EDA课程设计 游戏机Word格式文档下载.docx

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学号

学生姓名

专业（班级）

设计题目

游戏机

设

计

技

术

参

数

●三个数码管循环显示0-8

●按下按钮，数码管按照不同的速率显示，松开按钮，显示停止，当三个数相同时，获胜

●复位按钮使显示回到初始状态

●用指示灯表示输赢情况，指示灯亮表明获胜

●功能扩展：

获胜时，蜂鸣器响鸣三秒；

失败时，8个LED灯流动闪烁。

要

求

●用静态数码管完成显示功能

●使用时钟频率控制显示速率

工

作

量

●学会使用Max+PlusII软件和实验箱；

●独立完成电路设计，编程下载、连接电路和调试；

●参加答辩并书写任务书。

划

1.了解EDA的基本知识，学习使用软件Max+PlusII，下发任务书，开始电路设计；

2.学习使用实验箱，继续电路设计；

3.完成电路设计；

4.编程下载、连接电路、调试和验收；

5.答辩并书写任务书。

考

资

料

《数字电子技术基础》.阎石主编.高等教育出版社.

《EDA课程设计指导书》

指导教师签字

吕宏诗张强

基层教学单位主任签字

金海龙

2011年12月23日

目录

第1章摘要…………………………………………………………………………………4

第2章引言…………………………………………………………………………………4

第3章设计说明……………………………………………………………………………5

3.1功能描述……………………………………………………………………………5

3.2设计思路……………………………………………………………………………5

3.3相关元件真值表……………………………………………………………………5

第4章基本原理及仿真波形………………………………………………………………7

第5章管脚锁定及硬件连接……………………………………………………………12

心得体会……………………………………………………………………………………13

参考文献……………………………………………………………………………………14

第一章摘要

EDA技术，就是指以大规模可编程逻辑器件为设计载体，以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式，以计算机、大规模可编程逻辑器件的开发软件及实验开发系统为设计工具，通过有关的开发软件，自动完成用软件方式设计的电子系统到硬件系统的逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合及优化、逻辑布局布线、逻辑仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射、编程下载等工作，最终形成集成电子系统或专用集成芯片的一门新技术。

利用EDA技术进行电子系统的设计，具有以下几个特点：

①用软件的方式设计硬件；

②用软件方式设计的系统到硬件系统的转换是由有关的开发软件自动完成的；

③设计过程中可用有关软件进行各种仿真；

④系统可现场编程，在线升级；

⑤整个系统可集成在一个芯片上，体积小、功耗低、可靠性高。

因此，EDA技术是现代电子设计的发展趋势。

在本次EDA课程设计中，我的课题是“游戏机”。

本文从电路原理着手，首先介绍一下游戏机的设计思路，其次详细介绍其各个子模块的原理图，然后是用MAX+PLUS

设计的电路模块，最后仿真结果。

第二章引言

数字电路主要是基于两个信号（我们可以简单的说是有电压和无电压），用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路我们称之为数字电路，它具有逻辑运算和逻辑处理等功能，数字电路可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路。

设计过程采用科学系统的设计方法，先认真阅读任务书，明确任务要求，确定主要元件，然后进行功能描述，列出真值表，再确定总体设计思路，划分各部分功能模块，然后进行具体设计，决定各个功能模块中的内部电路，按功能要求对个功能模块进行连接，然后通过MAX+plusⅡ对数字电路实现同步模拟分析，得到波形仿真图验证功能，如果所得波形与真值表一直，证明电路能实现要求的功能，基本上符合实验要求，最后进行管脚锁定和硬件连接，上箱测试并调试。

