EDA彩燈循環(huán)課程設計

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1、燕山大學課程設計說明書引言數(shù)字電路主要是基于兩個信號（我們可以簡單的說是有電壓和無電壓），用數(shù)字信號完成對數(shù)字量進行算術運算和邏輯運算的電路我們稱之為數(shù)字電路，它具有邏輯運算和邏輯處理等功能，數(shù)字電路可分為組合邏輯電路和時序邏輯電路。1EDA簡介EDA（ElectronicsDesignAutomation）技術是隨著集成電路和計算機技術的飛速發(fā)展應運而生的一種高級、快速、有效的電子設計自動化工具。它是為解決自動控制系統(tǒng)設計而提出的，從70年代經(jīng)歷了計算機輔助設計（CAD），計算機輔助工程（CAE），電子系統(tǒng)設計自動化（ESDA）3個階段。前兩個階段的EDA產(chǎn)品都只

2、是個別或部分的解決了電子產(chǎn)品設計中的工程問題；第三代EDA工具根據(jù)工程設計中的瓶頸和矛盾對設計數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)了統(tǒng)一管理，并提出了并行設計環(huán)境概念，提供了獨立于工藝和廠家的系統(tǒng)級的設計工具。EDA關鍵技術之一就是采用硬件描述語言對硬件電路進行描述，且具有系統(tǒng)級仿真和綜合能力。目前應用比較廣泛的硬件描述語言就是VerilogHDL。2VerilogHDL簡介VerilogHDL和VHDL一樣，是目前大規(guī)模集成電路設計中最具代表性、使用最廣泛的硬件描述語言之一。VerilogHDL具有如下特點：（1）能夠在不同的抽象層次上，如系統(tǒng)級、行為級、RTL級、門級和開關級，對設計系統(tǒng)

3、進行精確而簡練的描述。（2）能夠在每個抽象層次的描述上對設計進行仿真驗證，及時發(fā)現(xiàn)及時發(fā)現(xiàn)可能存在的錯誤，縮短設計周期，并保存整個設計過程的正確性。（3）由于代碼描述與工藝過程實現(xiàn)無關，便于設計標準化，提高設計的可重用性。如國有C語言的編程基礎經(jīng)驗，只需很短的時間就能學會和掌握VerilogHDL，因此，VerilogHDL可以作為學習HDL設計方法的入門和基礎。共15頁第15頁燕山大學課程設計說明書第1章設計說明1.1設計思路本設計名稱為彩色信號燈控制，要實現(xiàn)的基本功能為三乘三列的彩色信號燈LED9至LED17依次亮滅至10次，同時用數(shù)碼管顯示循環(huán)的次數(shù)，當循環(huán)到

4、十次時點陣顯示字母V，且循環(huán)停止，彩燈亮滅的顯示間隔設為0.5秒或1秒。故為實現(xiàn)此設計我采用了三個時鐘頻率，兩個低頻頻率CLK1、CLK2用以控制彩燈亮滅的時間間隔，同時通過輸入的數(shù)字開關信號SWITCH選擇CLK1或CLK2,以控制彩燈顯示時間間隔的大小，CLK3設為1024HZ的中頻頻率，用以控制點陣顯示的行列掃描及動態(tài)數(shù)碼管顯示掃描。當switch開關信號選擇顯示頻率后，按照任務書要求LED燈的14個狀態(tài)開始循環(huán)，循環(huán)一次中間變量COUT計數(shù)1，同時使CLK3高頻信號掃描點陣顯示及數(shù)碼管顯示，控制當COUT計數(shù)為十時，點陣顯示字母V，在計數(shù)的同時通過COUT同

5、時控制兩位動態(tài)數(shù)碼管顯示循環(huán)的次數(shù)即輸出動態(tài)數(shù)碼管段選信號，并且輸出數(shù)碼管位選信號控制十位數(shù)及個位數(shù)的分別顯示。1.2模塊介紹本次設計值采用了一個模塊來實現(xiàn)設計要求。在模塊里先是定義個輸入輸出變量，及中間變量，其中F為LED燈顯示信號，Q為動態(tài)數(shù)碼管段顯示信號，row為點陣顯示行信號，liner為點陣顯示列信號ss0為動態(tài)數(shù)碼管段位顯示信號，cout中間變量為循環(huán)計數(shù)定義，ge中間變量為個位數(shù)碼管顯示值，shi中間變量為十位數(shù)碼管顯示值。在本模塊中，共用了三個always句塊來實現(xiàn)所要求的的基本功能，首先通過assign語句，給中間變量clk賦值，使switch為高

6、電平時，clk為clk1，當switch為低電平時，clk為clk2,然后在第一個always句塊中，使clk為其敏感信號，在該句塊內(nèi)先通過中間變量a，及case語句實現(xiàn)LED燈14個狀態(tài)的循環(huán)，且循環(huán)一次循環(huán)計數(shù)中間變量cout增一，同時將cout賦值給個位數(shù)碼管顯示值ge，當cout增至十時，給十位數(shù)碼管顯示值shi賦值1，同時使a等于15，在case語句中執(zhí)行default語句，使LED燈全部熄滅，循環(huán)結(jié)束，在第二個always句塊中以1024HZ的clk3為敏感信號，當cout為10時，通過中間變量b執(zhí)行case語句，輸出點陣行列信號的4個狀態(tài)，使點陣顯示字

7、母V。在第三個always句塊內(nèi)，以shi及ge為敏感信號，在句塊內(nèi)部使當clk3為高電平時，輸出位選信號ss0為1，選數(shù)碼管DS7A用以顯示循環(huán)的個位數(shù)，然后通過ge執(zhí)行case語句，輸出個位數(shù)的段選信號。然后使clk3為低電平時，輸出位選信號ss0為0，選數(shù)碼管DS78用以顯示循環(huán)的十位數(shù)，再通過shi執(zhí)行case語句，輸出十位數(shù)的段選信號。1.3真值表共15頁第15頁燕山大學課程設計說明書a)計數(shù)器1中計數(shù)值COUT與SHI和GE位的對應關系：COUTSHI3SHI2SHI1SHI0GE3GE2GE1GE00000000001000000012000000