EDA流水灯课程设计.doc

黄冈师院物电学院EDA技术课程设计报告 项目名称： 多模式流水灯设计 专业年级： 电子信息工程2010级 学 号： 201022240202 学生姓名： 指导教师： 冯 杰 报告完成日期 2012 年 12 月 30 日 评阅结果 评阅教师 第一章 绪论1.1 系统背景1.1.1、EDA技术EDA技术是指以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术的最新成果，进行电子产品的自动设计。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VHDL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技术的出现，极大地提高了电路设计的效率和可操作性，减轻了设计者的劳动强度。1.1.2、实验内容设计可以多模式控制的流水灯，并用Max+Plus10.2进行编译和仿真，可以在实验箱上实现自己的需求功能。1.1.3、设计要求可以进行不同频率选择及不同模式选择进行组合，必须有手动选择组合，至少4种流水灯方式第二章 系统电路设计2.1 系统总体设计框架结构 EDA课程设计报告设计原理 ： 由分频器实现2、4、8、16的分频，设计一个十六进制计数器，由低位控制四选一电路，高位控制模式选择电路。模式选择则由状态机来实现四种状态之间的转换。2.2系统单元电路设计2.2.1分频器设计程序如下：LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.std_LOGIC_ARITH.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY CLK_DIV ISPORT(CLK : IN STD_LOGIC; CLK_DIV2 :OUT STD_LOGIC; CLK_DIV4 :OUT STD_LOGIC; CLK_DIV8 :OUT STD_LOGIC; CLK_DIV16 :OUT STD_LOGIC);END CLK_DIV;ARCHITECTURE RTL OF CLK_DIV IS SIGNAL COUNT : STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0);BEGINPROCESS(CLK)BEGIN IF (CLKEVENT AND CLK=1) THEN IF(COUNT=1111) THEN COUNT0); ELSE COUNT=COUNT+1; END IF; END IF;END PROCESS;CLK_DIV2=COUNT(0);CLK_DIV4=COUNT(1);CLK_DIV8=COUNT(2);CLK_DIV16=COUNT(3);END RTL;仿真分析：本程序用VHDl语言，对时钟信号进行2分频、4分频、8分频、16分频。由仿真波形图看出：、的时钟周期分别是的倍，倍，倍，倍。所以该程序实现了2分频、4分频、8分频、16分频，及达到了设计目的。仿真波形：. .四选一电路程序如下：LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;entity MUX4_1 IS PORT (a,b,c,d: in std_logic; s1,s2: in std_logic; y : out STD_LOGIC);END ENTITY MUX4_1;ARCHITECTURE one OF MUX4_1 ISBEGINy = a when s1 = 0 and s2=0 else b when s1 = 0 and s2=1 else c when s1 = 1 and s2=0 else d when s1 = 1 and s2=1 else 0;end ARCHITECTURE one;仿真波形：仿真结果分析：由仿真图可以看出，当，时，输出；当，时，输出；当，时，输出；当，时，输出；所以，该程序实现了四选一的目的，达到了设计要求。.十六进制计数器程序如下：LIBRARY ieee;USE ieee.std_logic_1164.all;USE ieee.std_logic_unsigned.all;ENTITY CNT_16 ISPORT( CLRN,CLK: IN STD_LOGIC; A:OUT STD_LOGIC_vector(1 downto 0); B:OUT STD_LOGIC_vector(1 downto 0);END CNT_16;ARCHITECTURE a OF CNT_16 ISBEGIN PROCESS(CLK,CLRN) VARIABLE tmpha:std_logic_vector(3 downto 0);BEGIN IF CLRN=1 THEN tmphA := 0000; ELSIF CLKevent AND CLK=1 THEN if tmphaB=00;AB=00;AB=00;AB=00;AB=01;AB=01;AB=01;AB=01;AB=10;AB=10;AB=10;AB=10;AB=11;AB=11;AB=11;AB=11;AB=00;A=00; END CASE; END PROCESS ;END a;仿真波形：仿真结果分析：由仿真图可以看出，作为计数器的低位，作为计数器的高位，对脉冲进行计数。实现了十六进制计数的功能。达到了设计的目的。. .状态机程序程序如下：LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY SJ IS PORT (RESET,CLK :IN STD_LOGIC; a1,a2 :IN STD_LOGIC; Y :OUT STD_LOGIC_VECTOR (15 DOWNTO 0);END sJ;ARCHITECTURE behv OF SJ IS TYPE FSM_ST IS(s0,s1,s2,s3,S4,S5,S6,S7,S8,S9,S10,S11,S12,S13,S14,S15);SIGNAL current_state,next_state:FSM_ST;BEGIN REG: PROCESS(reset,clk) BEGIN IF reset =1 THEN current_state = s0; ELSIF clk=1 AND clk EVENT THEN current_state Y=0000000000000001; NEXT_STATEY=0000000000000011 ;NEXT_STATEY=0000000000000111; NEXT_STATEY=0000000000001111; NEXT_STATEY=0000000000011111; NEXT_STATEY=0000000000111111; NEXT_STATEY=0000000001111111; NEXT_STATEY=0000000011111111;NEXT_STATEY=0000000111111111 ;NEXT_STATEY=0000001111111111 ;NEXT_STATEY=0000011111111111 ;NEXT_STATEY=0000111111111111 ;NEXT_STATEY=0001111111111111 ;NEXT_STATEY=0011111111111111;NEXT_STATEY=0111111111111111 ;NEXT_STATEY=1111111111111111 ;NEXT_STATEY=0111111111111111; 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