EDA綜合課程設(shè)計(jì)【學(xué)習(xí)課件】

1、2016.5EDA課程設(shè)計(jì)時(shí)間：課程設(shè)計(jì)時(shí)間：20112012學(xué)年第二學(xué)期第學(xué)年第二學(xué)期第16-17周。周。（1）上機(jī)時(shí)間及地點(diǎn)：（第）上機(jī)時(shí)間及地點(diǎn)：（第14,15周）周）周一：周一：3，4節(jié)；周二：節(jié)；周二：1，2節(jié)節(jié) ；教；教7機(jī)房機(jī)房（2）硬件下載時(shí)間及地點(diǎn)：）硬件下載時(shí)間及地點(diǎn)：時(shí)間另行通知，地點(diǎn)：教二時(shí)間另行通知，地點(diǎn)：教二EDA實(shí)驗(yàn)室（二樓西實(shí)驗(yàn)室（二樓西側(cè)）側(cè)）（3）驗(yàn)收考核時(shí)間及地點(diǎn)：）驗(yàn)收考核時(shí)間及地點(diǎn)：時(shí)間另行通知，設(shè)計(jì)成果驗(yàn)證時(shí)間另行通知，設(shè)計(jì)成果驗(yàn)證+回答問(wèn)題。回答問(wèn)題。教二教二EDA實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)室1、系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖2、將要用到的主要模塊、將要用到的主要模

2、塊8位七段數(shù)碼管顯示模塊位七段數(shù)碼管顯示模塊；1616點(diǎn)陣模塊點(diǎn)陣模塊；CPLD/FPGA適配器接口適配器接口；12位按鍵輸入模塊；位按鍵輸入模塊；18位撥碼開(kāi)關(guān)輸入模塊位撥碼開(kāi)關(guān)輸入模塊；蜂鳴器輸出模塊蜂鳴器輸出模塊；可調(diào)數(shù)字信號(hào)源可調(diào)數(shù)字信號(hào)源；82LED燈燈。液晶顯示模塊PAC適配器CPLD/FPGA適配器按鍵輸入?yún)^(qū)撥碼開(kāi)關(guān)輸入?yún)^(qū)1616點(diǎn)陣8位七段數(shù)碼管及鍵盤模擬信號(hào)源輸入輸出端口電平調(diào)節(jié)蜂鳴器電源話筒/喇叭控制及輸入輸出串行EEPROMVCC/GND接口JTAG擴(kuò)展RS232接口82 LED燈EEPROM單片機(jī)及RS232接口數(shù)字時(shí)鐘信號(hào)源D/A轉(zhuǎn)換電路芯片選擇開(kāi)關(guān)A/D轉(zhuǎn)換電路自由

3、擴(kuò)展區(qū)電阻/電容擴(kuò)展區(qū)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)布局圖實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)布局圖8位七段數(shù)碼管顯示模塊：位七段數(shù)碼管顯示模塊： 數(shù)碼管為共陰數(shù)碼管。本模塊的輸入口共有數(shù)碼管為共陰數(shù)碼管。本模塊的輸入口共有11個(gè)，其中個(gè)，其中8個(gè)段信號(hào)輸入口，分別為個(gè)段信號(hào)輸入口，分別為A、B、C、D、E、F、G、DP；3個(gè)個(gè)位信號(hào)輸入口，分別為位信號(hào)輸入口，分別為SEL0、 SEL1、 SEL2。其中。其中SEL0、 SEL1、 SEL2位于位于1616點(diǎn)陣模塊區(qū)，它們經(jīng)點(diǎn)陣模塊區(qū)，它們經(jīng)3-8譯碼器后送譯碼器后送給數(shù)碼管作位選信號(hào)，給數(shù)碼管作位選信號(hào)，最左邊為第一位最左邊為第一位，對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表：接口序號(hào)數(shù)碼管狀態(tài)SEL2

4、SEL1SEL0111第1位亮110第2位亮101第3位亮100第4位亮011第5位亮010第6位亮001第7位亮000第8位亮返回1616點(diǎn)陣模塊；點(diǎn)陣模塊；列選信號(hào)為列選信號(hào)為SEL0SEL3經(jīng)經(jīng)4-16線譯碼器后給線譯碼器后給出，最右邊為第出，最右邊為第一列；行選信號(hào)一列；行選信號(hào)為為L(zhǎng)0L15，最上，最上方為第一行。方為第一行。SEL3SEL2SEL1SEL0點(diǎn)亮列號(hào)1111第1列1110第2列1101第3列1100第4列1011第5列1010第6列1001第7列1000第8列0111第9列0110第10列0101第11列0100第12列0011第13列0010第14列0001第15列

