EDA技術(shù)課程設(shè)計(jì)-脈沖按鍵電話顯示器

1、課 程 設(shè) 計(jì)課 程 EDA技術(shù)課程設(shè)計(jì) 題 目 脈沖按鍵電話顯示器 院 系 * 專業(yè)班級(jí) * 學(xué)生姓名 * 學(xué)生學(xué)號(hào) * 指導(dǎo)教師 2011年 3 月11日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)課程 EDA技術(shù)課程設(shè)計(jì)題目 脈沖按鍵電話顯示器專業(yè) * 姓名 * 學(xué)號(hào) *主要內(nèi)容、基本要求、主要參考資料等主要內(nèi)容：設(shè)計(jì)一個(gè)準(zhǔn)確地反映按鍵數(shù)字具有8位顯示的電話按鍵顯示器，該電話顯示器要求具有重?fù)艿墓δ?，?dāng)按下重?fù)苕I時(shí)，能夠顯示最后一次輸入的電話號(hào)碼。基本要求：1、設(shè)計(jì)一個(gè)具有8位顯示的電話按鍵顯示器；2、能準(zhǔn)確地反映按鍵數(shù)字；3、顯示器顯示從低位向高位前移，逐位顯示按鍵數(shù)字，最低位為當(dāng)前輸入位；4、設(shè)置一個(gè)“重?fù)堋辨I，

2、按下此鍵，能顯示最后一次輸入的電話號(hào)碼；5、掛機(jī)2秒后或按熄滅按鍵，熄滅顯示器顯示。主要參考資料：1 潘松著.EDA技術(shù)實(shí)用教程(第二版). 北京：科學(xué)出版社,2005.2 康華光主編.電子技術(shù)基礎(chǔ) 模擬部分. 北京：高教出版社,2006.3 閻石主編.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ). 北京：高教出版社,2003.完成期限 2011.3.11 指導(dǎo)教師 專業(yè)負(fù)責(zé)人 2011年 3月7日一、總體設(shè)計(jì)思想1.基本原理電話按鍵顯示器包括脈沖發(fā)生器、計(jì)數(shù)器、譯碼顯示器、控制器、移位寄存器等五部分組成。其中計(jì)數(shù)器和移位寄存器是系統(tǒng)的主要組成部分。移位寄存器部分是數(shù)字按鍵和移位寄存器組成的，完成09任意數(shù)字的鍵入且顯示

3、8位數(shù)字通過(guò)控制電路1可以任意清除當(dāng)前的電話號(hào)碼，以便重新輸入。當(dāng)8位電話號(hào)碼輸入完畢后再通過(guò)控制電路2啟動(dòng)計(jì)數(shù)器部分和脈沖發(fā)生器，來(lái)計(jì)算通話時(shí)間。計(jì)數(shù)器部分主要完成通話時(shí)間的記數(shù)作用。當(dāng)通話完畢后既是斷開(kāi)高電平后，計(jì)時(shí)器停止工作，完成計(jì)時(shí)的功能與此同時(shí)移位寄存器也停止工作其顯示號(hào)碼部分立即清零。我們所設(shè)計(jì)的整體電路是由計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)電路、電話號(hào)碼顯示控制電路、脈沖產(chǎn)生電路三個(gè)部分組合而成的。2.設(shè)計(jì)框圖我們?cè)O(shè)計(jì)的用VHDL語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的脈沖按鍵電話顯示器由4個(gè)模塊組成：按鍵電路，譯碼器，移位寄存、鎖存器和數(shù)碼管顯示電路，其中移位寄存、鎖存器和數(shù)碼管譯碼顯示電路為系統(tǒng)的主要組成部分。脈沖按鍵電話的總體

