【基于EDA的交通灯控制系统的设计】.docVIP

目录 第1章：绪论 1 1.1 EDA技术概述 1 1.1.1 EDA技术的发展与应用 1 1.1.2 EDA技术的基本特征 1 1.1.3 EDA的设计方法 2 1.2 数字系统 2 1.3 数字系统的设计方法 3 1.3.1 自底向上的设计方法(Bottom Up) 4 1.3.2 自顶向下设计(Top Down) 4 1.4 现代数字系统的设计过程 4 第2章：交通灯控制系统介绍 5 2.1 交通灯控制系统的功能 5 2.2 交通灯控制系统设计 5 2.3 交通灯控制系统的基本组成模块 5 2.4 交通灯控制器状态 6 2.5 程序流程图 6 第3章：交通灯控制系统的设计 7 3.1 交通灯控制器功能描述及设计方法 7 3.2 设计要求 7 3.2.1 控制部分的设计 8 3.2.2 显示部分的设计 9 3.2.3 分频器部分的设计 10 3.3 交通灯控制系统的仿真 11 3.3.1 对交通灯控制部分进行仿真 11 3.3.2 对交通灯显示部分模块进行仿真 11 3.3.3 对交通灯系统进行仿真 12 3.4 程序下载 13 3.4.1 引脚配置 13 3.4.2 编程下载 13 第4章：课程设计总结 14 参考文献 15 第1章：绪论 1.1 EDA技术概述 EDA是电子设计自动化（Electronic Design Automation）的缩写，在20世纪90年代初从计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）和计算机辅助工程（CAE）的概念发展而来的。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HDL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工作。EDA技术的发展与应用电子设计技术的核心就是EDA技术，EDA是指以计算机为工作平台，融合应用电子技术、计算机技术、智能化技术必威体育精装版成果而研制成的电子CAD通用软件包，主要能辅助进行三方面的设计工作，即IC设计、电子电路设计和PCB设计。EDA 技术是伴随着计算机、集成电路、电子系统设计的发展, 经历了计算机辅助设计(CAD) 、计算机辅助工程设计(CAE) 和电子系统设计自动化( ESDA) 三个发展阶段。20 世纪70 年代为CAD 阶段, 这一阶段人们开始用计算机辅助进行IC 版图编辑和PCB 布局布线, 取代了手工操作。80 年代为CAE 阶段,与CAD 相比, 除了纯粹的图形绘制功能外, 又增加了电路功能设计和结构设计, 并通过电气连接网表将两者结合在一起,以实现工程设计。90 年代为ESDA 阶段, ESDA 的基本特征是设计人员按“自顶向下”的设计方法, 对整个系统进行方案设计和功能划分, 系统的关键部分用一片或几片专用集成电路实现, 然后采用硬件描述语言(HDL) 完成系统行为级设计, 最后通过综合器和适配器生成最终的目标器件。ESDA 的出现, 使设计师开始实现“概念驱动工程”的梦想, 从而摆脱了大量的辅助设计作, 把精力集中在创造性的方案与概念构思上, 极大地提高了系统的效率, 缩短了产品的研制周期。 1.1.2 EDA技术的基本特征EDA代表了当今电子设计技术的必威体育精装版发展方向，它的基本特征是：设计人员按照“自顶向下”的设计方法，对整个系统进行方案设计和功能划分，系统的关键电路用一片或几片专用集成电路（ASIC）实现，然后采用硬件描述语言（HDL）完成系统行为级设计，最后通过综合器和适配器生成最终的目标器件，这样的设计方法被称为高层次的电子设计方法。设计方法“自顶向下”的设计方法。高层次设计是一种“自顶向下”的全新设计方法，这种设计方法首先从系统设计人手，在顶层进行功能方框图的划分和结构设计。在方框图一级进行仿真、纠错，并用硬件描述语言对高层次的系统行为进行描述，在系统一级进行验证。然后，用综合优化工具生成具体门电路的网络表，其对应的物理实现级可以是印刷电路板或专用集成电路。由于设计的主要仿真和调试过程是在高层次上完成的，这既有利于早期发现结构设计上的错误，避燃计工作的浪费，又减少了逻辑功能仿真的工作量，提高了设计的一次成功率。硬件描述语言硬件描述语言（HDL）是一种用于设计硬件电子系统的计算机语言，它用软件编程的方式来描述电子系统的逻辑功能、电路结构和连接形式，与传统的门级描述方式相比，它更适合大规模系统的设计。VHDL是一种全方位的硬件描述语言，包括系统行为级。寄存器传输级和逻辑门级多个设计层次，支持结构、数据流和行为三种描述形式的混合描述，因此VHDL几乎覆盖了以往各种硬件俄语言的功能，整个自顶向下或由底向上的电路设计过程都可以用VHDL来完成。