5、0000第16列返回CPLD/FPGA適配器接口：適配器接口： 下載該芯片時(shí)將芯片選擇開(kāi)關(guān)下載該芯片時(shí)將芯片選擇開(kāi)關(guān)撥向撥向CPLD。18位撥碼開(kāi)關(guān)輸入模塊：位撥碼開(kāi)關(guān)輸入模塊：開(kāi)關(guān)撥向下時(shí)為低電平，撥向上時(shí)為高電平。輸出口最左開(kāi)關(guān)撥向下時(shí)為低電平，撥向上時(shí)為高電平。輸出口最左邊對(duì)應(yīng)開(kāi)關(guān)邊對(duì)應(yīng)開(kāi)關(guān)D17，最右邊對(duì)應(yīng)開(kāi)關(guān)，最右邊對(duì)應(yīng)開(kāi)關(guān)D0。蜂鳴器輸出模塊；蜂鳴器輸出模塊；當(dāng)輸入口當(dāng)輸入口BELL_IN輸入高電平時(shí)，蜂鳴器響。輸入高電平時(shí)，蜂鳴器響。12位按鍵輸入模塊位按鍵輸入模塊開(kāi)關(guān)彈起時(shí)為高電平，按下時(shí)為低電平。輸出口最左邊對(duì)開(kāi)關(guān)彈起時(shí)為高電平，按下時(shí)為低電平。輸出口最左邊對(duì)應(yīng)開(kāi)關(guān)應(yīng)開(kāi)關(guān)K1

6、。返回可調(diào)數(shù)字信號(hào)源：可調(diào)數(shù)字信號(hào)源： 時(shí)鐘信號(hào)源可產(chǎn)生從時(shí)鐘信號(hào)源可產(chǎn)生從1.2Hz20MHz之間的任意頻之間的任意頻率。該電路采用全數(shù)字化設(shè)率。該電路采用全數(shù)字化設(shè)計(jì)，提供的最高方波頻率為計(jì)，提供的最高方波頻率為20MHz，最低頻率為，最低頻率為1.2Hz，并且頻率可以在這個(gè)范圍內(nèi)并且頻率可以在這個(gè)范圍內(nèi)隨意組合變化。整個(gè)信號(hào)源隨意組合變化。整個(gè)信號(hào)源共有共有6個(gè)輸出口（個(gè)輸出口（CLK0CLK5），每個(gè)輸出口輸出），每個(gè)輸出口輸出的頻率各不相同，通過(guò)的頻率各不相同，通過(guò)JP1JP11這這11組跳線來(lái)完成設(shè)置。組跳線來(lái)完成設(shè)置。具體設(shè)置方案見(jiàn)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。具體設(shè)置方案見(jiàn)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。返回1、實(shí)

7、驗(yàn)注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)為了安全地使用下載電纜，為了安全地使用下載電纜，防止損壞下載電纜中的器件和計(jì)算機(jī)主板的并口，防止損壞下載電纜中的器件和計(jì)算機(jī)主板的并口，插入下載電纜的步驟：插入下載電纜的步驟：確認(rèn)完全斷電確認(rèn)完全斷電下載電纜并口與計(jì)算機(jī)并口相連下載電纜并口與計(jì)算機(jī)并口相連下載下載電纜電纜JTAG口與實(shí)驗(yàn)箱的口與實(shí)驗(yàn)箱的JTAG口相連口相連接通實(shí)驗(yàn)箱電源接通實(shí)驗(yàn)箱電源接通計(jì)算機(jī)電源；接通計(jì)算機(jī)電源；拔出下載電纜的步驟：拔出下載電纜的步驟：關(guān)閉實(shí)驗(yàn)箱電源關(guān)閉實(shí)驗(yàn)箱電源拔下拔下JTAG電纜插頭電纜插頭實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)部連實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)部連線線接通實(shí)驗(yàn)箱電源接通實(shí)驗(yàn)箱電源進(jìn)行功能驗(yàn)證。進(jìn)行功能驗(yàn)證。測(cè)試完畢

8、，先斷掉測(cè)試完畢，先斷掉EDA實(shí)驗(yàn)箱的電源，再把實(shí)驗(yàn)箱的電源，再把JTAG電纜的小電纜的小插頭插入實(shí)驗(yàn)箱的插頭插入實(shí)驗(yàn)箱的JTAG插座，然后接通實(shí)驗(yàn)箱電源，準(zhǔn)備插座，然后接通實(shí)驗(yàn)箱電源，準(zhǔn)備下一次的設(shè)計(jì)下載。下一次的設(shè)計(jì)下載。2、總結(jié)報(bào)告的書寫要求、總結(jié)報(bào)告的書寫要求見(jiàn)教材見(jiàn)教材P309。內(nèi)容：總結(jié)報(bào)告應(yīng)至少包括以下內(nèi)容：內(nèi)容：總結(jié)報(bào)告應(yīng)至少包括以下內(nèi)容：封面封面；前言前言；目錄目錄；任務(wù)書任務(wù)書（合作人、分工方案）；（合作人、分工方案）；正文正文；（設(shè)計(jì)要求、實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)原理、硬；（設(shè)計(jì)要求、實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)原理、硬件要求、實(shí)驗(yàn)步驟、源程序（件要求、實(shí)驗(yàn)步驟、源程序（*.

