EDA技術(shù)課程設(shè)計(jì)-脈沖按鍵電話顯示器,要點(diǎn)

1、EDA技術(shù)實(shí)用教程課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目： 脈沖按鍵電話顯示器系別：班級(jí)：一 引言1 背景說明EDA(Electronic Design Automation, 電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化 ) 技術(shù)正是為了適應(yīng) 現(xiàn)代電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的要求， 吸引多學(xué)科最新成果而形成的一門新技術(shù)。 利用 EDA 進(jìn)行電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)，具有以下幾個(gè)特點(diǎn)： (1) 用軟件的方式設(shè)計(jì)硬件； (2) 用 軟件方式設(shè)計(jì)的系統(tǒng)到硬件系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換是由有關(guān)的開發(fā)軟件自動(dòng)完成的； (3) 設(shè)計(jì)過程中可用有關(guān)軟件進(jìn)行各種仿真； (4) 系統(tǒng)可現(xiàn)場編程， 在線升級(jí)； (5) 整個(gè)系統(tǒng)可集成在一個(gè)芯片上，體積小，功耗低，可靠性高。因此， EDA 技術(shù) 是現(xiàn)代電子

2、設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢。我們本學(xué)期開設(shè)了EDA課程，并開設(shè)了為期八周的 EDA 實(shí)驗(yàn)課，主要利用 Verilog 語言2、內(nèi)容： 設(shè)計(jì)一個(gè)準(zhǔn)確地反映按鍵數(shù)字顯示的電話按鍵顯示器，該電話顯示器要求 具有撥通、掛斷的功能，當(dāng)按下?lián)芡ㄦI時(shí)，表示電話撥通。當(dāng)按下掛斷鍵時(shí)， 表示電話掛斷。3、要求：(1) 計(jì)一個(gè)用數(shù)碼管顯示電話號(hào)碼的電話按鍵顯示器；(2) 地反映按鍵數(shù)字；(3) 示器顯示從低位向高位前移，逐位顯示按鍵數(shù)字，最低位為當(dāng)前輸入 位；(4) 置一個(gè)“撥通鍵，按下此鍵，能顯示最后一次輸入的電話號(hào)碼；二、總體設(shè)計(jì)思想1. 基本原理本次課程設(shè)計(jì)是用 verilog 語言實(shí)現(xiàn)一個(gè)能準(zhǔn)確地反映按鍵數(shù)字、具有

3、8 位顯示的電話按鍵顯示器。摘機(jī)時(shí)開始工作，顯示器顯示從低位向高位前移， 逐位顯示按鍵數(shù)字，最低位為當(dāng)前輸入位；設(shè)置一個(gè)“撥通”鍵，按下此鍵表 示電話已經(jīng)撥通；蜂鳴器開始工作，設(shè)置一個(gè)“掛斷”鍵，按下此鍵表示電話 已經(jīng)掛斷；蜂鳴器停止工作，本文設(shè)計(jì)的脈沖按鍵電話顯示器由五個(gè)模塊組成：分頻模塊、按鍵電路模塊、按鍵輸入模塊、防抖模塊、蜂鳴器模塊和數(shù)碼管顯示定時(shí)模塊（10S）電路六個(gè)模塊，其中移位寄存、按鍵輸入模塊和數(shù)碼管譯碼顯示電路為系統(tǒng)的主要 組成部分。（1 ）按鍵電路模塊。提供“ 0”到“9”數(shù)字按鍵的輸入，同時(shí)設(shè)置有撥號(hào) 鍵，掛機(jī)鍵。（ 2）去抖動(dòng)電路模塊。 由于按鍵按下時(shí)由于操作原因，不可

