游戲機EDA課程設(shè)計報告

燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計 說 明 書燕山大學(xué)課 程 設(shè) 計 說 明 書題目： 游戲機 學(xué)院（系）： 年級專業(yè)： 學(xué) 號： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 教師職稱： 燕山大學(xué)課程設(shè)計（論文）任務(wù)書院（系）：電氣工程學(xué)院 基層教學(xué)單位：電子實驗中心 學(xué) 號學(xué)生姓名專業(yè)（班級）設(shè)計題目游戲機設(shè)計技術(shù)參數(shù)三個數(shù)碼管循環(huán)顯示0-9按下按鈕，數(shù)碼管按照不同的速率顯示，松開按鈕，顯示停止，當(dāng)三個數(shù)相同時表示游戲獲勝用指示燈和蜂鳴器表示輸贏情況：指示燈亮表明獲勝，三個數(shù)不同時蜂鳴器蜂鳴3秒鐘復(fù)位按鈕使顯示回到初始狀態(tài)設(shè)計要求用數(shù)碼管完成顯示功能使用時鐘頻率控制顯示速率用紅色信號指示燈和蜂鳴器提示輸贏工作量學(xué)會使用Max+PlusII軟件和實驗箱；獨立完成電路設(shè)計，編程下載、連接電路和調(diào)試；參加答辯并書寫任務(wù)書。工作計劃1. 了解EDA的基本知識，學(xué)習(xí)使用軟件Max+PlusII，下發(fā)任務(wù)書，開始電路設(shè)計；2. 學(xué)習(xí)使用實驗箱，繼續(xù)電路設(shè)計；3. 完成電路設(shè)計；4. 編程下載、連接電路、調(diào)試和驗收；5. 答辯并書寫任務(wù)書。參考資料數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ).閻石主編.高等教育出版社.EDA課程設(shè)計B指導(dǎo)書.指導(dǎo)教師簽字基層教學(xué)單位主任簽字金海龍說明：此表一式四份，學(xué)生、指導(dǎo)教師、基層教學(xué)單位、系部各一份。2012年12月20 日 2012年12月20 日 目 錄第1章 摘要4第2章 引言4 第3章 設(shè)計說明 53.1 設(shè)計思路、模塊介紹 5 3.2 真值表 5第4章 基本原理圖及波形仿真圖6 4.1 原理圖6 4.2 波形仿真圖9第5章 管腳鎖定及硬件連接 11心得體會 12參考文獻 13第1章 摘 要 EDA技術(shù),就是指以大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷樵O(shè)計載體,以硬件描述語言為系統(tǒng)邏輯描述的主要表達方式,以計算機、大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷拈_發(fā)軟件及實驗開發(fā)系統(tǒng)為設(shè)計工具,通過有關(guān)的開發(fā)軟件,自動完成用軟件方式設(shè)計的電子系統(tǒng)到硬件系統(tǒng)的邏輯編譯、邏輯化簡、邏輯分割、邏輯綜合及優(yōu)化、邏輯布局布線、邏輯仿真，直至對于特定目標(biāo)芯片的適配編譯、邏輯映射、編程下載等工作，最終形成集成電子系統(tǒng)或?qū)Ｓ眉尚酒囊婚T新技術(shù)。 利用EDA技術(shù)進行電子系統(tǒng)的設(shè)計，具有以下幾個特點： 用軟件的方式設(shè)計硬件； 用軟件方式設(shè)計的系統(tǒng)到硬件系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換是由有關(guān)的開發(fā)軟件自動完成的； 設(shè)計過程中可用有關(guān)軟件進行各種仿真； 系統(tǒng)可現(xiàn)場編程在線升級； 整個系統(tǒng)可集成在一個芯片上,體積小、功耗低、可靠性高。因此,EDA技術(shù)是現(xiàn)代電子設(shè)計的發(fā)展趨勢。 第2章 引 言 數(shù)字電路主要是基于兩個信號(我們可以簡單的說是有電壓和無電壓),用數(shù)字信號完成對數(shù)字量進行算術(shù)運算和邏輯運算的電路我們稱之為數(shù)字電路,它具有邏輯運算和邏輯處理等功能,數(shù)字電路可分為組合邏輯電路和時序邏輯電路。 設(shè)計過程采用科學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計方法,先認(rèn)真閱讀任務(wù)書,明確任務(wù)要求,確定主要元件,然后進行功能描述,列出真值表,再確定總體設(shè)計思路,劃分各部分功能模塊,然后進行具體設(shè)計,決定各個功能模塊中的內(nèi)部電路,按功能要求對個功能模塊進行連接,然后通過MAX+plus對數(shù)字電路實現(xiàn)同步模擬分析,得到波形仿真圖驗證功能,如果所得波形與真值表一致,證明電路能實現(xiàn)要求的功能，基本上符合實驗要求，最后進行管腳鎖定和硬件連接，上箱測試并調(diào)試。