9、vhd）和原理圖（）和原理圖（*gdf）仿）仿真調(diào)試和下載結(jié)果、硬件測(cè)試報(bào)告、數(shù)據(jù)處理及分析結(jié)果真調(diào)試和下載結(jié)果、硬件測(cè)試報(bào)告、數(shù)據(jù)處理及分析結(jié)果等等）。等等）。收獲和體會(huì)收獲和體會(huì)；對(duì)設(shè)計(jì)工作的總結(jié)與展望對(duì)設(shè)計(jì)工作的總結(jié)與展望；參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)。要求：要求：1、內(nèi)容完整，主題突出，詳略得當(dāng)，語(yǔ)言流暢；、內(nèi)容完整，主題突出，詳略得當(dāng)，語(yǔ)言流暢；2、書寫格式規(guī)范，條理清晰，圖文結(jié)合，手寫本應(yīng)字跡、書寫格式規(guī)范，條理清晰，圖文結(jié)合，手寫本應(yīng)字跡清楚、工整。清楚、工整。3、必須獨(dú)立完成，不允許大段抄寫參考資料中的內(nèi)容，、必須獨(dú)立完成，不允許大段抄寫參考資料中的內(nèi)容，作同一設(shè)計(jì)的同學(xué)，報(bào)告不允許雷同。

10、作同一設(shè)計(jì)的同學(xué)，報(bào)告不允許雷同。4、對(duì)程序文本的書寫和電路圖以及示意圖的作圖要規(guī)范、對(duì)程序文本的書寫和電路圖以及示意圖的作圖要規(guī)范、美觀。美觀。一、一、設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)具有同步時(shí)鐘使能、異步清零和同步設(shè)計(jì)一個(gè)具有同步時(shí)鐘使能、異步清零和同步預(yù)置數(shù)功能的六十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器；預(yù)置數(shù)功能的六十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器；2. 設(shè)計(jì)一個(gè)共陰設(shè)計(jì)一個(gè)共陰7段數(shù)碼管控制接口，要求：在段數(shù)碼管控制接口，要求：在時(shí)鐘信號(hào)的控制下，使用時(shí)鐘信號(hào)的控制下，使用2 2位數(shù)碼管動(dòng)態(tài)刷新位數(shù)碼管動(dòng)態(tài)刷新顯示顯示上述計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)結(jié)果上述計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)結(jié)果。 提示：提示： 在實(shí)驗(yàn)儀器中，在實(shí)驗(yàn)儀器中，8位位7段數(shù)碼顯示的驅(qū)動(dòng)電

11、路已段數(shù)碼顯示的驅(qū)動(dòng)電路已經(jīng)做好，并且其位選信號(hào)為經(jīng)做好，并且其位選信號(hào)為3-8譯碼器的輸出，所以譯碼器的輸出，所以我們?cè)谠O(shè)計(jì)我們?cè)谠O(shè)計(jì)7段數(shù)碼管控制接口時(shí)，其位選信號(hào)輸出段數(shù)碼管控制接口時(shí)，其位選信號(hào)輸出必須經(jīng)必須經(jīng)8-3編碼。編碼。三、實(shí)驗(yàn)連線三、實(shí)驗(yàn)連線 計(jì)數(shù)器的輸入時(shí)鐘信號(hào)接時(shí)鐘電路的相應(yīng)輸出計(jì)數(shù)器的輸入時(shí)鐘信號(hào)接時(shí)鐘電路的相應(yīng)輸出（CLK0CLK5），復(fù)位信號(hào)接撥碼開(kāi)關(guān)或按鍵，），復(fù)位信號(hào)接撥碼開(kāi)關(guān)或按鍵，輸出信號(hào)接輸出信號(hào)接七段顯示譯碼器的數(shù)據(jù)輸入端；七段顯示譯碼器的數(shù)據(jù)輸入端； 將七段顯示譯碼器的將七段顯示譯碼器的clkclk端接時(shí)鐘輸出，并使輸端接時(shí)鐘輸出，并使輸入頻率約為入頻