4、設(shè)計(jì)框圖如圖2.1所示：圖2.1 脈沖按鍵電話總體設(shè)計(jì)方案二、設(shè)計(jì)步驟和調(diào)試過(guò)程1、總體設(shè)計(jì)電路2、模塊設(shè)計(jì)和相應(yīng)模塊程序2.1按鍵電路模塊按鍵電路功能：提供09數(shù)字按鍵的輸入，同時(shí)設(shè)置有撥號(hào)鍵，清除鍵，掛機(jī)鍵和重?fù)苕I。2.2 譯碼電路模塊譯碼電路功能：譯碼器的功能分為兩個(gè)部分，第一部分把輸入的一位鍵值轉(zhuǎn)換成四位BCD碼；第二部分把4位二進(jìn)制碼譯成相應(yīng)的數(shù)碼管輸出顯示碼。對(duì)應(yīng)的電路圖：2.3 移位寄存器、鎖存模塊移位寄存器：移位寄存器分為三個(gè)部分，當(dāng)按下?lián)芴?hào)鍵時(shí)，數(shù)字按鍵值依次由數(shù)碼管的低位向高位移動(dòng)，同時(shí)送入鎖存器中；當(dāng)按下刪除鍵時(shí)，鍵值由高位向低位移除，高位數(shù)碼管熄滅；當(dāng)按下重?fù)苕I時(shí)，鎖存

5、器中存儲(chǔ)的鍵值輸入到移位寄存器中，并通過(guò)數(shù)碼管顯示出來(lái)。其大致的流程圖如圖2.2所示：2.4 數(shù)碼管顯示模塊數(shù)碼管顯示用于將設(shè)置好的每個(gè)按鍵的鍵值（對(duì)應(yīng)09的數(shù)字）在數(shù)碼管上顯示出來(lái)。由于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要使用8個(gè)數(shù)碼管，因?yàn)樵跀?shù)碼管顯示模塊必須加上數(shù)碼管片選及移位的程序，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在輸入以后從低位向高位移動(dòng)、顯示。1 頂層文件程序LIBRARY IEEE; -庫(kù)定義USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; -包定義USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY PLUSE_KEY IS -定義實(shí)體名、端口PORT(DIN1:IN STD_LOGI

6、C_VECTOR(9 DOWNTO 0); -定義09數(shù)字輸入CLK1,CLEAR,DIAL,RE_DIAL:IN STD_LOGIC;KEYOUT:OUT STD_LOGIC; -定義可輸入脈沖指示燈SEG71:OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0); -定義七位段碼SEG8:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); - 8個(gè)數(shù)碼管END ENTITY;ARCHITECTURE ONE OF PLUSE_KEY IS -定義結(jié)構(gòu)體COMPONENT SET_NUM IS -調(diào)用SET_NUM底層文件PORT(DIN:IN STD_LOGIC

7、_VECTOR(9 DOWNTO 0);CLK,CLEAR,DIAL,RE_DIAL:IN STD_LOGIC;KEYOUT:OUT STD_LOGIC;SET:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);SEG8:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);END COMPONENT;COMPONENT DISPLAY IS -調(diào)用DISPLAY底層文件 PORT(BCD1:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);SEG7:OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0);END COMPONENT;SIGN

8、AL SET_1:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);BEGIN -各端口的連接U1: SET_NUM PORT MAP( DIN1,CLK1,CLEAR,DIAL,RE_DIAL,KEYOUT,SET_1,SEG8); U2:DISPLAY PORT MAP(SET_1,SEG71);END ART;2 BCD譯碼子程序(DISPLAY.VHD)LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY DISPLAY IS PORT( BCD1:IN STD_LOGIC

9、_VECTOR(3 DOWNTO 0); SEG7:OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0); END ENTITY;ARCHITECTURE ONE OF DISPLAY ISBEGIN PROCESS(BCD1)IS BEGIN CASE BCD1 IS WHEN "0000"=>SEG7<="0111111" -顯示0 WHEN "0001"=>SEG7<="0000110" -顯示1 WHEN "0010"=>SEG7<=&qu

10、ot;1011011" -顯示2 WHEN "0011"=>SEG7<="1001111" -顯示3 WHEN "0100"=>SEG7<="1100110" -顯示4 WHEN "0101"=>SEG7<="1101101" -顯示5 WHEN "0110"=>SEG7<="1111101" -顯示6 WHEN "0111"=>SEG7<=&qu

11、ot;0000111" -顯示7 WHEN "1000"=>SEG7<="1111111" -顯示8 WHEN "1001"=>SEG7<="1101111" -顯示9 WHEN OTHERS=>SEG7<="0000000" -其他情況下數(shù)碼管熄滅 END CASE; END PROCESS;END ARCHITECTURE;3 鍵值顯示子程序（SET_NUM.VHD）LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL

