EDA设计技术课程设计报告.docx
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EDA设计技术课程设计报告
EDA设计技术课程设计报告
电子科学与技术12级潘蕾娜学号50
1设计思路
1.1设计原理框图
由实验目的,思考出以下原理框图:
(1)功能键模块用于根据要求来显示学号或首字母;
(2)计数器1模块用来控制每个数字显示的时间长短;
(3)定时器用于产生足够高的刷新率,以至于可以动态显示及选择要显示的数字,当
(2)中设定的计数值达到后,就可以换一数字;
(4)通过LED的行选择计数器及列选,在显示屏上显示出要显示的数字,以实现学号的循环显示;
1.2硬件的选择
选择实验板为EPM240T100C5,开发环境采用QuartusII9.0,仿真软件采用QuartusII9.0的静态波形仿真和QuestaSim10.0。
时钟输入选12MHZ,I/O14;
其拨键开关,按键开关均为按下为低电平;
蜂鸣器低电平发出叫声,若不使用就设置为高电平;
1.3设计步骤及过程
1.功能键模块
(1)设计两个按键key_1,key_2,用来根据选择实现循环。
(2)对两个按键输入异步信号用本地clk时钟寄存2拍后再用于判断电平状态,以避免亚稳态;
(3)key_1,显示学号:
2,0,1,2,5,0,4,4,0,5,0……;key_2,显示姓名首字母缩写:
P,L,N……。
2.定时器模块
(1)首先选择刷新率:
应满足人眼无闪烁的效果,以实现动态显示;
(2)构建一个定时14位模16384计数器cnt_14bit实现数码管动态刷新,刷新率f=12000000/2^14/8=91Hz,可满足无闪烁需要。
3.计数器模块
(1)构建模8计数器led_No用于表明当前哪一行亮,cnt_14bit计满时led_No+1;
(2)构建模24计数器cnt_24bit用于控制每个数字显示的时间,显示时间为0.7s,
N=12000000*0.7=8400000.长度为[0:
8399999];当cnt_24bit计满时,显示下一个数字;
(3)最后根据模8计数器的值送到显示屏上合适的显示值;
2源代码设计及分析
由以上的分析,编写出下列源代码:
modulenum(clk,rst,key_1,key_2,dataout,led_bit,bell_out);//定义输入输出的端口名
inputclk,rst;//系统时钟clk12MHz,
inputkey_1,key_2;//循环控制按键key_1,key_2
output[7:
0]dataout;//LED的列选dataout,定义为输出变量
reg[7:
0]dataout;//出现在always@()中,列选dataout定义成寄存器类型
output[7:
0]led_bit;//行选输出led_bit
reg[7:
0]led_bit;//出现在always@()中,行选输出led_bit定义成寄存器类型
outputbell_out;//蜂鸣器输出bell_out
reg[13:
0]cnt_14bit;//定义14位的寄存器变量cnt_14bit
reg[23:
0]cnt_24bit;//定义24位的寄存器变量cnt_24bit
reg[10:
0]M8_cnt;//定义11位的寄存器变量M8_cnt
reg[2:
0]led_No;//定义3位中间寄存量用以控制8位列值
regkey_1_d1,key_2_d1;//定义中间寄存变量一位
regkey_1_d2,key_2_d2;
assignbell_out=1'b1;//关闭蜂鸣器
always@(posedgeclk)//按下按键key_1,key_2,先打两拍,以避免亚稳态
begin
key_1_d1<=key_1;
key_2_d1<=key_2;
key_1_d2<=key_1_d1;
key_2_d2<=key_2_d1;
end
always@(posedgeclkornegedgerst)//构建模14的计数器
begin
if(!
rst)
cnt_14bit<=14'd0;
else
begin
if(cnt_14bit<14'd16383)
cnt_14bit<=cnt_14bit+1'b1;
else
cnt_14bit<=14'd0;
end
end
always@(posedgeclkornegedgerst)//计满,led_No加1
begin
if(!
rst)
led_No<=3'd0;
elseif(cnt_14bit==14'h16383)
led_No<=led_No+1'b1;
end
always@(posedgeclkornegedgerst)//根据led_No,给led_bit赋不同的值,以实现动态显示
begin
if(!