12、率約為5MHZ，ledled6.0分別接顯示模塊的分別接顯示模塊的a-ga-g，SEL2.0分別接顯示模塊的分別接顯示模塊的SEL2SEL0。 sel2sel1sel0CP 計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器1 計(jì)數(shù)器2CP2 顯示譯碼器顯示譯碼器 依題意考慮依題意考慮CP 和和CP2關(guān)系。關(guān)系。 同時(shí)，還有一個(gè)問(wèn)題不可忽視，就是位掃描同時(shí)，還有一個(gè)問(wèn)題不可忽視，就是位掃描信號(hào)的頻率至少需要多少以上，才能使顯示器不信號(hào)的頻率至少需要多少以上，才能使顯示器不閃爍？簡(jiǎn)單的說(shuō)，只要第個(gè)掃描頻率超過(guò)人的眼閃爍？簡(jiǎn)單的說(shuō)，只要第個(gè)掃描頻率超過(guò)人的眼睛視覺(jué)暫留頻率睛視覺(jué)暫留頻率24HZ24HZ以上就可以達(dá)到點(diǎn)亮單個(gè)顯以上就可以

13、達(dá)到點(diǎn)亮單個(gè)顯示，卻能享有示，卻能享有6 6個(gè)同時(shí)顯示的視覺(jué)效果，而且顯示個(gè)同時(shí)顯示的視覺(jué)效果，而且顯示也不閃爍。也不閃爍。 一、設(shè)計(jì)要求： 秒表的邏輯結(jié)構(gòu)主要由顯示譯碼器、分頻器、十秒表的邏輯結(jié)構(gòu)主要由顯示譯碼器、分頻器、十進(jìn)制計(jì)數(shù)器、六進(jìn)制計(jì)數(shù)器和報(bào)警器組成。在整個(gè)進(jìn)制計(jì)數(shù)器、六進(jìn)制計(jì)數(shù)器和報(bào)警器組成。在整個(gè)秒表中最關(guān)鍵的是如何獲得一個(gè)精確的秒表中最關(guān)鍵的是如何獲得一個(gè)精確的100Hz計(jì)時(shí)脈計(jì)時(shí)脈沖，除此之外，整個(gè)秒表還需有一個(gè)啟動(dòng)信號(hào)和一沖，除此之外，整個(gè)秒表還需有一個(gè)啟動(dòng)信號(hào)和一個(gè)歸零信號(hào)，以便秒表能隨意停止及啟動(dòng)。個(gè)歸零信號(hào)，以便秒表能隨意停止及啟動(dòng)。 秒表共有秒表共有6個(gè)輸出顯示，

14、分別為百分之一秒、十個(gè)輸出顯示，分別為百分之一秒、十分之一秒、秒、十秒、分、十分，所以共有分之一秒、秒、十秒、分、十分，所以共有6個(gè)計(jì)數(shù)個(gè)計(jì)數(shù)器與之相對(duì)應(yīng)，器與之相對(duì)應(yīng)，6個(gè)計(jì)數(shù)器的輸出全都為個(gè)計(jì)數(shù)器的輸出全都為BCD碼輸出，碼輸出，這樣便于和顯示譯碼器的連接。當(dāng)計(jì)時(shí)達(dá)這樣便于和顯示譯碼器的連接。當(dāng)計(jì)時(shí)達(dá)60分鐘后，分鐘后，蜂鳴器報(bào)警。蜂鳴器報(bào)警。二、模塊結(jié)構(gòu)二、模塊結(jié)構(gòu)四個(gè)四個(gè)10進(jìn)制計(jì)數(shù)器：用來(lái)分別對(duì)百分之一秒、十分之一秒、進(jìn)制計(jì)數(shù)器：用來(lái)分別對(duì)百分之一秒、十分之一秒、秒和分進(jìn)行計(jì)數(shù)；秒和分進(jìn)行計(jì)數(shù)；兩個(gè)兩個(gè)6進(jìn)制計(jì)數(shù)器：用來(lái)分別對(duì)十秒和十分進(jìn)行計(jì)數(shù)；進(jìn)制計(jì)數(shù)器：用來(lái)分別對(duì)十秒和十分進(jìn)行計(jì)

15、數(shù)；分頻率器：用來(lái)產(chǎn)生分頻率器：用來(lái)產(chǎn)生100HZ計(jì)時(shí)脈沖；計(jì)時(shí)脈沖；顯示譯碼器：完成對(duì)顯示的控制。顯示譯碼器：完成對(duì)顯示的控制。 三、硬件要求：三、硬件要求： 主芯片主芯片EPF10K10LC84-4。 6位八段掃描共陰級(jí)數(shù)碼顯示管。位八段掃描共陰級(jí)數(shù)碼顯示管。 二個(gè)按鍵開(kāi)關(guān)（歸零，啟動(dòng)）。二個(gè)按鍵開(kāi)關(guān)（歸零，啟動(dòng)）。 四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟：四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟：1.根據(jù)電路持點(diǎn)，用層次設(shè)計(jì)概念將此設(shè)計(jì)任務(wù)分成若干模塊，規(guī)定每一根據(jù)電路持點(diǎn)，用層次設(shè)計(jì)概念將此設(shè)計(jì)任務(wù)分成若干模塊，規(guī)定每一模塊的功能和各模塊之間的接口。讓幾個(gè)學(xué)生分做和調(diào)試其中之一，然模塊的功能和各模塊之間的接口。讓幾個(gè)學(xué)生分做和