4、避免的會(huì)有 按鍵抖動(dòng)，為了消除抖動(dòng)對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，所以加上去抖動(dòng)電路。（3）移位寄存器、 鎖存模塊。 移位寄存器分為三個(gè)部分。 當(dāng)按下?lián)芴?hào)鍵時(shí)， 數(shù)字按鍵值依次由數(shù)碼管的低位向高位移動(dòng)，同時(shí)送入鎖存器中；當(dāng)按下刪除 鍵時(shí)，鍵值由高位向低位移除，高位數(shù)碼管熄滅；當(dāng)按下重?fù)苕I時(shí)，鎖存器中 存儲(chǔ)的鍵值輸入到移位寄存器中，并通過數(shù)碼管顯示出來。（ 4）數(shù)碼管顯示模塊。數(shù)碼管顯示用于將設(shè)置好的每個(gè)按鍵的鍵值在數(shù)碼管上顯示出來。由于實(shí)驗(yàn)過程中需要使用 8 個(gè)數(shù)碼管，因此數(shù)碼管顯示模塊必須加上數(shù)碼管片選及移位得程序，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入以后從低位向高位移動(dòng)、 顯示。(6)倒計(jì)時(shí)(10S)模塊 當(dāng)電話按下?lián)芡?/p>

5、鍵后，蜂鳴器開始響，與此同時(shí)計(jì) 數(shù)器也開始工作，在此期間若沒有模擬電話沒有接通，計(jì)數(shù)器一直工作，直到 超過十秒2、設(shè)計(jì)框圖數(shù) 字 鍵 入控計(jì)制_r<時(shí)電一i/ 電 路路數(shù)->2顯示1脈沖產(chǎn)生電路脈沖按鍵電話總體設(shè)計(jì)方案三、設(shè)計(jì)步驟和調(diào)試過程1、總體設(shè)計(jì)電路2、模塊設(shè)計(jì)和相應(yīng)模塊程序1）頂層文件程序各端口說明分別為:輸出:輸入:DIN190 : 09十個(gè)數(shù)字鍵；KEY OUT:可輸入數(shù)字指示燈;CLK1:時(shí)鐘脈沖；SEG7160:數(shù)碼管；DIAL :撥號(hào)鍵；RE DAIL掛斷鍵122）分頻子程序分頻模塊的封裝圖如下圖所示:iNpOf【VCCTr B Fll I III incIkOP

6、LL20incIkO frequency: 20.000 MHz Operation Mode; NormalClkRatioPh (dg)DC (%)cO1/100000.0050.00instiCyclone III分頻程序>r-Qha<W«zj>Fdl Plujj-tnIrMOff 1 of 12jALTPUL.匚 ydcirw EURl Maijdi pt oj« t/de TAu 11Is- the itu口aencv of Eb»e i-n-zfcMzkO -put?口 Set up PLL *1 LD-S niodeOatsWJti

7、icti -tfewicie*wl ywj he 9.05?7口 <_»«« rn*tBry亡OeSch -fflTlyPLL Lp-aV/lFiieH PLL Lrb will *Du bv LociriEi'7'O- ! PU_O SitaocecJ PU_' Sala-Et d-w E_L> bvP* utHnEiuH輩1 _. PVL iRjeowfliauratilon】Pmt rtrrvtipr Settings> Iripu 匕/1_i>ck>Clock sFvtjdhovefCurrwtSy s

8、dectea device family!PLL2Q2PLL20incIkD爪亡IkQ fruwrk±y M &M MHx Operatw*i Mode-: NormalMe<gaWizard Plu-Irn Marvacjei page 11 of 12) EDAALTPLLSimulation librariesTq properly nmulntt? t+iL gnrrttmd dssgnfolliowinng rwiLjlHitinri rThpiclKIe何 are neededFils| Deso和tio門alteii-a_rnF AR-Eii-a mEga

9、Funrc.tion 五imulatibri hbr-aryRatioPhDC l%.i/1MCK)0.0050. M2 社PluCa Ii-b 5工泛4些世亍pa弓住 工丄 of JL<2£tdnriaryF*l I ?C1.in-rs lie fl!：TUrn or» Wie -tileswtel to 口ener-ste. A gray d-i-scKmarfc IrHdlcates： a T*le that Fsauitofinatlcallv oerper-ated arKl -a red d-iecKmarK Indloat&s an optlon

