eda技術(shù)教案16頁(yè)

1、ED破術(shù)教案第一次課內(nèi) 容：1）介名S EDAJ術(shù)的涵義、發(fā)展歷程和應(yīng)用領(lǐng)域；2）介名§ EDA技術(shù)的主要內(nèi)容；3）介2g EDA勺工程設(shè)計(jì)流程；4） 說(shuō)明本課程的特點(diǎn)與學(xué)習(xí)方法。教學(xué)目的：1）通過(guò)介紹EDA技術(shù)的涵義、發(fā)展歷程和應(yīng)用領(lǐng)域，使學(xué)生了解本課程 的實(shí)際應(yīng)用很大，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)這門課程的積極性2）通過(guò)介紹EDA技術(shù)的主要內(nèi)容，使學(xué)生了解這門課程要學(xué)習(xí)什么。在此基礎(chǔ)上說(shuō)明本課程的特點(diǎn)與學(xué)習(xí)方法。3） 說(shuō)明各種通信系統(tǒng)的組成，了解它們的優(yōu)缺點(diǎn)，出現(xiàn)背景。重點(diǎn)說(shuō)明 數(shù)字通信系統(tǒng)的特定和優(yōu)點(diǎn)。4）介紹EDA的工程設(shè)計(jì)流程，說(shuō)明當(dāng)前 EDA設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，用軟件方式設(shè) 計(jì)硬件，用軟件方式設(shè)

2、計(jì)的系統(tǒng)到硬件系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換是由有關(guān)開(kāi)發(fā)軟件自動(dòng)完成的，因此類似軟件編程，不需太多的低層硬件知識(shí)，使學(xué)生克服畏難情緒。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：1） EDA技術(shù)的三個(gè)發(fā)展階段以及各階段的特點(diǎn)；2） EDA的定義和EDA技術(shù)的主要內(nèi)容；3） EDA的工程設(shè)計(jì)流程。教學(xué)方法：比較、舉例、圖解。教學(xué)過(guò)程：（一）自我介紹，說(shuō)明課時(shí)安排、成績(jī)?cè)u(píng)定方法、課程定位、教學(xué)網(wǎng)站的進(jìn)入。（二）講授新課課堂教學(xué)實(shí)施過(guò)程共分六步。1）介紹EDA技術(shù)的涵義。2）說(shuō)明EDA技術(shù)的發(fā)展背景，說(shuō)明 EDA技術(shù)的三個(gè)發(fā)展階段，比較三個(gè) 階段的各解決了什么問(wèn)題，在此基礎(chǔ)上理解各階段的特點(diǎn)。3）在第二步理解EDA技術(shù)進(jìn)行電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)的基礎(chǔ)

3、上引出并詳細(xì) 說(shuō)明EDA的定義，加深對(duì)EDA支術(shù)的涵義的理解。4）在第三步詳細(xì)說(shuō)明EDA的定義的基礎(chǔ)上，引出 EDA皮術(shù)的4個(gè)主要內(nèi)容：硬件描述語(yǔ)言：設(shè)計(jì)的主要表達(dá)手段；大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷涸O(shè)計(jì)的載體；軟件開(kāi)發(fā)工具：設(shè)計(jì)的工具；實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)：下載工具及硬件驗(yàn)證工具。再分別介紹 EDAK術(shù)的4個(gè)主要內(nèi)容：了解常用的 硬件描述語(yǔ)言VHD閑Verilog ; 了解兩種常用的大規(guī)?？删幊踢壿嬈?件FPGAF口 CPLD以及它們各自的特點(diǎn)；了解主流EDA工具軟件；了解本課程使用的西安唐都公司的 TD-EAD®驗(yàn)系統(tǒng)5）說(shuō)明課程要求：通過(guò)學(xué)習(xí)這門課程要掌握運(yùn)用EDAff發(fā)工具設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)電子系統(tǒng)，