16、調(diào)試其中之一，然后再將各模塊合起來(lái)聯(lián)試。以培養(yǎng)學(xué)生之間的合作精神，同時(shí)加深層次后再將各模塊合起來(lái)聯(lián)試。以培養(yǎng)學(xué)生之間的合作精神，同時(shí)加深層次化設(shè)計(jì)概念?；O(shè)計(jì)概念。2.了解軟件的元件管理深層含義，以及模塊元件之間的連接概念，對(duì)于不了解軟件的元件管理深層含義，以及模塊元件之間的連接概念，對(duì)于不同目錄下的同一設(shè)計(jì)，如何融合。同目錄下的同一設(shè)計(jì)，如何融合。3.適配劃分前后的仿真內(nèi)容有何不同概念，仿真信號(hào)對(duì)象有何不同，讓學(xué)適配劃分前后的仿真內(nèi)容有何不同概念，仿真信號(hào)對(duì)象有何不同，讓學(xué)生有更深一步了解。熟悉了生有更深一步了解。熟悉了CPLD設(shè)計(jì)的調(diào)試過(guò)程中手段的多樣化。設(shè)計(jì)的調(diào)試過(guò)程中手段的多樣化。4.

17、按適配劃分后的管腳定位，同相關(guān)功能塊硬件電路接口連線。按適配劃分后的管腳定位，同相關(guān)功能塊硬件電路接口連線。5 所有模塊全用所有模塊全用VHDL語(yǔ)言描述。語(yǔ)言描述。數(shù)字秒表內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖數(shù)字秒表內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 五、實(shí)驗(yàn)連線：五、實(shí)驗(yàn)連線：輸入接口：輸入接口：1 1秒表的歸零，啟動(dòng)信號(hào)秒表的歸零，啟動(dòng)信號(hào)RESET、START的管腳的管腳分別連接按鍵開(kāi)關(guān)。分別連接按鍵開(kāi)關(guān)。2 2 蜂鳴器鳴響信號(hào)蜂鳴器鳴響信號(hào)SPEAKER接蜂鳴器的輸入。接蜂鳴器的輸入。3 3秒秒表計(jì)數(shù)時(shí)鐘信號(hào)表計(jì)數(shù)時(shí)鐘信號(hào)CLK的管腳同的管腳同2.5MHZ時(shí)鐘源時(shí)鐘源相連。相連。 輸出接口：輸出接口：秒表掃描顯示的驅(qū)動(dòng)信號(hào)管腳秒表掃描

18、顯示的驅(qū)動(dòng)信號(hào)管腳SEL2，SEL1，SEL0和和AG參照設(shè)計(jì)一中的連法。參照設(shè)計(jì)一中的連法。 一、設(shè)計(jì)要求（數(shù)字鐘的功能）一、設(shè)計(jì)要求（數(shù)字鐘的功能）1 1具有時(shí)，分，秒，計(jì)數(shù)顯示功能，以具有時(shí)，分，秒，計(jì)數(shù)顯示功能，以24小時(shí)循環(huán)計(jì)時(shí)。小時(shí)循環(huán)計(jì)時(shí)。2 2具有清零、調(diào)節(jié)小時(shí)、分鐘功能。具有清零、調(diào)節(jié)小時(shí)、分鐘功能。3. 3. 具有整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能。具有整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能。 二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模憾?shí)驗(yàn)?zāi)康模?掌握多位計(jì)數(shù)器相連的設(shè)計(jì)方法。掌握多位計(jì)數(shù)器相連的設(shè)計(jì)方法。2掌握十進(jìn)制、六進(jìn)制、二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)掌握十進(jìn)制、六進(jìn)制、二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)方法。器的設(shè)計(jì)方法。3鞏固多位共陰極掃描顯示數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)鞏固多

