優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文EDA課程設(shè)計(jì)洗衣機(jī)

1、霾山女修課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書題目：洗衣機(jī)學(xué)院（系）：電氣工程學(xué)院年級(jí)專業(yè)：學(xué) 號(hào)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：教師職稱：實(shí)驗(yàn)師燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)（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(shí)驗(yàn)中心學(xué)號(hào)學(xué)生姓名專業(yè)（班級(jí)）設(shè)計(jì)題目洗衣機(jī)設(shè) 計(jì) 技 術(shù) 參 數(shù)洗衣機(jī)工作時(shí)間可在115分鐘內(nèi)任意設(shè)定（整分鐘數(shù)）；規(guī)定洗衣機(jī)運(yùn)行規(guī)律為正轉(zhuǎn)20s、停10s、反轉(zhuǎn)20s、停10s、再正轉(zhuǎn)20s, 如此反復(fù)；要求用兩個(gè)數(shù)碼管顯示洗衣機(jī)剩余工作時(shí)間，每當(dāng)電機(jī)運(yùn)行1分鐘，顯示 器自動(dòng)減1,直到為0時(shí),電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)；設(shè)計(jì)要求用動(dòng)態(tài)數(shù)碼管顯示時(shí)間；電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)耍有指示燈指示。工 作 量學(xué)會(huì)使用max+plusii軟件、

2、verilog hdl語(yǔ)言和實(shí)驗(yàn)箱；獨(dú)立完成電路設(shè)計(jì)，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(jì) 劃1. 了解eda的基本知識(shí)，學(xué)習(xí)使用軟件max+plusii,下發(fā)任務(wù)書，開始電 路設(shè)計(jì)；2. 學(xué)習(xí)verilog hdl語(yǔ)言，用verilog hdl進(jìn)行程序設(shè)計(jì)；3. 學(xué)習(xí)使用實(shí)驗(yàn)箱，繼續(xù)電路設(shè)計(jì)；4. 完成電路設(shè)計(jì)；5. 編程下載、連接電路、調(diào)試和驗(yàn)收；6. 答辯并書寫任務(wù)書。參 考 資 料數(shù)字電了技術(shù)基礎(chǔ).閻石主編.高等教育出版社. eda課程設(shè)計(jì)a指導(dǎo)書.鄭兆兆等編.指導(dǎo)教師簽字基層教學(xué)單位主任簽字nu §第一章摘耍 第二章設(shè)計(jì)方案2. 1任務(wù)分析2. 2設(shè)計(jì)

3、思路第三章verilog hdl設(shè)計(jì)源程序第四章 源程序各部分波形仿真圖114.1預(yù)置數(shù)部分114. 2十五進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器124. 3六十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器124. 4數(shù)碼管顯示部分134. 5整體冊(cè)波形仿真14第五章管腳鎖定及硬件連線155.1管腳鎖定155. 2硬件連線15第六章總 結(jié)17參考文獻(xiàn)18而對(duì)當(dāng)今e速發(fā)展的電子產(chǎn)甜市場(chǎng)，電子設(shè)計(jì)人員需要更加實(shí)用、快捷的eda工具，實(shí)用 統(tǒng)一的集成設(shè)引壞境，改變傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思路，即優(yōu)先考慮具體物理實(shí)現(xiàn)方式，而將精力集中到設(shè)計(jì) 構(gòu)思、方案比較和尋找最優(yōu)化設(shè)計(jì)等方面，以最快的速度開發(fā)出性能優(yōu)良、質(zhì)量一流的電子產(chǎn)品。 今天的eda工具將向著功能強(qiáng)人、簡(jiǎn)單易學(xué)、

4、使用方便的方向發(fā)展。此次課程設(shè)計(jì)的題目洗衣機(jī)，本任務(wù)書，首先概括介紹了 eda技術(shù)、veriloghdl碩件描述語(yǔ) 言，根據(jù)任務(wù)書對(duì)木課題鑒體思路進(jìn)行了介紹，然后分別介紹了主程序各部分的功能，并繪制波 形仿真，再次給出實(shí)現(xiàn)本任務(wù)卩所要求的功能及其附加功能的源程序以及波形仿真圖，最后進(jìn)行 管腳鎖定和外部硬件連線并卜箱實(shí)現(xiàn)了所有功能。在本次課程設(shè)計(jì)過(guò)術(shù)沖源穢序編譯及硬件連接 過(guò)程中都遇到了很多閑難，在老師的耐心指導(dǎo)一卜究成了本次課程設(shè)計(jì)。再次特別感謝老師的指導(dǎo)。第一章摘要數(shù)字電路主要是基于兩個(gè)信號(hào)（我們可以簡(jiǎn)單的說(shuō)是有電壓和無(wú)電壓），用數(shù)字信號(hào)完成対數(shù) 字量進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算的電路我們稱z為數(shù)