第三章设计说明

3.1功能描述

1）三个数码管循环显示0-8

2）按下按钮，数码管按照不同的速率显示，松开按钮，显示停止，当三个数相同时，获胜

3）复位按钮使显示回到初始状态

4）获胜时，蜂鸣器鸣三秒；

3.2设计思路

本设计是一个含复位功能的游戏机。

整个系统由五部分构成：

分频部分，计数部分，比较部分，显示输出部分和复位部分。

分频部分有两个74161构成，把频率分成1/64、1/128、1/256三部分作为三个计数器的脉冲信号。

计数部分由74160组成，通过三个反相器和四输入与非门把74160由十进制改成九进制（置数法）。

输出端经由静态数码管译码输出三个十进制数。

由于分频部分给出三个不同的频率信号，分别通过计数器从而使三个数码管循环速率不一致。

比较部分对输出的3个4位二进制数的每一位同或并相与。

如果数码管循环停止时三个数字相同，则输出高电平。

如果数码管循环停止时三个数字不同，则输出低电平。

显示输出部分由LED流水灯和蜂鸣器构成。

如果游戏获胜则比较部分输出高电平驱动蜂鸣器响鸣三秒。

如果游戏失败则比较部分输出低电平，通过反相器输出高电平驱动8个LED灯流动闪烁。

复位部分由一个JK触发器和一个D触发器构成。

同时复位信号接计数器的清零信号。

当输入复位信号后计数器清零同时由于JK触发器和D触发器控制输出信号为低电平，无法驱动显示输出部分。

同时也实现了分频器输入信号时保证显示输出部分不工作。

3.3相关元件真值表

（1）十进制计数器74160真值表

（2）4线-16线译码器74154真值表

第四章基本原理及仿真波形

4.1分频部分

具体电路构成如图所示：

两个74161构成256进制计数器。

所以QD、QC、QB输出频率分别是输入脉冲的1/256、1/128、1/64。

从而提供给计数器提供三个不同频率的脉冲信号，来实现三个数码管的不同循环速率。

4.2计数部分

具体电路构成如图所示，通过74160用置数法把十进制转换成九进制，输出为4位二进制数。

通过静态数码管转换成十进制数并显示。

4.3比较部分

具体电路构成如图所示，将三个四位输出端的每一位分别同或。

如果三个数完全一致则输出高电平，否则输出低电平。

波形仿真图：

4.4显示输出部分

具体电路构成如图所示，显示输出部分是由输出的3个4位二进制数的每一位同或并相与所得。

如果数码管循环停止时三个数字相同，则比较部分输出高电平驱动蜂鸣器响鸣三秒。

如果数码管循环停止时三个数字不同，则比较部分输出低电平，通过反相器输出高电平驱动8个LED灯流动闪烁。

LED模块电路图及波形仿真

蜂鸣模块电路图及波形仿真（响鸣三秒）

4.5复位部分

具体电路构成如图所示，由一个JK触发器和一个D触发器构成。

有复位开关，按键开关和两个时钟信号。

当输入复位信号后计数器清零，由于JK触发器和D触发器控制输出信号为低电平，无法驱动显示输出部分。

同时也实现了开关信号输入时保证显示输出部分不工作。

总电路及波形仿真

第五章管脚锁定及硬件连接

输出端管脚锁定：

1D0----PIN1271D1----PIN1281D2----PIN1311D3----PIN132

1D4----PIN1331D5----PIN1341D6----PIN1351D7----PIN136

2D0----PIN1392D1----PIN1402D2----PIN1412D3----PIN142

L1----PIN12L2----PIN13L3----PIN14L4-----PIN15

L5----PIN16L6----PIN17L7----PIN18L8----PIN19

FMQ----PIN38

输入端管脚锁定：

CLK----PIN9CLK2----PIN8BUTTON----PIN39RESET----PIN40

三个数码管的位控接高电平如图：

硬件连接：

一共两根线，PIN9与频率组11相连，PIN8与频率组21相连。

心得体会

转眼间一周的EDA课程设计就要结束了。

在这次课程设计中，我第一次独立完成了从电路设计到软件仿真再到上箱连接硬件最后严重实验结果的这么一系列过程。

回顾起来，有不少的感慨。

还记得第一天拿到“游戏机”的课程设计题目的时候，当时就蒙了，这该怎么做啊？

突然发现以前在数电课上学的那些知识一点也用不起来。

现在回想起来，这大概就是理论与实践的差距吧。

突然的实践应用确实让我感觉有点措手不及。

后来一点点的查阅资料，一点点的探索咨询，才开始慢慢有了思路。

我的设计课题是游戏机。

在设计过程中，从分频、计数、比较、复位、显示输出这5个模块中，我更加的了解了74160计数器和74154（4线-16线）译码器的用法。

可以说这种掌握知识的方式要比做习题来的更加有效。

值得一说的是，在比较部分设计时我犯了一个不小的失误。

比较器的核心思路是分别对三个数码管的每一个4位的二进制进行同或比较，而软件中的XNOR3是无法实现三输入同或功能的。

软件中的XNOR3只有当三个输入都为0（低电平）时，才会输出1（高电平）。

而三输入都是1（高电平）时，输出却为0（低电平），显然不合符要求。

后来在一点点的排查错误中才发现了这个很隐蔽错误。

于是告诫自己，在每一次调用元件时，最好查看一下元件的输入输出是否符合要求，不要盲目的去猜测。

通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

感谢这次课程设计的经历，让我受益匪浅，也感谢老师耐心的指导和帮助！

参考文献

1阎石.数字电子技术基础.（第五版）.高等教育出版社，2005年

2张强郑兆兆周莲莲.EDA课程设计指导书，2011年

燕山大学课程设计评审意见表

指导教师评语：

①该生学习态度（认真较认真不认真）

②该生迟到、早退现象（有无）

③该生依赖他人进行设计情况（有无）

平时成绩：

指导教师签字：

2011年12月23日

图面及其它成绩：

答辩小组评语：

①设计巧妙，实现设计要求，并有所创新。

②设计合理，实现设计要求。

③实现了大部分设计要求。

④没有完成设计要求，或者只实现了一小部分的设计要求。

答辩成绩：

组长签字：

课程设计综合成绩：

答辩小组成员签字：

2011年12月23日