10、aF file. *CllcK F3i:SlI*i 3tSrc：百七g曰TTb!& 吞3訶 &r asE SudbON is- ri*ii|-| UuVCzd i升n L rlh-rU"->VVuB-M iJ fli-au Xi i FIbjh la-tuun :mzhnot 口-Pr* > cOFimtKK?Q X 1 X :KJJndkO rr*iqL»rHE.v' -D OCH3 IULl-4x Op*ra.TiCH-iiTFie MeaWlzard Flu-Iin Marf&osr oreatM； ssfectcd fif

11、es In the followlingi director 嚴(yán);:5'nv 黑 LlLLLLLlLLLLll nl'Fll'F "鬥呂呂口FiHI O W3£l-riHLjl>i-IFaVao-Bhoirb riLF'irF'Urimn h_iuiLx F*戶F* filw IlfKlgU Die7 IDL compoier-it de cl ar a ten film urHus 11 5ev>*"呂口I 圧曰 lir-|-!ri：Cir-ai：lori.iOT-| tc-n aplto 卅Io(3)鍵值顯示

12、子程序鍵值顯示控制的框圖如下圖所示JIANPANQ3 .0XCLKB3.O'A3. OR3. 0PPinst按鍵顯示控制框圖模塊程序：module JIANPAN(GD,CLK,A,B,R,PP);in put CLK;in put GD;in put 3:0 A;output 3:0 B;output 3:0 R;output PP;reg PP;reg 1:0 C ;reg 3:0 R,B ;always (posedge CLK) begi nC<=C+1;case(C)0: B=4'B0111; 1: B=4'B1011; 2: B=4'B1101

13、; 3: B=4'B1110; endcasecase(B,A )8'B0111_1110 : R=4'HB; 8'B0111_1101 : R=4'HC;8'B0111_1011 : R=4'HD; 8'B0111_0111 : R=4'HF;8'B1011_1110 : R=4'H1; 8'B1011_1101 : R=4'H4;8'B1011_1011 : R=4'H7; 8'B1011_0111 : R=4'HA;8'B1101_1110 :

14、R=4'H2; 8'B1101_1101 : R=4'H5;8'B1101_1011 : R=4'H8; 8'B1101_0111 : R=4'H0;8'B1110_1110 : R=4'H3; 8'B1110_1101 : R=4'H6;8'B1110_1011 : R=4'H9; 8'B1110_0111 : R=4'HE; endcasecase(GD)1'B1:R=4'HE;endcaseendalways(PP or R )beginif( R =

15、4'B1011)PP <= 1'B1;if(R = 4'B1110)PP <= 1'B0;enden dmodule(4)數(shù)碼管模塊數(shù)碼管顯示封裝圖DECL/SA3. 0 LED7S6 0J糾JT蘆b“產(chǎn)y 隹苛華朝inst14數(shù)碼管子程序LIBRAR Y IEEE ;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL ;ENTIT Y DECL7S ISPORT ( A : IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);LED7S : OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0); END ;ARCHITE

16、CTURE one OF DECL7S ISBEGINPROCESS( A )iiBEGIN20CASE A ISWHEN "0000" =>WHEN "0001" =>WHEN "0010" =>WHEN "0011" =>WHEN "0100" =>WHEN "0101" =>WHEN "0110" =>WHEN "0111" =>WHEN "1000" =>

17、WHEN "1001" =>WHEN "1010" =>WHEN "1011" =>WHEN "1100" =>WHEN "1101" =>WHEN "1110" =>WHEN "1111" =>LED7S <= "0111111"LED7S <= "0000110"LED7S <= "1011011"LED7S <= "

18、1001111"LED7S <= "1100110"LED7S <= "1101101"LED7S <= "1111101"LED7S <= "0000111"LED7S <= "1111111"LED7S <= "1101111"LED7S <= "1110111"LED7S <= "1111100"LED7S <= "0111001"LED7S &l