5、字電路，它具有邏輯運(yùn)算和邏輯處理等功能， 數(shù)字電路對(duì)分為組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路。1. eda介紹eda技術(shù)，就是以人規(guī)?？删幙瞥彷嬈骷樵O(shè)計(jì)載體，以碩件抽述語(yǔ)言為系統(tǒng)邏輯描述的主 要表達(dá)方式，以計(jì)算機(jī)、人規(guī)模可編程邏輯器件的可開發(fā)軟件及實(shí)驗(yàn)開發(fā)系統(tǒng)為設(shè)計(jì)工具，通過(guò) 有關(guān)的開發(fā)軟件，口動(dòng)完成用軟件的方式設(shè)i啲電子系統(tǒng)到碩件系統(tǒng)的邏輯編譯、邏輯化簡(jiǎn)、邏 輯分割、邏輯綜合及優(yōu)化、邏輯布局布線、邏輯仿真，it至完成對(duì)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(jìn)行電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，具有以下兒個(gè)特點(diǎn)：用軟件的方式設(shè)計(jì)碩件；（2）

6、用軟件的方式設(shè)訃的系統(tǒng)到硬件系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換是山有關(guān)的開發(fā)軟件口動(dòng)完成的;設(shè)計(jì)過(guò)程中可用 有關(guān)的軟件進(jìn)行仿真；系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)可編程，在線升級(jí)；（5）整個(gè)系統(tǒng)對(duì)集成在一個(gè)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(jì)的發(fā)展趨勢(shì)。2. ver訂og hdlveriloghdl是目前應(yīng)用最廣泛的碩件描述語(yǔ)言之一，被ieee采納為ieee std1364-1995他 成為 vor訂og-1995）和 1eeestd. 1364-2001 （也成為 ver訂og-hdl）可以進(jìn)彳了算法級(jí)（algorithm）、 寄存器傳輸級(jí)（rtl）、邏輯級(jí)（logic）.門級(jí)（gate）和版圖級(jí)（layout）

7、等各個(gè)層次的電路設(shè) 計(jì)和描述。采丿ij verilog 11dl進(jìn)行電路設(shè)計(jì)于工藝設(shè)計(jì)無(wú)關(guān)，這使得設(shè)計(jì)者在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí)可 以不必過(guò)多的考慮工藝實(shí)現(xiàn)的貝體細(xì)節(jié)，設(shè)計(jì)者只需要利用計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大功能，在eda工具的支 持下，verilog hdl的描述，完成數(shù)字i酹和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)即可，從而提高了設(shè)讓效率，降低 了設(shè)計(jì)者的勞動(dòng)強(qiáng)度。作為硬件描述語(yǔ)言verilog hdl具有如下特點(diǎn)：（1）能夠在不同的抽象層次上，女（1系統(tǒng)級(jí)、行為級(jí)、rtl級(jí)、門級(jí)和開關(guān)級(jí)，對(duì)設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行 精確而簡(jiǎn)練的描述。（2）僦多在每個(gè)抽象層次的描述岡設(shè)計(jì)進(jìn)行仿貞驗(yàn)證，及吋發(fā)現(xiàn)及吋發(fā)現(xiàn)町能存在的錯(cuò)誤, 縮短設(shè)計(jì)周期，并保存幣個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)