12、;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY SET_NUM IS PORT(DIN:IN STD_LOGIC_VECTOR(9 DOWNTO 0); CLK,CLEAR,DIAL,RE_DIAL:IN STD_LOGIC; KEYOUT:OUT STD_LOGIC; SET:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); SEG8:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);END ENTITY;ARCHITECTURE ONE OF SET_NUM ISSUBTYPE TEN IS STD_LOGIC_VECTO

13、R(3 DOWNTO 0);SIGNAL BCD :TEN;TYPE NUMBER1 IS ARRAY(7 DOWNTO 0) OF STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);SIGNAL NUMBER : NUMBER1;SIGNAL KEY,KEY1,CLK1,DIAL1,RE_DIAL1:STD_LOGIC;SIGNAL COUNT:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);SIGNAL COUNT1:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);SIGNAL COUNT2:STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0);SIGNAL

14、 DIN1: STD_LOGIC_VECTOR(9 DOWNTO 0);SIGNAL LOCK: STD_LOGIC_VECTOR(31 DOWNTO 0);BEGIN- PROCESS(CLK)IS BEGIN IF RISING_EDGE(CLK) THEN COUNT1<=COUNT1+1; END IF; END PROCESS; CLK1<='0' WHEN COUNT1<"1100" ELSE '1' PROCESS(CLK1)IS BEGIN IF RISING_EDGE(CLK1) THEN DIN1(9 D

15、OWNTO 0)<=DIN(9 DOWNTO 0); DIAL1<=DIAL; RE_DIAL1<=RE_DIAL; END IF; END PROCESS; KEY<=(DIN1(0) OR DIN1(1) OR DIN1(2) OR DIN1(3) OR DIN1(4) OR DIN1(5) OR DIN(6) OR DIN1(7) OR DIN1(8) OR DIN1(9); PROCESS(CLK1)IS BEGIN IF FALLING_EDGE(CLK1) THEN IF COUNT2="100" THEN IF CLEAR='0

16、'AND RE_DIAL='0' THEN KEY1<=KEY; ELSIF CLEAR ='1' AND RE_DIAL='0' THEN KEY1<=CLK; ELSE KEY1<=RE_DIAL1; END IF; COUNT2<="000" ELSE COUNT2<=COUNT2+1; END IF; END IF; END PROCESS;- PROCESS(DIN1)IS BEGIN IF DIN1(6)='1' THEN BCD<="0110&

17、quot; ELSIF DIN1(1)='1' THEN BCD<="0001" ELSIF DIN1(2)='1' THEN BCD<="0010" ELSIF DIN1(3)='1' THEN BCD<="0011" ELSIF DIN1(4)='1' THEN BCD<="0100" ELSIF DIN1(5)='1' THEN BCD<="0101" ELSIF DIN1(0)=

18、'1' THEN BCD<="0000" ELSIF DIN1(7)='1' THEN BCD<="0111" ELSIF DIN1(8)='1' THEN BCD<="1000" ELSIF DIN1(9)='1' THEN BCD<="1001" ELSE BCD<="0000" END IF; END PROCESS;- KEYOUT<=KEY1; PROCESS(KEY1)IS BEGIN

19、 IF RISING_EDGE(KEY1) THEN IF CLEAR='0' AND RE_DIAL1='0' THEN -輸入數(shù)字，實(shí)現(xiàn)數(shù)字從低位向高位移動(dòng) NUMBER(7)<=NUMBER(6); NUMBER(6)<=NUMBER(5); NUMBER(5)<=NUMBER(4); NUMBER(4)<=NUMBER(3); NUMBER(3)<=NUMBER(2); NUMBER(2)<=NUMBER(1); NUMBER(1)<=NUMBER(0); NUMBER(0)<=BCD; ELSIF CLE

20、AR='1' AND RE_DIAL1='0' THEN -按下刪除鍵，數(shù)字從高位向低位移動(dòng) NUMBER(0)<=NUMBER(1); NUMBER(1)<=NUMBER(2); NUMBER(2)<=NUMBER(3); NUMBER(3)<=NUMBER(4); NUMBER(4)<=NUMBER(5); NUMBER(5)<=NUMBER(6); NUMBER(6)<= NUMBER(7); NUMBER(7)<="1111"- PROCESS(CLK)IS BEGIN IF RISIN