第3章 設(shè)計說明3.1 設(shè)計思路，模塊介紹該設(shè)計的技術(shù)參數(shù)為：（1）三個數(shù)碼管循環(huán)顯示0-9（2）按下按鈕，數(shù)碼管按照不同的速率顯示，松開按鈕，顯示停止，當(dāng)三個數(shù)相同時表示游戲獲勝（3）用指示燈和蜂鳴器表示輸贏情況：指示燈亮表明獲勝，三個數(shù)不同時蜂鳴器蜂鳴3秒鐘（4）復(fù)位按鈕使顯示回到初始狀態(tài)因此，根據(jù)技術(shù)參數(shù)，將整個系統(tǒng)分為四個模塊：分頻部分、計數(shù)部分、比較部分、顯示部分。分頻部分由一個74161計數(shù)器構(gòu)成，利用74161的分頻功能，將輸入頻率分為該頻率的1/2、1/4、1/8，把這三個不同頻率的脈沖分別作為三個計數(shù)器的脈沖信號。計數(shù)部分分別由一個74160計數(shù)器構(gòu)成，輸出端經(jīng)由靜態(tài)數(shù)碼管譯碼輸出三個十進制數(shù)。由于分頻部分給出三個不同的頻率信號，所以三個數(shù)碼管循環(huán)速率不一致。當(dāng)一次計數(shù)結(jié)束，應(yīng)用74160計數(shù)器的清零端實現(xiàn)清零功能。比較部分由三輸入與非門、反邏輯三輸入與非門和雙輸入或門各4個和一個四輸入與非門組成的門電路構(gòu)成。對輸出的3個4位二進制數(shù)進行比較，如果數(shù)碼管循環(huán)停止時三個數(shù)字相同，則輸出高電平；若不同，則輸出低電平。顯示部分由LED燈和蜂鳴器構(gòu)成。如果游戲獲勝，比較部分輸出高電平驅(qū)動LED燈亮。如果游戲失敗，比較部分輸出低電平，通過反相器輸出高電平驅(qū)動蜂鳴器蜂鳴三秒。3.2 真值表（1）四位二進制同步計數(shù)器74161真值表（2）十進制同步計數(shù)器74160真值表第4章 基本原理圖及波形仿真圖4.1原理圖（1）分頻部分原理圖（2）計數(shù)部分原理圖（3）比較部分原理圖（4）顯示部分原理圖（5）游戲機原理圖4.2波形仿真圖（1）分頻部分波形仿真圖（2）計數(shù)部分波形仿真圖（3）比較部分波形仿真圖（4）顯示部分波形仿真圖（5）游戲機波形仿真圖第5章 管腳鎖定及硬件連接輸入管腳鎖定：clk1-PIN189 1Hz-PIN192 kaishi-PIN39 fuwei-PIN40輸出管腳鎖定：1D0-PIN127 1D1-PIN128 1D2-PIN131 1D3-PIN132 1D4-PIN133 1D5-PIN134 1D6-PIN135 1D7-PIN136 2D0-PIN139 2D1-PIN140 2D2-PIN141 2D3-PIN142led-PIN12 fmq-PIN38IODS1- PIN94 IODS2- PIN95 IODS3- PIN96硬件連接：PIN192與頻率21連接PIN189與頻率7連接心得體會我是懷著很忐忑的心理開始這次EDA課程設(shè)計的，雖然我的數(shù)字電子技術(shù)學(xué)的并不是很好，理論基礎(chǔ)很差，但是當(dāng)真正接觸到EDA技術(shù)之后，我發(fā)現(xiàn)它變得沒那么神秘了，反而變得很有趣。EDA課程設(shè)計可以說是對知識的一種梳理，把數(shù)電教材和EDA指導(dǎo)書中的知識聯(lián)系起來，形成一個知識系統(tǒng)。這次EDA課程設(shè)計直接幫助我提高了對數(shù)字電子技術(shù)這門課的理解，通過它我可以更深入的探究某個元器件的工作原理和作用，嘗試不同器件組合后可以實現(xiàn)的功能。我這次的EDA課題是游戲機剛拿到這個課題時覺得真是眼前一抹黑，但仔細研究之后，我發(fā)現(xiàn)這和老師上課時給我們講過的老虎機的原理是一樣的。因此，最初我理所當(dāng)然的的選擇了74161計數(shù)器、74160計數(shù)器和7485比較器，但是在隨后的設(shè)計中，我一直沒有實現(xiàn)用7485構(gòu)成比較部分的功能，最后只能退而求其次，用門電路設(shè)計了比較部分。EDA課程設(shè)計真的是講究慢工出細活，從元器件的選擇到每一個模塊的組合調(diào)試都是絕對是急不來的，這很鍛煉我們的毅力，我想這也是搞研究的人必備的素質(zhì)吧。我們平時學(xué)習(xí)，大部分時間都是用在理論上的，這導(dǎo)致我們的動手能力和實踐能力不是太強，這次課程設(shè)計給了我們一個把理論與實踐結(jié)合的機會，讓我們用一種立體的思維去學(xué)習(xí)數(shù)字電子技術(shù)。同時，這也將為我們以后學(xué)習(xí)其他的專業(yè)知識提供有力的幫助。在這次EDA課程設(shè)計進行波形模擬時，我發(fā)現(xiàn)我的波形與設(shè)計不符，經(jīng)過老師的熱心指導(dǎo)和指正，我找出并改正了其中的錯誤。真的非常感謝兩位實驗老師對我們的指導(dǎo)和督促，讓我們這次EDA課程設(shè)計能夠及時、有效地進行。我十分珍惜這次的EDA課程設(shè)計，我感覺收獲良多。參考文獻1 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 常丹華主編，電子工業(yè)出版社，2011年 2 EDA課程設(shè)計B指導(dǎo)書周蓮蓮 鄭兆兆 陳白，2012年燕山大學(xué)課程設(shè)計評審意見表指導(dǎo)教師評語：該生學(xué)習(xí)態(tài)度 （認(rèn)真 較認(rèn)真 不認(rèn)真） 該生遲到、早退現(xiàn)象 （有 無）該生依賴他人進行設(shè)計情況 （有 無）平時成績： 指導(dǎo)教師簽字： 2012 年