EDA技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書2012版

1、EDA實(shí)驗(yàn)報告學(xué) 院：信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院班 級：2010級電信（1）班姓 名： 張昕灝 學(xué) 號： 2010508087 指導(dǎo)教師: 鐘福如 目錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc23228 實(shí)驗(yàn)二 用圖形法設(shè)計(jì)模為12的同步計(jì)數(shù)器 PAGEREF _Toc23228 - 1 - HYPERLINK l _Toc32680 實(shí)驗(yàn)三 六位環(huán)行計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc32680 - 5 - HYPERLINK l _Toc9912 三、實(shí)驗(yàn)要求 PAGEREF _Toc9912 - 5 - HYPERLINK l _Toc319 實(shí)驗(yàn)六 基于VHDL語言的分頻器

2、設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) PAGEREF _Toc319 - 6 - HYPERLINK l _Toc3825 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?PAGEREF _Toc3825 - 6 - HYPERLINK l _Toc10422 二、實(shí)驗(yàn)原理 PAGEREF _Toc10422 - 6 - HYPERLINK l _Toc710 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 PAGEREF _Toc710 - 6 - HYPERLINK l _Toc28331 實(shí)驗(yàn)九 汽車尾燈控制器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) PAGEREF _Toc28331 - 7 - HYPERLINK l _Toc11308 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?PAGEREF _Toc11308 - 7 - HYP

3、ERLINK l _Toc25032 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 PAGEREF _Toc25032 - 8 - HYPERLINK l _Toc24970 實(shí)驗(yàn)十 彩燈控制器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) PAGEREF _Toc24970 - 9 - HYPERLINK l _Toc32691 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?PAGEREF _Toc32691 - 9 - HYPERLINK l _Toc3933 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 PAGEREF _Toc3933 - 9 -實(shí)驗(yàn)二 用圖形法設(shè)計(jì)模為12的同步計(jì)數(shù)器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆誐AXPLUS的圖形輸入法和仿真過程（1） 掌握圖形輸入法（2） 熟悉仿真方法（3） 理解時序仿真（4） 掌握用圖

4、形編輯法實(shí)現(xiàn)組合邏輯電路設(shè)計(jì)思想。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：用圖形法設(shè)計(jì)模為12的同步計(jì)數(shù)器三、實(shí)驗(yàn)要求：掌握圖形邏輯輸入法；熟悉仿真方法。 通過編譯之后進(jìn)行項(xiàng)目檢驗(yàn)：建立波形輸入文件（也稱仿真器通道文件SCF）（1）在File 菜單里面選擇 New 打開新建文件類型對話框。選擇 Waveform Editor File 項(xiàng)單擊OK。（2）在波形編輯器窗口的Name下單擊鼠標(biāo)右鍵，出現(xiàn)浮動的菜單，選擇Enter Nodes from SNF.可以打開“從SNF文件輸入觀測點(diǎn)”的對話框。（3）在Type區(qū)選擇Input和Output，在默認(rèn)的情況下是打開的，單擊List按鈕，可在Available Node

5、s & Groups區(qū)看到設(shè)計(jì)文件中使用的輸入/輸出信號，單擊=按鈕可以將這些信號選擇到 Selected Nodes & Groups區(qū)。單擊OK按鈕，關(guān)閉對話框即可看到波形編輯窗口，將此波形文件保存為默認(rèn)名。在此，默認(rèn)的情況下，模擬的時間長短為1us。此時在“File”菜單中選擇“End Time”來設(shè)置結(jié)束時間。在模為12的計(jì)數(shù)器中，我們將信號“en”從頭到尾，即從0ns到1000ns賦值為1。選中信號“en”，單擊“Name”區(qū)中的“en”信號，可看見“en”信號變?yōu)楹谏?，表示被選中；單擊即可將“en”信號賦為1采用同樣的方式可將信號“clear”從0ns到1000ns賦值為“1”，為

6、觀察其清零的作用，將在240ns到300ns之間將其賦值為“0”（因?yàn)樵撔盘柕碗娖接行⑹髽?biāo)移到“clear”信號的240ns處按住鼠標(biāo)左鍵并向右拖動鼠標(biāo)300ns處，松開鼠標(biāo)左鍵可以看到這段區(qū)域?yàn)楹谏?，被選中，單擊工具條中的即可。為了將時鐘信號“clk”賦周期為40ns的時鐘信號。選中信號“clk”；設(shè)置信號周期。單擊工具條中的就可以打開下面的對話框，單擊“OK”關(guān)閉就對話框即可生成所需的時鐘。運(yùn)行仿真器，進(jìn)行時序仿真為了觀測方便，可將計(jì)數(shù)器輸出Q3、Q2、Q1、Q0作為一個組來觀測：將鼠標(biāo)移到“Name”區(qū)的Q3上，按住鼠標(biāo)的左鍵并按住向下拖動鼠標(biāo)之Q0處，松開左鍵，可選中信號Q3、Q2、