21、G_EDGE(CLK) THEN COUNT<=COUNT+1; END IF; END PROCESS;- PROCESS(DIAL1)IS BEGIN -在重?fù)苕I以后，顯示已撥號(hào)碼 IF RISING_EDGE(DIAL1) THEN LOCK(31 DOWNTO 28)<=NUMBER(7); LOCK(27 DOWNTO 24)<=NUMBER(6); LOCK(23 DOWNTO 20)<=NUMBER(5); LOCK(19 DOWNTO 16)<=NUMBER(4); LOCK(15 DOWNTO 12)<=NUMBER(3); LOCK(11

22、 DOWNTO 8)<=NUMBER(2); LOCK(7 DOWNTO 4)<=NUMBER(1); LOCK(3 DOWNTO 0)<=NUMBER(0); END IF; END PROCESS;END ARCHITECTURE;3、仿真及仿真結(jié)果分析本文設(shè)計(jì)的矩陣鍵盤(pán)及顯示電路在Quartus 1I開(kāi)發(fā)環(huán)境下進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。仿真結(jié)果分析如下：（1） clk為時(shí)鐘信號(hào)輸入信號(hào)，作為系統(tǒng)時(shí)鐘；（2） rst為清零控制端，當(dāng)其為高電平時(shí)，按鍵有效。4、實(shí)驗(yàn)調(diào)試結(jié)果本文設(shè)計(jì)的脈沖按鍵電話顯示器進(jìn)行仿真驗(yàn)證后，輸入8位數(shù)字以后顯示結(jié)果如圖3.4所示：三、結(jié)論及心得體會(huì)在這次的課

23、程設(shè)計(jì)中，主要是通過(guò)VHDL語(yǔ)言編程，利用CPLA/FPGA芯片完成脈沖按鍵電話顯示器的模擬。這次的設(shè)計(jì)使我對(duì)于書(shū)上的知識(shí)有了進(jìn)一步的了解，使我的動(dòng)手能力有了很大的提高。在查找資料的時(shí)候，我覺(jué)得好像還是很簡(jiǎn)單的，但在實(shí)際動(dòng)手后，才發(fā)現(xiàn)并沒(méi)有想象中的簡(jiǎn)單。我們不光只是掌握課堂上學(xué)過(guò)的東西，還得學(xué)會(huì)靈活應(yīng)用才可以。這次課程設(shè)計(jì)主要還是讓我們活學(xué)活用自己的數(shù)電知識(shí)，使我更加熟悉了數(shù)字電路，對(duì)寄存器，計(jì)數(shù)器等有了一定的了解。對(duì)于集成電路也有了進(jìn)一步的認(rèn)知，經(jīng)過(guò)同學(xué)們之間相互交流與學(xué)習(xí)使自己學(xué)到了很多更好的思維方法，沒(méi)有了當(dāng)初剛拿到設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)那種無(wú)從下手的感覺(jué)。對(duì)于設(shè)計(jì)這種課題如何進(jìn)行分析，如何進(jìn)行改進(jìn)

24、，有了比較全面的認(rèn)識(shí)。在此我衷心地感謝我的指導(dǎo)老師，指正了我們的錯(cuò)誤，使我們的設(shè)計(jì)能更快的完成。參考資料1潘松著.EDA技術(shù)實(shí)用教程(第二版). 北京：科學(xué)出版社,2005.2 彭介華電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)M高等教育出版社，20063侯伯亨，顧新VHDL硬件描述語(yǔ)言與數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)M西安：西安電子科技大學(xué)出版社，20074 謝自美電子線路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 測(cè)試M華中理工大學(xué)出版社，20075盧毅，賴杰VHDL與數(shù)字電路設(shè)計(jì)M北京：科學(xué)出版社，20076 閻石主數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)M清華大學(xué)電子教研室，2008(10)：5-83課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)表課程名稱EDA技術(shù)課程設(shè)計(jì)題目名稱脈沖按鍵電話顯示器學(xué)生姓名學(xué)