19、位共陰極掃描顯示數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)及編碼。及編碼。4掌握揚(yáng)聲器的驅(qū)動(dòng)。掌握揚(yáng)聲器的驅(qū)動(dòng)。5掌握掌握EDAEDA技術(shù)的層次化設(shè)計(jì)方法。技術(shù)的層次化設(shè)計(jì)方法。 三、硬件要求：三、硬件要求：1主芯片主芯片EPF10K10LC84-4。2蜂鳴器。蜂鳴器。38位八段掃描共陰極數(shù)碼顯示管。位八段掃描共陰極數(shù)碼顯示管。4 4三個(gè)按鍵開(kāi)關(guān)（清零，調(diào)小時(shí)，調(diào)分三個(gè)按鍵開(kāi)關(guān)（清零，調(diào)小時(shí)，調(diào)分鐘）。鐘）。 四、設(shè)計(jì)原理：四、設(shè)計(jì)原理：在同一芯片在同一芯片EPF10K10上集成了如下電路模塊：上集成了如下電路模塊： 1時(shí)鐘計(jì)數(shù)：秒時(shí)鐘計(jì)數(shù)：秒60進(jìn)制進(jìn)制BCD碼計(jì)數(shù)；碼計(jì)數(shù)；分分60進(jìn)制進(jìn)制BCD碼計(jì)數(shù)；碼計(jì)數(shù)；時(shí)時(shí)24

20、進(jìn)制進(jìn)制BCD碼計(jì)數(shù)；碼計(jì)數(shù)；同時(shí)整個(gè)計(jì)數(shù)器有清零，調(diào)分，調(diào)時(shí)功能。在接同時(shí)整個(gè)計(jì)數(shù)器有清零，調(diào)分，調(diào)時(shí)功能。在接近整數(shù)時(shí)間能提供報(bào)時(shí)信號(hào)。近整數(shù)時(shí)間能提供報(bào)時(shí)信號(hào)。2具有驅(qū)動(dòng)具有驅(qū)動(dòng)8位八段共陰掃描數(shù)碼管的片選驅(qū)動(dòng)位八段共陰掃描數(shù)碼管的片選驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出和八段字形譯碼輸出。信號(hào)輸出和八段字形譯碼輸出。3蜂鳴器在整點(diǎn)時(shí)有報(bào)時(shí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生。蜂鳴器在整點(diǎn)時(shí)有報(bào)時(shí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生。 五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟：五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟：1.根據(jù)電路持點(diǎn)，用層次設(shè)計(jì)概念將此設(shè)計(jì)任務(wù)分成若干模根據(jù)電路持點(diǎn)，用層次設(shè)計(jì)概念將此設(shè)計(jì)任務(wù)分成若干模塊，規(guī)定每一模塊的功能和各模塊之間的接口。培養(yǎng)學(xué)生之塊，規(guī)定每一模塊的功能和各模塊

21、之間的接口。培養(yǎng)學(xué)生之間的合作精神，同時(shí)加深層次化設(shè)計(jì)概念。間的合作精神，同時(shí)加深層次化設(shè)計(jì)概念。2.了解軟件的元件管理深層含義及模塊元件之間的連接概念，了解軟件的元件管理深層含義及模塊元件之間的連接概念，對(duì)于不同目錄下的同一設(shè)計(jì)，如何融合。對(duì)于不同目錄下的同一設(shè)計(jì)，如何融合。3.適配劃分前后的仿真內(nèi)容有何不同概念，仿真信號(hào)對(duì)象有適配劃分前后的仿真內(nèi)容有何不同概念，仿真信號(hào)對(duì)象有何不同，讓學(xué)生有更深一步了解。熟悉了何不同，讓學(xué)生有更深一步了解。熟悉了CPLD設(shè)計(jì)的調(diào)試設(shè)計(jì)的調(diào)試過(guò)程中手段的多樣化。過(guò)程中手段的多樣化。4.4.按適配劃分后管腳定位，同相關(guān)功能塊硬件電路接口連線。按適配劃分后管腳定

22、位，同相關(guān)功能塊硬件電路接口連線。 六、模塊說(shuō)明六、模塊說(shuō)明:各種進(jìn)制的計(jì)數(shù)及時(shí)鐘控制模塊（各種進(jìn)制的計(jì)數(shù)及時(shí)鐘控制模塊（10進(jìn)制、進(jìn)制、6進(jìn)進(jìn)制、制、24進(jìn)制）進(jìn)制）;掃描分時(shí)顯示、譯碼模塊掃描分時(shí)顯示、譯碼模塊; 揚(yáng)聲器編碼模塊揚(yáng)聲器編碼模塊;各模塊都用各模塊都用VHDL語(yǔ)言編寫。語(yǔ)言編寫。各功能模塊連接示意圖如圖所示。各功能模塊連接示意圖如圖所示。 數(shù)字鐘各模塊連接示意圖數(shù)字鐘各模塊連接示意圖 七、實(shí)驗(yàn)連線：七、實(shí)驗(yàn)連線：輸入接口：輸入接口：1 1 代 表 清 零 、 調(diào) 時(shí) 、 調(diào) 分 信 號(hào)代 表 清 零 、 調(diào) 時(shí) 、 調(diào) 分 信 號(hào) R E S E T 、SETHOUR、SETM