rst)
led_bit<=8'b11111111;
else
begin
case(led_No)
3'd0:
led_bit<=8'b11111110;
3'd1:
led_bit<=8'b11111101;
3'd2:
led_bit<=8'b11111011;
3'd3:
led_bit<=8'b11110111;
3'd4:
led_bit<=8'b11101111;
3'd5:
led_bit<=8'b11011111;
3'd6:
led_bit<=8'b10111111;
3'd7:
led_bit<=8'b01111111;
endcase
end
end
always@(posedgeclkornegedgerst)//构建0.7s的计数器
begin
if(!
rst)
cnt_24bit<=24'd0;
else
begin
if(cnt_24bit<24'd8399999)
cnt_24bit<=cnt_24bit+24'b1;
else
cnt_24bit<=24'd0;
end
end
always@(posedgeclkornegedgerst)//计满,M8_cnt+1以实现数字的变换
begin
if(!
rst)
M8_cnt<=0;
elseif(cnt_24bit==24'd8399999)
M8_cnt<=M8_cnt+1'b1;
end
always@(posedgeclkornegedgerst)//循环显示数字
begin
if(!
rst)
dataout<=8'b11111111;
elseif(!
key_1_d2)//按下key_1(pin27),循环显示11位的学号20125044050
begin
case(M8_cnt)
4'd0:
begin
case(led_No)//显示‘2’
3'd0:
dataout<=8'b11000011;
3'd1:
dataout<=8'b10111101;
3'd2:
dataout<=8'b11111011;
3'd3:
dataout<=8'b11110111;
3'd4:
dataout<=8'b11101111;
3'd5:
dataout<=8'b11011111;
3'd6:
dataout<=8'b10111111;
3'd7:
dataout<=8'b10000001;
endcase
end
4'd1:
begin
case(led_No)//显示‘0’
3'd0:
dataout<=8'b11000011;
3'd1:
dataout<=8'b10111101;
3'd2:
dataout<=8'b10111101;
3'd3:
dataout<=8'b10111101;
3'd4:
dataout<=8'b10111101;
3'd5:
dataout<=8'b10111101;
3'd6:
dataout<=8'b10111101;
3'd7:
dataout<=8'b11000011;
endcase
end
4'd2:
begin
case(led_No)//显示‘1’
3'd0:
dataout<=8'b11110111;
3'd1:
dataout<=8'b11100111;
3'd2:
dataout<=8'b11110111;
3'd3:
dataout<=8'b11110111;
3'd4:
dataout<=8'b11110111;
3'd5:
dataout<=8'b11110111;
3'd6:
dataout<=8'b11110111;
3'd7:
dataout<=8'b11100011;
endcase
end
4'd3:
begin
case(led_No)//显示‘2’
3'd0:
dataout<=8'b11000011;
3'd1:
dataout<=8'b10111101;
3'd2:
dataout<=8'b11111011;
3'd3:
dataout<=8'b11110111;
3'd4:
dataout<=8'b11101111;
3'd5:
dataout<=8'b11011111;
3'd6:
dataout<=8'b10111111;
3'd7:
dataout<=8'b10000001;
endcase
end
4'd4:
begin
case(led_No)//显示‘5’
3'd0:
dataout<=8'b00000001;
3'd1:
dataout<=8'b01111111;
3'd2:
dataout<=8'b01111111;
3'd3:
dataout<=8'b00000111;
3'd4:
dataout<=8'b11111011;
3'd5:
dataout<=8'b11111101;
3'd6:
dataout<=8'b10111101;
3'd7:
dataout<=8'b10000011;
endcase
end
4'd5:
begin
case(led_No)//显示‘0’
3'd0:
dataout<=8'b11000011;
3'd1:
dataout<=8'b10111101;
3'd2:
dataout<=8'b10111101;
3'd3:
dataout<=8'b10111101;
3'd4:
dataout<=8'b10111101;
3'd5:
dataout<=8'b10111101;
3'd6:
dataout<=8'b10111101;
3'd7:
dataout<=8'b11000011;
endcase
end
4'd6:
begin
