1、系统复位输入端sysres是计时器加电复位的输入端,其复位电路是为外加的,不包含在芯片中。时钟输入clk是由外加时钟脉冲发生器的输出提供的,本设计中要求输入一个频率稳定的1Khz时钟脉冲。6位显示器需要6个7段LED,控制芯片的7条段输出线segment(6 TO 0)与7段LEDd 对应连接。控制芯片的6条common(5 TO 0)输出线分别接到各个LED,用来选择显示LED。Common以166Hz的频率使个LED按次序循环点亮,从而可以得到一个人眼观察无闪烁感觉的稳定的显示输出。图2.1 1/100s计时器的结构图二、/100s计时器控制芯片设计(1)输入信号 复位输入-reset_s
2、w;启/停输入-Start_stop_sw;系统复位输入-sysres;时钟输入-clk.(2)输出信号LED7段输出-segment(6 TO 0),共7条输出线。LED公共端输出-common(5 TO 0),共6条输出线。计时控制芯片的各个模块的仿真和说明1)系统模型构造为了便于描述,现将整个计时控制芯片分成5大子模块;键输入子模块(keyin)、时钟产生子模块(clkgen)、控制子模块(ctrl)、计时计数器模块(cntblk)和显示子模块(disp)各子模块之间的信号连接关系如下图4.1所示。图4.1 各子模块之间的信号连接图三、软件使用方法(Max+PLUSII)(包括程序编辑、
3、编译、仿真方法) 1、程序编辑2、编译 3、仿真四、各模块及总电路仿真结果Cnt10Cnt4Cnt6ClkgenCntblkCtrKeyinstop_watch五、电路设计图六、设置管脚(即管脚锁定)方法工程编译和有关仿真都通过后,就可以将配置数据下载到应用系统进行验证。下载之前首先要对系统顶层模块进行引脚锁定,保证锁定的引脚与实际的应用系统相吻合。1) 目标芯片的确认及闲置引脚的设定管脚锁定前,先进行芯片的确定或修改,如图4.43所示。单击图4.43中的【Device & Pin Options】按钮,在弹出的【UnusedPins】设置框中进行闲置引脚的设定。对设计中未用到的器件引脚,有三
4、种处理方式:输入引脚(呈高组态)、输出引脚(呈低电平)或输出引脚(输出不定状态)。通常情况下选择第一项,避免未用到的引脚对应用系统产生影响。图4.43 管脚锁定前目标芯片的确认或修改2) 引脚锁定本设计系统的顶层模块CNT9999拟选用EP2C8Q208C8芯片,根据需使用的EDA实验开发系统(板)的有关输入和输出的资源情况进行引脚锁定(一般应事先列出一个管脚锁定表,表格格式可参考第5章关于EDA实验开发系统的使用实例中的引脚锁定表格式样),并将闲置引脚设定为三态门状态。引脚的锁定方法有三种:一是使用引脚锁定窗口进行锁定;二是使用计事本或其他文本编辑工具直接编辑.qsf文件进行引脚锁定;三是通
5、过输入TCL脚本语言文件进行。下面介绍前两种方法。(1) 使用引脚锁定窗口进行锁定。打开【Assignments】菜单下的【Pins】命令,打开引脚锁定窗口,如图4.44所示。先用鼠标指到要锁定的端口信号名与【Location】栏交汇的地方,这时此处呈蓝色,然后双击对应的交汇处,在出现的下拉栏中选择对应端口信号名的器件引脚号(例如对应ENA,选择PIN_99),引脚锁定后将下拉菜单复原,则系统自动保存该锁定。在如图4.44所示的窗口中,还能对引脚作进一步的设定,如在Reserved栏,可对某些空闲的I/O引脚的电气特性进行设置。图4.44 引脚锁定窗口的打开及管脚的锁定 (2) 直接编辑.qs
6、f文件进行引脚锁定。引脚的锁定信息保存在工程文件夹中与工程同名的*.qsf文件中,可以通过编辑*.qsf文件来改变或设定引脚。本例子中,关于引脚的锁定信息就存在F:EDA115EDA115CX4.3 CNT9999(工程CNT9999目录)下的CNT9999.qsf文件中。可以用计事本或其他文本编辑工具打开CNT9999.qsf,输入信息并保存,如图4.45所示。图4.45 编辑.qsf文件进行引脚锁定七、配置下载方法1) 编程下载硬件准备先阅读有关EDA实验开发系统(板)手册,了解EDA实验开发系统(板)到计算机的连接方式。在断电的情况下将有关硬件设备进行正确的物理连接,经检查无误后打开ED
7、A实验开发系统(板)的电源开关。2) FPGA的编程下载连接好下载电缆,打开电源。在菜单【Tool】中选择【Programmer】,或直接单击工具栏上的快捷键,可以打开如图4.46所示的编程下载窗口。若是初次安装的Quartus,在下载编程前需要选择下载接口方式。在图4.46所示窗口中单击【Hardware Setup】,在打开的设置窗口根据实际情况进行设置。在这里,选择【ByteBlaster】,双击鼠标后,关闭该窗口。3) 对配置器件编程为了使应用系统能在脱离计算机的情况下工作,就必须将配置数据存放在非易失的器件中,通常我们将配置数据存放在专用的配置器件中,如EPCS1、EPCS4等。EP
8、CS1和EPCS4等是Cyclone系列器件的专用配置器件,Flash存储结构,重复编程可达10万次。先选择编程模式和编程目标文件。在图4.46所示窗口的【Mode】栏中,选择【Active Serial Programming】编程模式。添加编程文件CNT9999.pof,并选中Program/Configure,再将下载电缆连至AS模式端口并加电。图4.55 编程下载设置及过程 八、心得体会这个学期我们理论课主要学习了VHDL语言,实验课主要是基于MAX+plus软件对VHDL语言使用。实验实例是对1/100计时器设计和仿真。 首先,通过对这门课程相关理论的学习,我掌握了EDA的一些基本的
9、的知识,现代电子产品的性能越来越高,复杂度越来越大,更新步伐也越来越快。实现这种进步的主要原因就是微电子技术和电子技术的发展。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。其次,通过对课程的实验的学习,我对EDA的学习和理解有了更深刻的认识和体会。 通过实验,我激发了EDA学习的兴趣,也对这门课程有了更深的理解,对EDA设计软件MAX+plusr 的使用也更加熟练。 在设计过程中,我们遇到了很多困难,在完成VHDL的编辑以后,进行编译,结果出现了很多错误,在我们细心的检查和排查之下,最终将VHDL描述修改成功并且通过了编译。在编译过程中我了解到很多在书本上没有
10、理解的知识。对这门课程的最大收获除了学习到了知识以外,更重要的是让我明白了一个道理:只要全身心的投入到一件事中,并且要有持之以恒的决心,就一定会有收获。有的人觉得自己做不出来,就网上搜一个了事,但是,放弃一次黑暗中摸索的经历,就放弃了一次成长的机会!如果你付出了,没有收获。那只能说,是付出的还不够多。我想我对EDA的学习只能算是个入门,这个领域的发展空间非常大,应用范围也非常广泛,而且我相信在将来还会有更加广阔的应用前景。因此在以后的学习过程中,我不能因为课程学习的结束而结束了我对这个领域的探索,相反我会更加努力的去学习它。感谢老师孜孜不倦的教诲,让我不仅学到了知识,也学到了做人做事的一些道理,为我提供了很多帮助。在接下来的学习生涯中,我会继续努力,努力扎实地学习专业知识,实现自己的理想。
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