7、Q1、Q0。在選中區(qū)（黑色）上單擊鼠標(biāo)右鍵，打開一個浮動菜單，選擇“Enter Group”。單擊“Ok”關(guān)閉此對話框，可以得到下面的波形圖文件?，F(xiàn)在觀測就容易了。實(shí)驗(yàn)三 六位環(huán)行計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?(1) 熟悉圖形輸入編輯實(shí)現(xiàn)時序邏輯電路設(shè)計(jì)的過程。(2) 掌握環(huán)行計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)思路。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：通過分析六位環(huán)行計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)原理圖，試寫出該計(jì)數(shù)器的時鐘方程、驅(qū)動方程和輸出方程，并畫出其狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。通過時序仿真結(jié)果驗(yàn)證分析的正確性和原理圖設(shè)計(jì)的合理性。三、實(shí)驗(yàn)要求掌握圖形邏輯輸入法；掌握編譯方法；理解仿真實(shí)現(xiàn)過程并分析仿真結(jié)果；掌握環(huán)行計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)方思路仿真結(jié)果：實(shí)驗(yàn)六 基于VHDL語言的

8、分頻器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、進(jìn)一步掌握VHDL語言的基本結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)的輸入方法。2、掌握VHDL基本邏輯電路的綜合設(shè)計(jì)應(yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)原理在數(shù)字電路系統(tǒng)中，分頻電路應(yīng)用得十分廣泛。例如，工程人員常常使用分頻電路來得到數(shù)字通信中的幀頭信號、選通信號以及中斷信號等。因此，分頻電路在數(shù)字電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中也應(yīng)該作為重要的基本電路來掌握，從而給今后的一些設(shè)計(jì)帶來方便。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個6分頻的分頻電路，要求其輸出信號的占空比為50。請分析分頻電路設(shè)計(jì)原理并編寫VHDL語言程序，利用Max+PlusII開發(fā)軟件對其進(jìn)行編譯和仿真。6分頻電路實(shí)現(xiàn)程序代碼如下：2、在實(shí)際數(shù)字電路設(shè)計(jì)過程中，往往需

9、要得到占空比不是1：1的分頻時鐘，方法是：首先描述一個計(jì)數(shù)器電路，然后根據(jù)計(jì)數(shù)器電路的并行輸出信號來決定輸出時鐘的高低電平。請?jiān)O(shè)計(jì)、編寫VHDL語言程序?qū)崿F(xiàn)分頻后時鐘信號的占空比為1：15的16分頻電路，并利用Max+PlusII開發(fā)軟件對其進(jìn)行編譯和仿真。實(shí)驗(yàn)九 汽車尾燈控制器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、進(jìn)一步掌握VHDL語言的基本結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)的輸入方法。2、掌握自頂向下設(shè)計(jì)方法。3、掌握層次化設(shè)計(jì)混合編程方法。二、實(shí)驗(yàn)原理 見系統(tǒng)工作原理三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、假設(shè)汽車尾部左右兩側(cè)各有3盞指示燈，其控制功能應(yīng)包括：（1）汽車正常行駛時指示燈都不亮。（2）汽車右轉(zhuǎn)彎時，右側(cè)的一盞指示燈亮。（3）汽車左轉(zhuǎn)

10、彎時，左側(cè)的一盞指示燈亮。（4）汽車剎車時，左右兩側(cè)的一盞指示燈同時亮。（5）汽車在夜間行駛時，左右兩側(cè)的一盞指示燈同時一直亮，供照明使用。2、根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法，頂層設(shè)計(jì)采用原理圖設(shè)計(jì)方式，它由時鐘分頻模塊、汽車尾燈主控模塊、左邊燈控制模塊和右邊燈控制模塊四部分組成。系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理圖如下圖所示。系統(tǒng)的輸入信號包括：系統(tǒng)時鐘信號CLK，汽車左轉(zhuǎn)彎控制信號LEFT，汽車右轉(zhuǎn)彎控制信號RIGHT，剎車信號BRAKE，夜間行駛信號NIGHT。系統(tǒng)的輸出信號包括：汽車左側(cè)3盞指示燈LD1、LD2、LD3和汽車右側(cè)3盞指示燈RD1、RD2、RD3。系統(tǒng)工作原理為：當(dāng)汽車正常行

11、駛時所有指示燈都不亮；當(dāng)汽車向右轉(zhuǎn)彎時，汽車右側(cè)的指示燈RD1亮；當(dāng)汽車向左轉(zhuǎn)彎時，汽車左側(cè)的指示燈LD1亮；當(dāng)汽車剎車時，汽車右側(cè)的指示燈RD2和汽車左側(cè)的指示燈LD2同時亮；當(dāng)汽車在夜間行駛時，汽車右側(cè)的指示燈RD3和汽車左側(cè)的指示燈LD3同時一直亮。請分析汽車尾燈控制器實(shí)現(xiàn)過程，編寫程序代碼，結(jié)合已設(shè)計(jì)底層文件實(shí)現(xiàn)頂層元器件（采用混合編程）設(shè)計(jì)，使之組成完整系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)十 彩燈控制器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、進(jìn)一步掌握VHDL語言的基本結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)的輸入方法。2、掌握VHDL語言中狀態(tài)機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。3、掌握層次化設(shè)計(jì)混合編程方法和元件例化語句的使用方法。二、實(shí)驗(yàn)原理 略三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一彩燈控制器，要有多種花型變化（至少設(shè)計(jì)4種）；多種花型可以自動變換，循環(huán)往復(fù)；彩燈變換的快慢節(jié)拍可以選擇；彩燈控制器具有清零開關(guān)。2、根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，現(xiàn)設(shè)計(jì)一個具有6種花型循環(huán)變化的彩燈控制器。系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法，系統(tǒng)的整體組裝設(shè)計(jì)原理圖如圖所示，它由時序控制模塊和顯示控制模塊兩部分