8、程的正確性。山于代碼描述與工藝過(guò)程實(shí)現(xiàn)無(wú)關(guān)，便于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化，提高設(shè)計(jì)的可重用性。如國(guó)有c 語(yǔ)言的編程基砧經(jīng)驗(yàn)，只需很短的時(shí)間就能學(xué)會(huì)和掌握ver訂oghdl,因此，ver訂oghdl可以作 為學(xué)習(xí)iidl設(shè)計(jì)方法的入門和棊礎(chǔ)。第二章設(shè)計(jì)方案2. 1任務(wù)分析本次設(shè)計(jì)題目為洗衣機(jī)，任務(wù)要求如下:定吋到洗衣機(jī)工作吋間可在1-15分鐘內(nèi)隨時(shí)可任意設(shè)定（整分鐘數(shù)）；規(guī)定洗衣機(jī)運(yùn)行規(guī) 律為正轉(zhuǎn)20s、停10s、反轉(zhuǎn)20s、停10s、再正轉(zhuǎn)20s,如此反復(fù)；用兩個(gè)數(shù)碼管顯示洗 衣機(jī)剩余工作時(shí)間，每當(dāng)電機(jī)運(yùn)行1分鐘，顯示器自動(dòng)減1,直到為0時(shí)，電機(jī)停止運(yùn) 轉(zhuǎn)并有蜂鳴器發(fā)聲提示。本設(shè)計(jì)所要實(shí)現(xiàn)的具體功能為:1.

9、 在置數(shù)信號(hào)有效時(shí)，通過(guò)撥動(dòng)數(shù)字開關(guān)完成初始吋間的預(yù)置，并在數(shù)碼管上顯示；2. 完成初始時(shí)間預(yù)巻后，啟動(dòng)，用發(fā)光二極管的亮滅狀態(tài)表示電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)；3. 電動(dòng)機(jī)工作一分鐘后，數(shù)碼管顯示數(shù)自動(dòng)減1,當(dāng)顯示為0時(shí)，停止工作，啟動(dòng) 蜂鳴器2.2設(shè)計(jì)思路根據(jù)任務(wù)要求，可確定主程序應(yīng)包含預(yù)置數(shù)部分、六i進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器、五進(jìn)制減法計(jì)數(shù) 器、數(shù)碼管顯示部分。預(yù)置數(shù)部分：使用ldn為預(yù)置信號(hào)，用數(shù)字開關(guān)控制。當(dāng)ldn二0分別用4個(gè)開關(guān)控制置數(shù)的十位和各位，完成1-15分鐘內(nèi)任意計(jì)數(shù)，完成置數(shù)后，使ldn=lo當(dāng)電機(jī)開始工作后， 若筋耍重新置數(shù)，則再次使ldn二0,然后進(jìn)行置數(shù)。六十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器：在完成預(yù)

10、置數(shù)z后，ldn=1,并給出完成信號(hào)rd=1,啟動(dòng)六十 進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器工作，并設(shè)置輸出最forward （正轉(zhuǎn)），back （反轉(zhuǎn)），cp （周期進(jìn)位信 號(hào)）在一個(gè)工作周期的1-20秒,使forward二1；在31-50秒，使back二1；完成一個(gè)周期 計(jì)數(shù)后，使cp=l。十五進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器：在預(yù)置數(shù)完成z后，當(dāng)cp二1時(shí)，減法計(jì)數(shù)器減1,直至0。當(dāng)計(jì)數(shù)至i 0時(shí)，給出輸出信號(hào)伽gmi ng=l o數(shù)碼管顯示部分：采用兩個(gè)動(dòng)態(tài)數(shù)碼管顯示洗衣機(jī)剩余工作時(shí)間，ds8a顯制位數(shù)，ds7a 顯示個(gè)位數(shù)，設(shè)置位選信號(hào)ss,當(dāng)ss二0時(shí)，選屮ds8a,使輸出量為十位上的數(shù)；當(dāng)ss二1時(shí)，選 屮ds7a,使

11、輸出量為個(gè)付上的數(shù)。編輯計(jì)數(shù)器使得ss在0、1z間交替變換，可使個(gè)位與十位的 交替顯示，設(shè)置位選信號(hào)的掃描頻率(clk1),使得交替顯示頻率加快，山于數(shù)碼管有余暉特性和人 眼有視覺(jué)暫留現(xiàn)象，可觀察到兩個(gè)數(shù)碼管同時(shí)顯示。第三章ver訂og hdl設(shè)計(jì)源程序根據(jù)任務(wù)書要求以及附加功能描述，程序設(shè)計(jì)如下：module xiyi ji (clk, shiwci, gcwei, forward, back, fengming, ldn, clk1, g, ss);input clk, clk1,ldn;input3:0shiwei, gewei;output forward, back, fengmin