23、IN的管腳分別連接按鍵開(kāi)關(guān)。的管腳分別連接按鍵開(kāi)關(guān)。2 2代表計(jì)數(shù)時(shí)鐘信號(hào)代表計(jì)數(shù)時(shí)鐘信號(hào)CLK和掃描時(shí)鐘信號(hào)和掃描時(shí)鐘信號(hào)CLKDSP的管腳分別同的管腳分別同1HZ時(shí)鐘源和時(shí)鐘源和32HZ（或更（或更高）時(shí)鐘源相連。高）時(shí)鐘源相連。輸出接口：輸出接口：1 1代表掃描顯示的驅(qū)動(dòng)信號(hào)管腳代表掃描顯示的驅(qū)動(dòng)信號(hào)管腳SEL2，SEL1，SEL0和和AG參照設(shè)計(jì)一中的連法。參照設(shè)計(jì)一中的連法。2 2代表?yè)P(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)信號(hào)的管腳代表?yè)P(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)信號(hào)的管腳SPEAK同揚(yáng)聲器驅(qū)同揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)接口動(dòng)接口SPEAKER相連。相連。一、設(shè)計(jì)要求：一、設(shè)計(jì)要求：1、主干道和支干道交替放行，主干道每次放行、主干道和支干道交替

24、放行，主干道每次放行30秒，支干道每次放行秒，支干道每次放行20秒。秒。2、每次綠燈變紅燈時(shí)，黃燈先亮、每次綠燈變紅燈時(shí)，黃燈先亮5秒鐘，此時(shí)秒鐘，此時(shí)原紅燈不變。原紅燈不變。3、用十進(jìn)制數(shù)字（遞減計(jì)數(shù)）顯示放行和等待、用十進(jìn)制數(shù)字（遞減計(jì)數(shù)）顯示放行和等待時(shí)間。時(shí)間。一、一、 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求要求 設(shè)計(jì)一個(gè)共陰設(shè)計(jì)一個(gè)共陰16X16點(diǎn)陣控制接口，要求：在時(shí)點(diǎn)陣控制接口，要求：在時(shí)鐘信號(hào)的控制下，使點(diǎn)陣動(dòng)態(tài)點(diǎn)亮，顯示一定的字鐘信號(hào)的控制下，使點(diǎn)陣動(dòng)態(tài)點(diǎn)亮，顯示一定的字符或圖案花樣，其中位選信號(hào)為符或圖案花樣，其中位選信號(hào)為16-4編碼器編碼輸編碼器編碼輸出。出。 控制器的引腳功能圖如上圖所示，其中

25、：控制器的引腳功能圖如上圖所示，其中：DIN3.0為顯示花樣模式選擇，高電平有效；為顯示花樣模式選擇，高電平有效；CLK為時(shí)鐘輸入端；為時(shí)鐘輸入端；DOTOUT15.0為行驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出；為行驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出；SELOUT3.0為列選信號(hào)輸出，為為列選信號(hào)輸出，為16-4編碼信號(hào)。編碼信號(hào)。 16X16點(diǎn)陣控制接口引腳功能點(diǎn)陣控制接口引腳功能 l實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)16X16點(diǎn)陣的點(diǎn)陣的16列同時(shí)從上往下依次列同時(shí)從上往下依次點(diǎn)亮，全亮后點(diǎn)亮，全亮后16列又同時(shí)從下往上依次列又同時(shí)從下往上依次熄滅。熄滅。 列選信號(hào)：采用與列選信號(hào)：采用與7段數(shù)碼管的位選信號(hào)一樣的段數(shù)碼管的位選信號(hào)一樣的處理方法，即列掃描信號(hào)頻

26、率大于處理方法，即列掃描信號(hào)頻率大于24HZ。 行驅(qū)動(dòng)信號(hào)：可以采用移位的方法，可先定義一行驅(qū)動(dòng)信號(hào)：可以采用移位的方法，可先定義一個(gè)個(gè)16位的信號(hào)，若最高位置為位的信號(hào)，若最高位置為1，我們采用右移，我們采用右移的方法，使每一位都置的方法，使每一位都置1，這就實(shí)現(xiàn)依次點(diǎn)亮；，這就實(shí)現(xiàn)依次點(diǎn)亮；當(dāng)?shù)诋?dāng)?shù)?位也置位也置1后，給第后，給第0位置位置0，再采用左移的，再采用左移的方法將每一位又重新置方法將每一位又重新置0，這樣就實(shí)現(xiàn)了反相依，這樣就實(shí)現(xiàn)了反相依次熄滅，等第次熄滅，等第15位為位為0時(shí)，又重新開(kāi)始，以此循時(shí)，又重新開(kāi)始，以此循環(huán)。環(huán)。 對(duì)于其他的顯示花樣（對(duì)于其他的顯示花樣（比如文字顯