4、引出這門課程的特點(diǎn)：實(shí)踐性強(qiáng)，說(shuō)明我們的學(xué)習(xí)方法：抓住一個(gè)重點(diǎn)：VHDL勺編程；掌握兩個(gè)工具：Quartus II和TD-EAD實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)；運(yùn)用三種手段：通過(guò)案例分析、應(yīng)用設(shè)計(jì)和上機(jī)實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐相結(jié)合，邊學(xué)邊用，邊用邊學(xué)。6）用設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單電子系統(tǒng)為例，引出EDA的工程設(shè)計(jì)流程。說(shuō)明當(dāng)前EDA技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)：用軟件方式設(shè)計(jì)硬件；用軟件方式設(shè)計(jì)的系統(tǒng) 到硬件系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換是由有關(guān)開(kāi)發(fā)軟件自動(dòng)完成的；設(shè)計(jì)過(guò)程中可用有關(guān)軟件進(jìn)行各種仿真；系統(tǒng)可現(xiàn)場(chǎng)編程，在線升級(jí)；整個(gè)系統(tǒng)可集成在一個(gè)芯片上，體積小、功耗低、可靠性高?，F(xiàn)代ED破計(jì)類似軟件編程，不需太多的低層硬件知識(shí)，使學(xué)生克服畏難情緒。同時(shí)這里又回

5、顧復(fù)習(xí)了使用EDA技術(shù)進(jìn)行電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。最后圖解說(shuō)明EDA 的工程設(shè)計(jì)流程。第二次課內(nèi) 容：安裝Quartus n , VHDL與Quartus n初體驗(yàn) 教學(xué)目的：1）理解VHDL®言的特點(diǎn)。2） 了解主流EDAX具Quartus n ,掌握其安裝方法。3）掌握使用Quartus n進(jìn)行FPGAS計(jì)的基本流程。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：使用Quartus n進(jìn)行FPGAES計(jì)的基本流程。教學(xué)方法：舉例、演示。教學(xué)過(guò)程：課堂教學(xué)實(shí)施過(guò)程共分兩步。1）回顧上節(jié)課所講的 EDA的主要內(nèi)容。在此基礎(chǔ)上引出 VHDL®言的特 點(diǎn)，并介紹主流EDA開(kāi)發(fā)工具Quartus n ,說(shuō)明它的不

6、同版本的特點(diǎn)。 重點(diǎn)介紹PC破解版的安裝步驟。演示安裝過(guò)程，在演示是重點(diǎn)提醒 學(xué)生注意容易出錯(cuò)的幾個(gè)地方。2）回顧上節(jié)課所講的當(dāng)前 EDA技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)，EDA勺工程設(shè)計(jì)流程。 在此基礎(chǔ)上說(shuō)明使用 Quartus n進(jìn)行FPG酸計(jì)的基本流程，并通過(guò) 實(shí)際演示設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的電子系統(tǒng)：與非門，說(shuō)明使用Quartus n和VHDL開(kāi)發(fā)電子系統(tǒng)的基本流程。在演示過(guò)程中重點(diǎn)提醒學(xué)生注意 容易出錯(cuò)的幾個(gè)地方，并給出一些初學(xué)者的小竅門。第三次課內(nèi)容：VHDL程序基本結(jié)構(gòu)，VHDL基本數(shù)據(jù)類型，VHDL數(shù)據(jù)對(duì)象 教學(xué)目的：1）掌握VHDL吾言程序的基本結(jié)構(gòu)，特別是實(shí)體和結(jié)構(gòu)體。2）掌握VHDL吾言的語(yǔ)言要素，

