广东工业大学eda课程设计报告.docx

1、广东工业大学eda课程设计报告 课程设计报告 课程名称 EDA课程设计 学 院 信息工程学院 年级班别 学 号 学生姓名 指导老师 罗思杰 2017年12月09日一、设计目的和要求： 3二、EDA设计： 3三、 硬件测试： 15四、 设计和调试过程中遇到的问题及解决方法 15五、 完成课程设计后的收获或体会： 15六、 设计参考文献： 15一、设计目的和要求： 1、设计目的： 通过对FPGA（现场可编程门阵列）芯片的设计实践，使学生掌握一般的PLD（可编程逻辑器件）的设计过程、设计要求、设计内容、设计方法，能根据要求及工艺需要进行电子芯片设计并制定有关技术文件。培养学生综合运用已学知识解决实际

2、工程技术问题的能力、查阅图书资料和各种工具书的能力、撰写技术报告和编制技术资料的能力，接受一次电子设计自动化方面的基本训练。培养学生利用EDA技术知识，解决电子设计自动化中常见实际问题的能力，使学生积累实际EDA编程经验。通过本课程设计的学习，学生将复习所学的专业知识，使课堂学习的理论知识应用于实践，通过本课程设计的实践使学生具有一定的实践操作能力。2、设计要求：（1）以EDA技术的基本理论为指导，将设计实验分为基本功能电路和较复杂的电子系统两个层次，要求利用数字电路或者EDA方法去设计并完成特定功能的电子电路的仿真、软硬件调试；（2）熟悉掌握常用仿真开发软件，比如：QuartusII或Xil

3、inxISE的使用方法。（3）能熟练运用上述开发软件设计并仿真电路并下载到FPGA中进行调试；（4）学会用EDA技术实现数字电子器件组成复杂系统的方法；学习电子系统电路的安装调试技术。二、EDA设计：（1）方案比较：1、数字电子钟设计设计一个时钟电路，包括时钟、分钟、秒钟的显示。要求可对时钟、分钟进行预置和修改操作；可设置3组闹铃时间，时间到时给出10秒的报警声或音乐并给出灯光提示。具体输入/输出要求如下： 4位LED数码显示器，分别显示“小时：分钟”或“分钟：秒”时钟；根据需要选择几个LED发光二极管。 3个按键，具体功能描述如下：MODE键模式转换键，具有“正常小时（校准）分钟（校准）小时

4、（闹铃）分钟（闹铃）”等5种模式，每按一次，转换一种模式。假设当前处于正常模式，按一下此键，“小时”闪烁，表示进入“小时”调校模式，再按一次，转入分钟模式，如此类推，正常模式下不闪烁。还可以配合LED灯来显示不同的模式。/状态机键加“1”键，按下此键，被选中的项目加“1”键减“1”键，按下此键，被选中的项目减“1” 1路蜂鸣器，用于报警或按键声。在设计时，学生可充分发挥自己的特长和想象力，自行扩充功能，如“秒表”功能，通信功能，整点报时功能等。并可进一步将其设计为万年历。2、简易电子琴设计用实验装置提供的7个按键对应中音的7个音符，设计一个简易电子琴。用数码管显示当前的音符，用LED灯显示节拍

5、，并能演奏一段或多段预存的音乐。3、简易十字路口的交通灯控制系统设计用EDA技术设计一个十字路口的交通信号灯控制器，控制A、B两条交叉道路上的车辆通行，具体要求如下：每条道路设一组信号灯，每组信号灯由红黄绿3个灯组成，绿灯表示允许通行，红灯表示禁止通行，黄灯表示该车道上已过停车线的车辆继续通行，未过停车线的车辆停止通行。每条道路上每次通行的时间为25s。每次变换通行车道之前，要求黄灯先亮5s，才能变换通行车道。黄灯亮时，要求每秒钟闪烁一次。4、其他。经过本人查阅资料以及根据本人实际能力，最后本人选择了难度相对较小的第二个方案，利用Verilog语言实现简易电子琴的制作。（2）Verilog代码

6、编写：Module top(LED_AN,key,clk,rst_n,Led,auto,speaker,tone_7s,high_7s,mid_7s,low_7s); input clk,auto,rst_n; /时钟输入，自动演奏，键盘输入 input 7:0 key; wire 7:0 key; /键盘输入信号 output 6:0 tone_7s; /数码管显示音调 output reg speaker; output 6:0 high_7s; /显示乐曲高音音符 output 6:0 mid_7s; /显示乐曲中音音符 output 6:0 low_7s; /显示乐曲低音音符 outp

7、ut 7:0 Led; /led灯显示 wire 7:0 Led;output 3:0 LED_AN; /选择所要显示的数码 reg 3:0 LED_AN = 4b1000; /初始化，并选择其中一个数码管 reg 20:0 i; /控制分频比参数 reg clk4; reg3:0 high,mid,low,tone; /高中低音信号和键盘音调信号 reg13:0 divider,origin; /自动演奏分频系数和初始值 reg carry; reg musicout; /乐谱输出信号 reg 19:0 count20; reg7:0 counter; reg 23:0 clk_cnt; a

8、ssign Led0=(key0); /led高电平有效, assign Led1=(key1); assign Led2=(key2); assign Led3=(key3); assign Led4=(key4); assign Led5=(key5); assign Led6=(key6); assign Led7=(key7); parameter zero=8b10000000, one=8b01000000, two=8b00100000, three=8b00010000, four=8b00001000, five=8b00000100, six=8b00000010, sev

9、en=8b00000001; always ( posedge clk or negedge rst_n) if (!rst_n) clk_cnt = 24d0; else clk_cnt = clk_cnt + 1b1; wire clk6m = (clk_cnt2|(clk_cnt1&clk_cnt0);/ 50M降为6M,用于方便控制音调always (posedge clk6m) /通过置数，改变分频比。6M降频到3M begin if(divider=16383 ) / 16383 begin carry=1; /carry的周期根据origin的值到16383的距离而改变 divi

10、der=origin; /初始值控制 end else begin divider=divider+1d1; carry=0; end endalways (posedge carry) /3M begin musicout=musicout; /2分频产生方波信号 /因为carry周期是随时改变,musicout的周期也随时改变 endalways (posedge clk6m) begin if(auto) speaker=musicout; /如果automusic为真，输出乐谱 else begin /否则判断键盘key的输入 case(key) zero: begin speaker

11、=0;tone=4b0000; i=5736) begin speaker=!speaker;tone=4b0001; /sperker翻转就会出声，i是用于控制音调 i=0; end else i=5111) begin speaker=!speaker;tone=4b0010; i=0; end else i=4552) begin speaker=!speaker;tone=4b0011; i=0; end else i=4298) begin speaker=!speaker;tone=4b0100; i=0; end else i=3827) begin speaker=!speaker;tone=4b0101; i=0; end else i=3409) begin speaker=!speaker;tone=4b0110; i=0; end else i=3036) begin speaker=!speaker;tone=4b0111; i=0; end else i=i+1d1; end default: begin speaker=0; tone=4b0000; i=0; end endcase end