《EDA多功能彩燈》課程設(shè)計(jì)

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1、目錄目錄1第一章引言21.1EDA技術(shù)及其發(fā)展21.2EDA技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)21.3EDA技術(shù)的設(shè)計(jì)方法3第二章彩燈電路控制設(shè)計(jì)32.1設(shè)計(jì)要求4第三章.各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)53.1四種分頻的分頻計(jì)5第四章設(shè)計(jì)成果及其實(shí)驗(yàn)結(jié)果104.1實(shí)驗(yàn)電路框圖104.2彩燈整體原理圖114.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果11第五章結(jié)束語11參考文獻(xiàn)1212第一章引言1.1EDA技術(shù)及其發(fā)展電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化EDA(ElectronicDesignAutomation)技術(shù)的發(fā)展和普及給數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)帶來了革命性的變化。它作為現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)技術(shù)的核心，依賴于功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)，在EDA工具軟

2、件平臺(tái)上，對(duì)以硬件描述語言HDL(HardwareDescriptionLanguage)為系統(tǒng)邏輯描述手段完成的設(shè)計(jì)文件，自動(dòng)地完成邏輯化簡(jiǎn)、邏輯分割、邏輯綜合、結(jié)構(gòu)綜合(布局布線),以及邏輯優(yōu)化和仿真測(cè)試等項(xiàng)功能，直至實(shí)現(xiàn)既定性能的電子線路系統(tǒng)功能。EDA技術(shù)在21世紀(jì)后，得到更大的發(fā)展，突出表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：使電子設(shè)計(jì)成果以自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的方式得以明確表達(dá)和確認(rèn)成為可能。在仿真驗(yàn)證和設(shè)計(jì)兩方面都支持標(biāo)準(zhǔn)硬件描述語言的功能強(qiáng)大的EDA軟件不斷推出。電子技術(shù)全方位進(jìn)入EDA時(shí)代，數(shù)字技術(shù)日益成熟，傳統(tǒng)電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)建模理念也發(fā)生重大的變化：軟件

3、無線電技術(shù)的崛起，模擬電路系統(tǒng)硬件描述語言的表達(dá)和設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化，系統(tǒng)可編程模擬器件的出現(xiàn)，數(shù)字信號(hào)處理和圖像處理的全硬件實(shí)現(xiàn)方案的普遍接受，軟硬件技術(shù)和功能及其結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步融合等。④EDA使得電子技術(shù)領(lǐng)域各學(xué)科的界限更加模糊，更加互為包容，如模擬與數(shù)字、軟件與硬件、ASIC與FPGA等。⑤軟硬件IP核在電子行業(yè)的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域、技術(shù)領(lǐng)域和設(shè)計(jì)應(yīng)用領(lǐng)域得到進(jìn)一步確認(rèn)和廣泛的應(yīng)用。1.2EDA技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)EDA技術(shù)的基本特征是采用高級(jí)語言描述，具有系統(tǒng)級(jí)仿真和綜合能力。它采用“自頂向下”的設(shè)計(jì)方法，與傳統(tǒng)的基于標(biāo)準(zhǔn)邏輯器件的“自底向上”數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)方

4、法相比，EDA技術(shù)具有以下特點(diǎn)：①用軟件的方式設(shè)計(jì)硬件。從設(shè)計(jì)輸入到下載配置前的整個(gè)過程幾乎不涉及硬件，通過軟件方式修改硬件設(shè)計(jì)。12②設(shè)計(jì)全程，包括電路系統(tǒng)描述、硬件設(shè)計(jì)、仿真測(cè)試、綜合、調(diào)試、軟件設(shè)計(jì)，直至硬件系統(tǒng)都由計(jì)算機(jī)完成。③目標(biāo)系統(tǒng)可現(xiàn)場(chǎng)編程，在線升級(jí)；集成度更高，可構(gòu)建片上系統(tǒng)。④對(duì)設(shè)計(jì)人員的硬件知識(shí)要求低，通過EDA工具，即使設(shè)計(jì)人員不熟悉各種半導(dǎo)體工藝，也能完成電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。它基于芯片，大量使用大規(guī)模可編程邏輯器件，以縮短產(chǎn)品的上市時(shí)間，提高產(chǎn)品性能、縮小產(chǎn)品體積、降低產(chǎn)品消耗；它廣泛運(yùn)用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)，提高電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化程