12、g, ss;output6:0g;reg3:0out;reg6:0g;reg 3:0 qq_temp, c, q, c_temp;reg forward, back, fengming, rd, cc_temp, cp, ss, b_temp;reg5:0q_temp;always(posedge clk)begin i f(ldn)if (shiweib0000|gewei!=，boooo)begin if (rd)if (q_temp<& bl 11100)q_temp二q_temp+1;else q temp二0;else q_temp=o;endelse q_temp二0

13、;end always(posedgc clk)begin if(ldn)if(qq_temp!=0|c_temp!二0)beginif(q_temp>=6, b000000&&q_temp<6, bo10101)begin forward二1;back二0;endelse forward=0;if(q_temp>6bo11110&&q_temp<6, b110011) back=l;else back二0 ;if(q_temp>=6，bllll00) cp=l;else cp二0;endelse begin forward二0;b

14、ack二0;cp=0;fongming=l;cnd else begin forvard=0; back=0;cp=0; fengming=0; endendalways©( posedge clk)beginif (ldn=0)beginqq_temp二gewei;c_temp=shiwei;q=qq temp;c=c_temp;endelsebegin rd=1;if (cp 二二 1)if(qq temp|c temp)beginif(qq_temp>4, boooo) qq_temp二qq_temp-1;else if(qq_temp=4,boooo)beginqq t

15、emp二qq temp+4'blool;c_temp二c_temp-1;endq=qq_temp;c=c_temp;endendendalways(posedge clk1)beginif(b temp<j bl) b temp=b temp+1;else begin b_temp=，bo;endss二b_temp;endalways(posedge clk1)bogincase(ss)'bo:out二qq_temp;'bl:out=c_temp;endcaseendalways(out)bogincase(out)0:g= bollllll;1:g= boooo

16、llo;2:g二'blolloll;3:g二'bloollll;4:g二'blloollo;5:g= bllollol;6:g二'blllllol;7:g二'boooolll;8:g二'blllllll;9:gbll01111;endcaseendondmodulc第四章源程序各部分波形仿真圖4.1預(yù)置數(shù)部分預(yù)置時(shí)間時(shí)況如下表所示控制端十位各位預(yù)置數(shù)ldnshiwei3shiwei2shiwei1shiweiogewei3gewei2gewei1gcwcio000000000000000000110000000102000000011300000

17、01004000000101500000011060000001117000001000800000100190000110101000001101111000011100120000111011300001111014000011111151xxxxxxxx0功能說(shuō)明:以上置數(shù)時(shí),需要在ldn=o時(shí)才可。shiwei 3:0和gewei 3:0分別用數(shù)字開關(guān)組a組swpsw8來(lái)控制。4.2十五進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器下圖為波形仿真圖，其中03:0表示預(yù)置數(shù)的各位，d3:0表示預(yù)置數(shù)的十位，q3:0表示數(shù)碼管顯示的預(yù)置數(shù)的個(gè)位，c3:0表示數(shù)碼管顯示的預(yù)置數(shù)i位，圖示波形仿其圖已經(jīng)實(shí)現(xiàn)預(yù)置數(shù)（預(yù)置時(shí)間為

18、15分鐘）.value .500.0nstous1.5us2.0us2.5usi3 ous3.5us4 ous（詩(shī)0卩h55ldn1et1lt-ep1琴叩0h11uhclk0oqp.0ho09c(3.ohox匚x1o功能說(shuō)明：在ldn二0的時(shí)候，完成預(yù)置數(shù)功能，z后ldn=1,在ldn變?yōu)?z后的第一個(gè)clk的上升沿開始白減，到減為0之后不再變化。4. 3六十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器name -應(yīng) 學(xué)2呻3 (jus4 (jus5 (jus6啓7 (jus8呻 it-startashrwed10d$hn»et20it-shrwei10it-shrwe)0 9ewei30i-9ewei20age

