EDA技術應用項目13子課件.

1、eda技術應用技術應用課程課件課程課件一、項目描述一、項目描述n 本項目是要在cpld上設計實現(xiàn)電子密碼鎖功能n 要求密碼長度為4位，具有數碼顯示和led狀態(tài)指示功能，能實現(xiàn)密碼輸入、清除，密碼更改、存儲，開鎖等功能。一、項目描述一、項目描述序號序號類別類別目目 標標一知識點1. 了解電子密碼鎖的原理2. 掌握多位共陽數碼管動態(tài)掃描顯示驅動及編碼。3. 掌握矩陣鍵盤的原理及鍵值編碼方法4. 掌握層次化設計方法。 二技能1. 技能掌握由vhdl程序生成原理圖元件的方法2. 掌握復雜時序邏輯電路的層次性設計方法3. 掌握原理圖及vhdl混合設計方法三職業(yè)素養(yǎng)1. 學生的溝通能力及團隊協(xié)作精神2.

2、良好的職業(yè)道德3. 質量、成本、安全、環(huán)保意識 二、項目資訊二、項目資訊n 電子密碼鎖由矩陣鍵盤接口電路、密碼鎖的控制電路、數碼顯示電路等模塊組成。n 能進行密碼輸入，顯示、清除輸入數字，密碼修改、存儲等功能，并進行密碼核對、解除電鎖。三、項目分析三、項目分析n 1、 數據輸入：每按一個數字鍵，就輸入一個數值，并在顯示器上的最右方顯示出該數值，并將先前已經輸入的數據依序左移一個數字位置。n 2、 數碼清除：按下此鍵可清除前面所有的輸入值，清除成為“0000”。n 3、 密碼更改：按下此鍵時將目前的數字設定成新的密碼。n 4、 激活電鎖：按下此鍵可將密碼鎖上鎖。n 5、 解除電鎖：按下此鍵會檢查

3、輸入的密碼是否正確，密碼正確即開鎖。三、項目分析三、項目分析n 電子密碼鎖電路完全由cpld內部電路實現(xiàn)，顯示部分由外部的4位數碼管電路實現(xiàn)，密碼和功能鍵輸入由外部4x4矩陣鍵盤完成。n 密碼修改和開鎖狀態(tài)指示分別外接兩個led發(fā)光管指示。 三、項目分析三、項目分析n本項目采用自頂向下的設計方法，并采用混合設計方法。n電子密碼鎖可以分解成密碼輸入、密碼處理、輸入顯示三大功能子模塊以及一個頂層模塊。n子模塊全部可以采用vhdl語言來設計，頂層模塊對功能子模塊的連接，采用原理圖設計來實現(xiàn)。三、項目分析三、項目分析三、項目分析三、項目分析-密碼輸入密碼輸入模塊模塊三、項目分析三、項目分析-密碼處理模

4、塊密碼處理模塊三、項目分析三、項目分析-輸入顯示模塊輸入顯示模塊四、項目實施四、項目實施n 微機一臺（windows xp系統(tǒng)、安裝好quartus 5.0等相關軟件）n eda學習開發(fā)板一塊n usb電源線一條n isp下載線一條。四、項目實施四、項目實施1. quartus vhdl設計輸入法設計輸入法 n 在d:alteraquartus50 exampleelec_lock下建立項目elec_lock，選擇epm240t100c5作為目標器件n 建立并編輯key.vhd、ctrl.vhd、display.vhd三個文件。四、項目實施四、項目實施1. quartus vhdl設計輸入法設

5、計輸入法 密碼輸入模塊的仿真結果 四、項目實施四、項目實施1. quartus vhdl設計輸入法設計輸入法 密碼處理模塊的仿真結果 四、項目實施四、項目實施1. quartus vhdl設計輸入法設計輸入法 輸入顯示模塊的仿真結果 四、項目實施四、項目實施1. quartus vhdl設計輸入法設計輸入法 右鍵點擊seccount.vhd，在彈出的菜單中選擇create symbol files for current file，創(chuàng)建seccount.vhd文件的圖元 n 右鍵點擊key.vhd，在彈出的菜單中選擇create symbol files for current file，創(chuàng)建