25、號(hào)指導(dǎo)教師姓名職稱序號(hào)評(píng)價(jià)項(xiàng)目指 標(biāo)滿分評(píng)分1工作量、工作態(tài)度和出勤率按期圓滿的完成了規(guī)定的任務(wù)，難易程度和工作量符合教學(xué)要求，工作努力，遵守紀(jì)律，出勤率高，工作作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)，善于與他人合作。202課程設(shè)計(jì)質(zhì)量課程設(shè)計(jì)選題合理，計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)練準(zhǔn)確，分析問(wèn)題思路清晰，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，文理通順，撰寫(xiě)規(guī)范，圖表完備正確。453創(chuàng)新工作中有創(chuàng)新意識(shí)，對(duì)前人工作有一些改進(jìn)或有一定應(yīng)用價(jià)值。54答辯能正確回答指導(dǎo)教師所提出的問(wèn)題。30總分評(píng)語(yǔ)：指導(dǎo)教師： 2011年 3 月 11 日經(jīng)典婚慶主持詞炮竹聲聲賀新婚,歡聲笑語(yǔ)迎嘉賓.尊敬各位來(lái)賓,各位領(lǐng)導(dǎo),各位親朋好友,先生們,女士們,活潑可愛(ài)的小朋友們,大家好!

26、0;    好歌好語(yǔ)好季節(jié),好人好夢(mèng)好姻緣.來(lái)賓們今天是公元*年*月*日(農(nóng)歷六月初八)是良辰吉日,在這大吉大利吉祥喜慶的日子里,我們懷著十二分的真誠(chéng)的祝福相聚在*酒樓一樓婚宴大廳共同慶賀*先生與*小姐新婚典禮.(首先我們給予掌聲的恭喜)大家都知道結(jié)婚是人生中的一件大事,而婚禮更是人生中最幸福神圣的時(shí)刻,尤其婚禮上浪漫溫馨高雅別致的婚禮儀式以及親朋好友的良好祝愿會(huì)給新人一生永遠(yuǎn)帶來(lái)最美好的回憶.各位親朋好友,我是本次婚禮慶典的主持人*.今天我十分榮幸地接受新郎新娘的重托,步入這神圣而莊重的婚禮殿堂為新郎*,新娘*的婚禮擔(dān)任司儀之職.讓我們?cè)谶@里共同見(jiàn)證一對(duì)新人人生

27、中最幸福神圣美好的一刻！真是:百鳥(niǎo)朝鳳鳳求凰,龍鳳呈祥喜洋洋.讓我們用掌聲祝賀他們祝福新人鳳凰展翅迎朝暉,恩愛(ài)鴛鴦比翼飛.攜手同步知心人,共創(chuàng)宏圖獻(xiàn)真情.郎才女貌天作美,洞房花燭喜成雙.在神圣的婚禮進(jìn)行曲中一對(duì)新人手挽手,肩并肩緩緩步入婚禮大廳.臉上充滿了無(wú)比幸福的笑容讓我們用掌聲與鮮花給予一對(duì)新人最誠(chéng)摯的祝福.婚姻是人生大事,結(jié)婚典禮對(duì)青年男女來(lái)說(shuō)是一生中最重要的時(shí)刻.你也笑,我也笑,親朋好友齊來(lái)到.天也新,地也新,眾星捧月迎新人.新郎新娘臺(tái)上站,甜蜜感覺(jué)涌心間.風(fēng)風(fēng)雨雨?duì)渴诌^(guò),今天喜結(jié)美姻緣.親朋好友齊相聚,歡歡喜喜來(lái)賀喜. * * * 天仙配,幸福的生活比蜜甜.在這個(gè)激動(dòng)人心的美好時(shí)刻,作為婚慶司儀,首先請(qǐng)?jiān)试S我代表新郎新娘以及新郎新娘的雙方家長(zhǎng),對(duì)今天百忙當(dāng)中來(lái)參加婚禮的各位來(lái)賓,各位親朋好友的光臨表示最誠(chéng)摯的謝意和熱烈的歡迎(謝謝大家)!歡迎你們!婚禮對(duì)每一個(gè)新婚的人而言,都是神圣,浪漫,唯美和經(jīng)典的,隨著神圣的婚禮進(jìn)行曲奏響,英俊的新郎和美麗的新娘在掌聲與祝福聲中,緩緩的步上紅地毯,那是萬(wàn)眾矚目的一瞬,那是夢(mèng)寐以求的一瞬,那是凝結(jié)愛(ài)的萬(wàn)語(yǔ)千言的一瞬,那是最激動(dòng)人心的一瞬,一同迷醉在塵世間最美妙的氣氛里.愛(ài)情是古老而年輕的話題,也是不朽的人生主題.許多人已經(jīng)擁有,更多人正