与仿真，利用虚拟一起进行产品测试，将CPLD/FPGA器件实际应用到仪器设备中，从事PCB设计和ASIC设计等。在产品设计与制造方面，EDA技术应用于仿真、生产、测试等各个环节。EDA技术已经应用于各行各业，在机械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域都有EDA技术的应用。另外，EDA软件的功能也日益强大。 三、EDA技术的设计方法 数字系统设计有多种方法，如模块设计法、自顶向下设计法和自底向下设计法等。数字系统的设计一般采用自顶向下、由粗到细、逐步求精的方法。 1、传统的设计方法 由底向上的设计方法其主要步骤是：根据系统对硬件的要求详细编制技术规格书，画出系统控制流程图，对系统的功能进行细化，合理地划分功能模块，并画出系统的功能框图：进行个功能模块的细化和电路设计；个功能模块设计、调试完成后，将各功能模块的硬件电路连接起来再进行系统的调试，最后完成整个系统的硬件设计。其设计过程大致如图1所示。 2、现代的设计方法 EDA技术采用现代的设计方法——自顶向下的设计方法。这种设计方法综合运用各方面的知识，设计者必须从系统的角度 图 1 图 2 南北向为主干道，每次通行时间为25S，东西向为支干道，每次通行时间为15S； 能实现正常的倒计时功能，用两组数码管作为东西、南北向的倒计时显示。其中，黄灯：5S。 SP键后，能实现以下特殊功能： （1） （2） （3） （4） 5. 能实现全清零功能。按下reset键后，系统实现全清零，计数器由初状态计数，对应状态的指示灯亮； 6. 用VHDL语言设计上述功能的交通灯控制器，并用层次化方法设计该电路； 7. 仿真、验证设计的正确性。 8.时钟输入：clkin=2KHz 采用分频器分成：1Hz，1.　交通灯控制器的电路控制原理框图如图3所示，主要包括置数器模块、定时计数器模块、主控制器模块和译码器模块。置数器模块将交通灯的点亮时间预置到置数电路中。计数器模块以秒为单位倒计时，当计数值减为零时，主控电路改变输出状态，电路进入下一个状态的倒计时。核心部分是主控制模块。具体控制情况见表1。 图 3表格 1状态 主干道 支干道 时间/s 1 红灯亮 红灯亮 20 2 黄灯亮 红灯亮 5 3 红灯亮 绿灯亮 10 4 红灯亮 黄灯亮 5 GA、RA、YA表示A支路的绿灯、红灯、黄灯，GB、RB、YB表示B支路的绿灯、红灯、黄灯，S表示特殊功能按键，T表示计时的时间。 图 4图 5k1对应复位端reset，按键k2对应紧急开关urgent。EDA实验开发系统上的时钟cp2对应计数时钟CLK，数码管M3、M4对应东西走向的时钟显示。LED灯l16、l15、l14对应东西走向的绿灯G1、黄