27、示比如文字顯示），請(qǐng)自），請(qǐng)自行設(shè)計(jì)。行設(shè)計(jì)。三、實(shí)驗(yàn)連線三、實(shí)驗(yàn)連線 將將CP端接時(shí)鐘輸出，并使輸入頻率約為端接時(shí)鐘輸出，并使輸入頻率約為1MHz，DIN3.0分別接分別接4位撥碼開(kāi)關(guān)，位撥碼開(kāi)關(guān)，DOTOUT15.0分分別接顯示模塊的別接顯示模塊的L15L0，SELOUT3.0分別接顯分別接顯示模塊的示模塊的SEL3SEL0。 1、系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求、系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 （1）要有）要有2種花型變化。種花型變化。 （2）2種花型可以自動(dòng)變換，循環(huán)往復(fù)。種花型可以自動(dòng)變換，循環(huán)往復(fù)。 （3）具有清零開(kāi)關(guān)。）具有清零開(kāi)關(guān)。 （4） 控制器有四組輸出控制器有四組輸出,每組至少能驅(qū)動(dòng)四只每組至少能驅(qū)動(dòng)四只LE

28、D。（2）設(shè)計(jì)用）設(shè)計(jì)用4只只LED組成的彩燈圖案。圖案的狀態(tài)變換至少組成的彩燈圖案。圖案的狀態(tài)變換至少有有2種，并且能自動(dòng)切換。種，并且能自動(dòng)切換。（3）彩燈圖案狀態(tài)變換的速度至少有快、慢兩種。）彩燈圖案狀態(tài)變換的速度至少有快、慢兩種。（ 4）安裝并調(diào)試彩燈控制器）安裝并調(diào)試彩燈控制器 3、具體操作、具體操作我們可以使用循環(huán)結(jié)構(gòu)可以讓一種花色亮一段時(shí)間，我們可以使用循環(huán)結(jié)構(gòu)可以讓一種花色亮一段時(shí)間，再進(jìn)入另一種花色，而這中間的時(shí)間控制可以通過(guò)制再進(jìn)入另一種花色，而這中間的時(shí)間控制可以通過(guò)制作分頻器來(lái)控制。安有清零端，當(dāng)按下按鈕，全滅。作分頻器來(lái)控制。安有清零端，當(dāng)按下按鈕，全滅。（難點(diǎn)：如何

29、控制時(shí)間使其循環(huán)，一種花色亮了一段（難點(diǎn)：如何控制時(shí)間使其循環(huán)，一種花色亮了一段時(shí)間，在進(jìn)入另一種花色，并且使其也亮相同的時(shí)時(shí)間，在進(jìn)入另一種花色，并且使其也亮相同的時(shí)間）。間）。1、設(shè)計(jì)具體要求、設(shè)計(jì)具體要求 要求完成八路搶答器的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)完成后芯片具有搶答器的全要求完成八路搶答器的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)完成后芯片具有搶答器的全部功能，包括顯示和操作接口。搶答器要求有八路搶答輸入，搶答部功能，包括顯示和操作接口。搶答器要求有八路搶答輸入，搶答邏輯設(shè)計(jì)合理（具有搶答鎖定），搶答編號(hào)顯示，搶答成功指示，邏輯設(shè)計(jì)合理（具有搶答鎖定），搶答編號(hào)顯示，搶答成功指示，搶答完成后狀態(tài)復(fù)位。搶答完成后狀態(tài)復(fù)位。 根據(jù)搶答要求，系統(tǒng)所需實(shí)現(xiàn)的功能如下：根據(jù)搶答要求，系統(tǒng)所需實(shí)現(xiàn)的功能如下：（1）主持人按鍵清零，數(shù)碼顯示）主持人按鍵清零，數(shù)碼顯示0，蜂鳴器不叫，進(jìn)入搶答狀態(tài)。，蜂鳴器不叫，進(jìn)入搶答狀態(tài)。（2）主持人發(fā)出開(kāi)始命令，）主持人發(fā)出開(kāi)始命令，8人開(kāi)始搶答。其中一人先按下?lián)尨疰I，人開(kāi)始搶答。其中一人先按下?lián)尨疰I，蜂鳴器發(fā)出鳴叫，數(shù)碼顯示該人號(hào)碼，其他人再按鍵，系統(tǒng)不再響蜂鳴器發(fā)出鳴叫，數(shù)碼顯示該人號(hào)