5、度，縮短開發(fā)周期，提高品競(jìng)爭(zhēng)力。閃爍的彩燈在娛樂場(chǎng)所、餐飲等日常生活環(huán)境中應(yīng)用廣泛，彩燈的亮、滅具有一定的周期和規(guī)律，采用EDA技術(shù)容易設(shè)計(jì)和修改其控制電路。1.3EDA技術(shù)的設(shè)計(jì)方法EDA技術(shù)是將傳統(tǒng)的搭積木式設(shè)計(jì)模式變?yōu)樽皂敹碌脑O(shè)計(jì)模式，設(shè)計(jì)人員通過計(jì)算機(jī)和EDA開發(fā)工具即可設(shè)計(jì)和開發(fā)出各種功能電路。EDA技術(shù)從系統(tǒng)總體出發(fā)，自上而下地逐步細(xì)化設(shè)計(jì)內(nèi)容，最后完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)。它包括下面幾個(gè)設(shè)計(jì)步驟：1.設(shè)計(jì)準(zhǔn)備。依據(jù)設(shè)計(jì)要求，選取合適的設(shè)計(jì)方案和器件類型，對(duì)系統(tǒng)功能細(xì)化，合理劃分功能模塊，畫出功能框圖。2.設(shè)計(jì)輸入。選取原理圖、硬件描述語言等

6、進(jìn)行設(shè)計(jì)輸入。3.功能仿真。通過建立波形文件和測(cè)試向量，在編譯前對(duì)設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行邏輯功能驗(yàn)證，此時(shí)的仿真沒有考慮延時(shí)信息。4.設(shè)計(jì)處理。編譯軟件將對(duì)設(shè)計(jì)輸入文件進(jìn)行邏輯化簡(jiǎn)、綜合優(yōu)化、適配和分割、布局布線，最后產(chǎn)生編程文件。5.時(shí)序仿真?？紤]延時(shí)信息，分析系統(tǒng)和各模塊時(shí)序關(guān)系，估計(jì)設(shè)計(jì)的性能，檢查和消除競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)。6.器件編程測(cè)試。將仿真成功后適配器產(chǎn)生的配置文件通過編程器或下載電纜寫入目標(biāo)芯片，并對(duì)硬件系統(tǒng)進(jìn)行檢查、測(cè)試。第二章彩燈電路控制設(shè)計(jì)122.1設(shè)計(jì)要求基于EDA技術(shù)，利用Alter公司的可編程器件EP1K30TC144-3和Maxpl

7、usII軟件平臺(tái)，設(shè)計(jì)一個(gè)多功能彩燈控制電路，控制16個(gè)彩燈周期性地自動(dòng)改變顯示模式并且能夠改變顯示頻率。這里設(shè)用發(fā)光二極管模擬彩燈，用兩個(gè)按鍵來控制頻率選擇和亮燈花樣選擇。顯示頻率分設(shè)為時(shí)鐘信號(hào)的頻率的八分頻、四分頻、二分頻和其本身頻率。彩燈設(shè)為四組閃爍形式，具體如下：第一組燈亮默認(rèn)為從LED0到LED15依次單獨(dú)循環(huán)燈亮；第二組燈亮情況依次為全亮,LED0到LED7這8個(gè)彩燈亮,LED0到LED3這4個(gè)彩燈亮,LED0到LED1這2個(gè)彩燈亮，全不亮,LED0到LED1這2個(gè)彩燈亮,LED0到LED3這4個(gè)彩燈亮,LED0到LED7這8個(gè)彩燈

8、亮,LED0到LED9這10個(gè)彩燈亮,LED0到LED11這12個(gè)彩燈亮,LED0到LED13這14個(gè)彩燈亮,全亮,LED6到LED9這4個(gè)彩燈亮,L