6、key.vhd文件的圖元 n 創(chuàng)建頂層原理圖文件elec_lock.bdf，在原理圖編輯窗口雙擊鼠標左鍵，在彈出的symbol窗口中的library欄中，單擊project前面的加號，在展開目錄中可以找到剛才通過.vhd文件創(chuàng)建的3個圖元。 四、項目實施四、項目實施1. quartus vhdl設計輸入法設計輸入法 n 編輯完成頂層原理圖設計文件 四、項目實施四、項目實施1. quartus vhdl設計輸入法設計輸入法 n 整個項目全編譯，并進行波形仿真四、項目實施四、項目實施1. quartus vhdl設計輸入法設計輸入法 （5）引腳分配 根據設計實體結構和硬件電路要求，對引腳進行引腳分

7、配。（6）編程下載 完成全編譯，進行器件下載編程。資源模塊資源模塊功能功能引腳引腳pinpin備注備注時鐘信號時鐘信號250256khz 250256khz 1414跳線跳線j12j12按鍵按鍵復位復位100100復位復位4x44x4按鍵按鍵按鍵輸入按鍵輸入27302730掃描線掃描線33363336數碼管數碼管a a6767數碼管筆段數碼管筆段a ab b6161數碼管筆段數碼管筆段b bc c5555數碼管筆段數碼管筆段c cd d5757數碼管筆段數碼管筆段d de e5858數碼管筆段數碼管筆段e ef f6666數碼管筆段數碼管筆段f fg g5454數碼管筆段數碼管筆段g g74l

8、s138a74ls138a5353數碼管位選數碼管位選74ls138b74ls138b5252數碼管位選數碼管位選74ls138c74ls138c5151數碼管位選數碼管位選ledled燈燈開鎖指示開鎖指示7474ledled密碼修改指示密碼修改指示7575ledled四、項目實施四、項目實施n 電路調試：電路調試：1根據項目需要，接通電源后，按下復位鍵，先對系統(tǒng)時行初始始。分別進行秘碼設置、修改、開鎖等操作，觀查電路動作，判斷是否符合設計要求。n 故障分析及排除：故障分析及排除：1. 輸入數字顯示錯位。出現(xiàn)這種情況，只需將138的輸入即selout2.0的按順序調整即可。2輸入密碼后，電路沒

9、有開鎖動作，檢查程序發(fā)現(xiàn)是秘碼比對的時候，密碼存放單元錯位，修改程序存放單元順序即可。五、項目評價與總結提高五、項目評價與總結提高 考核點及占項目考核點及占項目分值比分值比建議考核方式建議考核方式評價標準評價標準優(yōu)優(yōu)良良及格及格1根據項目要求完成資訊并制訂行動方案（15%）教師評價+互評項目方案可實施，計劃詳細，無缺陷，并有一定創(chuàng)新點 項目中方案可實施，無明顯缺陷 項目中方案基本可實施，存在一定缺陷 2詳細設計（20%）教師評價+互評電子密碼鎖頂層原理圖設計正確，各子模塊vhdl程序設計無誤。 電子密碼鎖頂層原理圖設計正確，各子模塊vhdl程序設計基本無誤。電子密碼鎖頂層原理圖設計正確，各子模

10、塊vhdl程序設計有小錯誤。3操作實施（30%）教師評價+自評能正確使用quartus ii軟件綜合、編譯、仿真并下載程序到學習板，能正確調試電路，達到項目要求。能正確使用quartusii軟件綜合、編譯、仿真并下載程序到學習板，能正確調試電路，基本完成項目要求。能正確使用quartusii軟件綜合、編譯、仿真并下載程序到學習板，會調試電路。4項目總結報告（10%）教師評價格式符合標準、內容完整、有詳細過程記錄和分析，并能提出一些新的建議。格式符合標準、內容完整、有一定過程記錄和分析。格式符合標準、內容較完整。5職業(yè)素養(yǎng)（25%）教師評價+自評+互評安全、文明工作，具有良好的職業(yè)操守，學習積極性高，遵守紀律，虛心好學，具有良好的團隊合作精神，熱心幫助同學，能用專業(yè)語言準確、流利地進行交流安全文明工作，職業(yè)操守較好，學習積極性較高，具有良好的團隊合作精神，熱心幫助同學，能用專業(yè)語言準確地進行交流。沒出現(xiàn)違紀違規(guī)現(xiàn)象，沒有厭學現(xiàn)象，能按照規(guī)定完成所分配的項目。表達基本清楚、準確。五、項目評價與總結提高五、項目評價與總結提高n 本該設計采用了層次化、模塊化的設計方法，先創(chuàng)建子模塊，再進行頂層設計。n quartus