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E D A课 程 设 计学院:电气信息学院专业年级:通信工程2013级姓名:学号课题:EDA课程设计指导老师:日期：2016年7月6日第一章多功能数字钟的设计1、设计任务了解数字钟的工作原理，进一步熟悉VHDL语言编写驱动七段数码管显示代码，并且掌握用多进程的方式实现一个综合性的程序。最终实现硬件和软件多功能数字钟的设计。（1）显示的格式为小时-分钟-秒钟，是24小时制，整点报时时间为5秒，级从整点前5秒钟开始进行报时提示，LED灯开始闪烁，过整点后，停止闪烁。（2）系统时钟选择时钟模块的10KHz，要得到1Hz时钟信号，必须对系统时钟进行10000次分频。（3）调整时间的按键用按键模块的S1和S2，S1调节小时，每按下一次，小时增加一个小时，S2调节分钟，每按下一次，分钟增加一分钟。另外用S8按键作为系统时钟复位，复位后全部显示00-00-00。2、方案设计2.1软件设计方案用VHDL语言编写程序实现设计内容中需要实现的功能。将编写好的VHDL的程序加载到硬件电路中，从而驱动七段数码管时间，并用按键控制时间的变化，用软件仿真验证实验结果。2.2硬件设计方案在软件方案实现的基础上，将已经运行成功的程序，将结果烧制到硬件电路中，最后生成顶层电路原理图。3、设计的具体实现3.1设计步骤3.1.1打开QUARTUSII软件，新建一个工程3.1.2建完工程之后，再新建一个VHDL File，打开VHDL编辑器对话框；3.1.3按照自己设计方案，在VHDL编辑窗口编写VHDL程序；(程序见附录)3.1.4编写完VHDL程序后，保存在自己新建的文件夹在D盘的目录下；3.1.5对自己编写的VHDL程序进行编译仿真，对程序的错误进行修改，直到完全通过编译和仿真；3.1.6仿真无误后，依照按键开关、数码管、LED灯与FPGA的管脚连接表进行管脚分配。分配完成后，在进行编译一次，以使管脚分配生效；端口名使用模块信号对应FPGA管脚说明CLK数字信号源C13时钟为10KHzHOUR按键开关S1P25调整小时MIN按键开关S2P26调整分钟RESET按键开关S8N25复位LED0LED灯模块LED1G13整点倒计时LED1LED灯模块LED2G15LED2LED灯模块LED3G14LED3LED灯模块LED4H12DISPLAY0数码管A段F13时间显示DISPLAY1数码管B段F14DISPLAY2数码管C段F15DISPLAY3数码管D段E15DISPLAY4数码管E段F16DISPLAY5数码管F段F17DISPLAY6数码管G段E18SEG-SEL0位选DEL0G18SEG-SEL1位选DEL1G17SEG-SEL2位选DEL2G163.1.7用下载电缆通过JTAG口将对应的sof文件加载到FPGA中，观察设计结果是否和自己的编程思想一致。4、设计的实验验证结果4.1在硬件电路板上，七段数码管显示的结果在附录中的数字时钟的源程序，当设计文件加载到目标器件后，将数字信号源模块的时钟选为10KHZ，数码换开始显示时间，从00︰00︰00开始。整点正在前5秒的时候。LED灯的模块LED1-LED5开始闪烁，一旦超过整点，LED停止显示。按动按键开关的S1、S2小时和分钟开始步进，步进开始调整。按下按键开关S8，显示恢复到00-00-00从新开始显示时间。4.2用软件的方法仿真验证实验结果4.2.1用生成顶层原理图输入法的结果和分析4.2.2用软件仿真波形的仿真结果和分析在100KHZ的情况下，将RST、S1、S2设置在高电平和低电平时，仿真结果没有发生变化，因为时钟周期很长，所以无变化。5、心得体会通过本次课程设计对EDA这门课程又有了更深入的了解和学习，特别是对VHDL语言编写程序的掌握进一步的加强了。在进行硬件调试的时候因为管脚分配错误的问题一直得不到正确的硬件仿真结果，也让我明白了做实验需要认真仔细。6、参考文献[1]李景华,杜玉远.可编程逻辑器件与EDA技术.沈阳:东北大学出版社,2000[2]Pedroni,V.A.VHDL数字电路教程.北京：电子工业出版社，2005[3] 曲伟建. EDA技术在数字电子电路设计中的应用[J]. 电测与仪表. 2004(05)[4] 林若波. 基于VHDL的有限状态机电路设计[J]. 中国水运(理论版). 2007(09)[5] 康华光．电子技术基础（数字部分）［M］．北京：高等教育出版社，2001．第二章交通信号灯控制器设计1、设计任务用EDA设计一个简单的交通灯控制器，具有如下功能：（1）设计一个交通信号灯控制器，由一条主干道和一条支干道汇合成十字路口，在每个入口处设置红、绿、黄三色信号灯，红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停在禁行线外。（2）用红、绿、黄发光二极管作信号