case(led_No)//显示‘4’
3'd0:
dataout<=8'b11100111;
3'd1:
dataout<=8'b11010111;
3'd2:
dataout<=8'b10110111;
3'd3:
dataout<=8'b01110111;
3'd4:
dataout<=8'b00000001;
3'd5:
dataout<=8'b11110111;
3'd6:
dataout<=8'b11110111;
3'd7:
dataout<=8'b11100011;
endcase
end
4'd7:
begin
case(led_No)//显示‘4’
3'd0:
dataout<=8'b11100111;
3'd1:
dataout<=8'b11010111;
3'd2:
dataout<=8'b10110111;
3'd3:
dataout<=8'b01110111;
3'd4:
dataout<=8'b00000001;
3'd5:
dataout<=8'b11110111;
3'd6:
dataout<=8'b11110111;
3'd7:
dataout<=8'b11100011;
endcase
end
4'd8:
begin
case(led_No)//显示‘0’
3'd0:
dataout<=8'b11000011;
3'd1:
dataout<=8'b10111101;
3'd2:
dataout<=8'b10111101;
3'd3:
dataout<=8'b10111101;
3'd4:
dataout<=8'b10111101;
3'd5:
dataout<=8'b10111101;
3'd6:
dataout<=8'b10111101;
3'd7:
dataout<=8'b11000011;
endcase
end
4'd9:
begin
case(led_No)//显示‘5’
3'd0:
dataout<=8'b00000001;
3'd1:
dataout<=8'b01111111;
3'd2:
dataout<=8'b01111111;
3'd3:
dataout<=8'b00000111;
3'd4:
dataout<=8'b11111011;
3'd5:
dataout<=8'b11111101;
3'd6:
dataout<=8'b10111101;
3'd7:
dataout<=8'b10000011;
endcase
end
4'd10:
begin
case(led_No)//显示‘0’
3'd0:
dataout<=8'b11000011;
3'd1:
dataout<=8'b10111101;
3'd2:
dataout<=8'b10111101;
3'd3:
dataout<=8'b10111101;
3'd4:
dataout<=8'b10111101;
3'd5:
dataout<=8'b10111101;
3'd6:
dataout<=8'b10111101;
3'd7:
dataout<=8'b11000011;
endcase
end
endcase
end
elseif(!
key_2_d2)//按下key_2(pin29),循环显示PLN,PLN……
begin
case(M8_cnt)
4'd0:
begin
case(led_No)//显示‘P’
3'd0:
dataout<=8'b10000111;
3'd1:
dataout<=8'b10111011;
3'd2:
dataout<=8'b10111101;
3'd3:
dataout<=8'b100000111;
3'd4:
dataout<=8'b10111111;
3'd5:
dataout<=8'b10111111;
3'd6:
dataout<=8'b10111111;
3'd7:
dataout<=8'b10111111;
endcase
end
4'd1:
begin
case(led_No)//显示‘L’
3'd0:
dataout<=8'b10111111;
3'd1:
dataout<=8'b10111111;
3'd2:
dataout<=8'b10111111;
3'd3:
dataout<=8'b10111111;
3'd4:
dataout<=8'b10111111;
3'd5:
dataout<=8'b10111111;
3'd6:
dataout<=8'b10111111;
3'd7:
dataout<=8'b10000001;
endcase
end
4'd2:
begin
case(led_No)//显示‘N’
3'd0:
dataout<=8'b10111110;
3'd1:
dataout<=8'b10011110;
3'd2:
dataout<=8'b10101110;
3'd3:
dataout<=8'b10110110;
3'd4:
dataout<=8'b10111010;
3'd5:
dataout<=8'b10111100;
3'd6:
dataout<=8'b10111110;
3'd7:
dataout<=8'b10111110;
endcase
end
4'd3:
begin
case(led_No)//显示‘P’
3'd0:
dataout<=8'b10000111;
3'd1:
dataout<=8'b10111011;
3'd2:
dataout<=8'b10111101;
3'd3:
dataout<=8'b100000111;
3'd4:
dataout<=8'b10111111;
3