19、wed0ageweio0ok1©forward0ifengming1iicp0i襯 back01功能說(shuō)明：當(dāng)預(yù)置的數(shù)不為0吋，start=l吋，計(jì)數(shù)器啟動(dòng)開始工作，當(dāng)預(yù)置的初始吋間為0時(shí)，計(jì)數(shù)器停止工作，蜂鳴器蜂鳴提示。4. 4數(shù)碼管顯示部分木任務(wù)需要兩個(gè)數(shù)碼管顯示剩余時(shí)間，數(shù)碼管輸入輸出各址真值表如下:個(gè)位數(shù)字?jǐn)?shù)碼管顯示：輸入（個(gè)位）ss 二 1數(shù)碼管輸出數(shù)碼管顯示值q3q2q1q0hgfedcba000000111111000010000011010010010110112001101001111301000110011040101011011015011001111100601

20、1100000111710000111111181001011001119十位數(shù)字?jǐn)?shù)碼管顯示:輸入（十位）ss=o數(shù)碼管輸岀數(shù)碼管 顯示值q7q6q5q4hgfedcba00000011111100001000001101功能說(shuō)明：ss在0、1 z間以一定的頻率來(lái)回變換，因此觀察者可以看到兩個(gè)數(shù)碼管同 時(shí)顯示數(shù)字，而實(shí)際上在同一時(shí)刻只有一個(gè)數(shù)碼管顯示。當(dāng)ss二0時(shí)，選-pds8a,使輸出最 為十位上的數(shù)；當(dāng)ss二1吋，選屮ds7a,便輸出量為個(gè)位上的數(shù)。數(shù)碼管輸入數(shù)據(jù)不同，輸出的7 個(gè)段信號(hào)不同，數(shù)碼管顯示的數(shù)就不同。4.5整體和序波形仿真功能說(shuō)明：在開始時(shí)ldn=o,開始置數(shù),置數(shù)完成后開始

21、工作,正轉(zhuǎn)(forward=l),暫停10s,反轉(zhuǎn)20s (back二1)；在12. 5us后，ldn=o,重新置數(shù),開始工作,在62. 5us后，數(shù)碼管顯示為0,停止工作，蜂鳴器蜂鳴提示(fengming=l)第五章管腳鎖定及硬件連線5. 1管腳鎖定程序輸入端管腳鎖定:程序輸入端擴(kuò)展版下載接口程序輸入端擴(kuò)展板下載接口clkpinl96clk1pinl93geweiopin53gewei1pin47gewei2pin46gcwoi3pin45shiweiopin44shiweilpin41shiwei2pin40shiwei3pin39ldnpinl91程序輸出端管腳鎖定:程序輸出端擴(kuò)展版下載

22、接口程序輸出端擴(kuò)展板下載接口forwardpinl89backpinl79sspinl98fengmingpin38gopinl73g1pinl75g2pin177g3pinl87g4pinl92g5pinl95g6pinl975.2硬件連線pin38 pin53 pin47 pin46 pin45 pin44 pin41 pin40 pin39 分別為蜂鳴器和 a 組數(shù) 字開關(guān)sw8 sw7 sw6 sw5 sw4 sw3 sw2 sw1,已經(jīng)內(nèi)部連接，不需連線。pinl96cl0ck 信號(hào)引腳 21pinl93cl0ck 信號(hào)引腳 11pinl91b組數(shù)字開關(guān)sw9pinl89-»彩色信號(hào)指示燈l9pinl79t彩色信號(hào)指示燈liopinl98t動(dòng)態(tài)數(shù)碼管位選信號(hào)sso動(dòng)態(tài)數(shù)碼管位選信號(hào)ss1t b組數(shù)字開關(guān)sw10(sw10=0)動(dòng)態(tài)數(shù)碼管位選信號(hào)ss2t b組數(shù)字開關(guān)sw11 (sw11二0)pinl73t動(dòng)態(tài)數(shù)碼管段選信號(hào)apinl77t動(dòng)態(tài)數(shù)碼管段選信號(hào)cpinl92t動(dòng)態(tài)數(shù)碼管段選信號(hào)epinl97 t動(dòng)態(tài)數(shù)碼管段選信號(hào)gpinl75t動(dòng)態(tài)數(shù)碼管段選信號(hào)bpinl87t動(dòng)態(tài)數(shù)碼管段選信號(hào)dpinl95 t動(dòng)態(tài)數(shù)碼管段選信號(hào)f第六章總結(jié)在兩周的課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，從開始第一天對(duì)eda課設(shè)的一無(wú)所知，到