19、t;= "1011110"LED7S <= "1111001"LED7S <= "1110001"WHEN OTHERS => NULL ;END CASE ;END PROCESS ;END ;(5) 蜂鳴器模塊蜂鳴器封裝圖蜂鳴器子程序2345678910111213141516171819smodule input input output qq; reg qq;FENMIN (clkf rst qq); elk;rst n;always (posedge elk or negedge rst_n) begini

20、f (!r呂t_n)qq<=0;elsebeginqq <=Iifendendendmodule(6)去抖動(dòng)電路模塊(qq=500) qq<=0;GL KXOL JTTYIFMiti st 3口 Wl'-K.KBFsll去抖動(dòng)電路子程序123456789101112131415=module ER2P fCLK, KltJKOUTl ;input CLKr KIN;output KOUT;reg KOUT;reg 3;0 KH,KL;always (posedge CLK begin if (SKIN) KL<=KL+1 ;else KL<='bO

21、OOO; endE always 他(p口3edge CLK) begin if (KIN) KH<= KH+1;else KH<=4'bOOOO; endalways 6(posedge CLK) begin if (KH > 4'blLOO)else ifKOUT<=1TBO；end endmodule工作時(shí)帥和輸入信號(hào)定義對高電平和低電平脈寬計(jì)數(shù)之寄存器"對鍵輸入的低電平脈寬計(jì)數(shù)"若出現(xiàn)高電平，則計(jì)數(shù)器清0"同時(shí)對鍵輸入的高電平脈寬計(jì)數(shù)若出現(xiàn)高電平，則計(jì)數(shù)器清0則輸出1KOUT<=1TBL;/對高電平脈寬計(jì)數(shù)-旦

22、大于12,(KL > 4*0111)"對低電平脈寬計(jì)數(shù)若大于J 則輸出0計(jì)數(shù)器(10S)模塊計(jì)數(shù)器封裝圖計(jì)數(shù)器中間模塊a礦二：I;:;:;:;:;. . . . » . . » . » . . . . .9 r riiriini i ill ju bbuw-whhttti in:”©、:L 03 ° 03 Q| ! .A衛(wèi)上也* CLKr p 1 1 1 1 r 1 1 r * ' 1 * * * *1 RSTI knflddL_n._.,. . . _ . . _ . .丁 丁計(jì)數(shù)器子程序1modCLle CMT 1O

23、2input 3 :O U r3ou七put 3:0 N;4reg 3:0 1ST;5a.lwvs (Cr N)6=umse ( C)74 T BOOOOZv = 4 T BOOOT;84 T BODO1Nv = 4 T BOQ1O；94 * BOO1ONC=4BOOT1；1O4 * BOOHNV = 4 » BO1OO；114'BO1OOZV=4'BO1O1；124'BO1O1ISTV = 4 ' BOHO ；134 BOHOZV=4BO111；144 T BO111NV = 4 T BIOOO；154 T BIOOO= 4 T B1OO1;1 64

24、 T B1OO1Nv = 4 T BOOOO；174 * B1O1ON< = 4 * BOOOO；184 * B1O11NV = 4 * B1O1O；194'B11OOZV=4'B1O11；204 r B11O1NV=4'B11OO；214 r B111OZV = 4 Bl1O1；224 T BllllNV = 4 T Bl11O；23de fdV11Zv = 4 T BOOOO;24endumse25endmoduile24、實(shí)驗(yàn)調(diào)試結(jié)果為驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的程序是否正確， 將程序下載進(jìn)行硬件測試。在Quartus H開發(fā)環(huán)境中進(jìn)行管腳鎖定，連接好數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路，然后將目標(biāo)文件下載到器件中。最終可以看到按鍵正常顯示、“重?fù)堋辨I功能正常、達(dá)到設(shè)計(jì)要求四、結(jié)論及心得體會(huì)課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決