7、包括 VHDL吾言的基本數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)對(duì) 象和VHDL運(yùn)算符，理解信號(hào)和變量的區(qū)別。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：VHDL吾言程序的基本結(jié)構(gòu)，VHDL語(yǔ)言的語(yǔ)言要素。教學(xué)方法：舉例、演示、歸納、比較。教學(xué)過(guò)程：課堂教學(xué)實(shí)施過(guò)程共分三步。1) VHDL程序基本結(jié)構(gòu)回顧上節(jié)課設(shè)計(jì)與非門的例子，引出設(shè)計(jì)與非門的設(shè)計(jì)思想：先確定系統(tǒng)功能和接口，再進(jìn)行內(nèi)部電路設(shè)計(jì)，由此引出VHDLS序的基本結(jié)構(gòu)：實(shí)體: 對(duì)應(yīng)系統(tǒng)接口，結(jié)構(gòu)體：對(duì)應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)部電路。從與非門的 VHDL®序中可以直 觀的看到它的三部分：庫(kù)、程序包的調(diào)用，實(shí)體聲明，結(jié)構(gòu)體定義。以與非門的VHDLS序?yàn)槔f(shuō)明庫(kù)、程序包的調(diào)用的作用。說(shuō)明調(diào)用語(yǔ)法，介紹

8、常用的三個(gè)庫(kù)、程序包。以與非門的VHDLS序?yàn)槔f(shuō)明實(shí)體聲明的語(yǔ)法，各項(xiàng)的意義。提醒學(xué)生注意初學(xué)者容易出錯(cuò)的地方，如：實(shí)體名必須與文件名相同，否則編譯會(huì)出錯(cuò)；最后一條端口聲明語(yǔ)句不可加分號(hào)等。并通過(guò)演示出錯(cuò)情況，加深學(xué)生的印象。最后通過(guò)圖解歸納實(shí)體聲明的格式，容易出錯(cuò)的地方，并對(duì)初學(xué)者進(jìn)行相應(yīng)的建議：使用范例，在Edit > Insert Template 中選擇范例。Quartus 進(jìn)行編譯時(shí)，要求關(guān)聯(lián)文件文件名相同，建議采用Quartus 默認(rèn)文件名，不要自己更改文件名。以與非門的VHDL®序?yàn)槔f(shuō)明結(jié)構(gòu)體的語(yǔ)法， 各項(xiàng)的意義。提醒學(xué)生注意初學(xué)者容易出錯(cuò)的地方。并通過(guò)演示出

9、錯(cuò)情況，加深學(xué)生的印象。最后通過(guò)圖解歸納結(jié)構(gòu)體的格式，應(yīng)注意的地方。2) VHDL基本數(shù)據(jù)類型回到與非門的VHDL程序的實(shí)體聲明部分，引出 VHDL的數(shù)據(jù)類型。介紹各種數(shù)據(jù)類型，重點(diǎn)介紹最常用的標(biāo)準(zhǔn)邏輯位、標(biāo)準(zhǔn)邏輯位矢量。提醒學(xué)生注意使用標(biāo)準(zhǔn)邏輯位矢量時(shí)必須注明數(shù)組中元素個(gè)數(shù)和排列方向，并舉例說(shuō)明。最后比較VHDL和C語(yǔ)言中使用數(shù)據(jù)類型的異同點(diǎn)： VHDLR C語(yǔ)言一樣,必須先聲明端口和信號(hào)，然后才能使用，在聲明中必須定義它們的數(shù)據(jù)類型；與C語(yǔ)言不同，VHDL強(qiáng)類型語(yǔ)言，只有相同數(shù)據(jù)類型的端口、 信號(hào)和操作 數(shù)才能相互作用。3) VHDL 數(shù)據(jù)對(duì)象介紹VHDL勺數(shù)據(jù)對(duì)象：信號(hào)、變量和常量。以與

10、非門的VHDL程序?yàn)槔?通過(guò)圖解比較說(shuō)明信號(hào)和端口的異同點(diǎn)。說(shuō)信號(hào)聲明的格式和信號(hào)賦值語(yǔ)句的格式。重點(diǎn)說(shuō)明矢量賦值，通過(guò)舉例說(shuō)明在矢量賦值要特別注意兩矢量之間的元素對(duì)應(yīng)關(guān)系。說(shuō)明定義變量的語(yǔ)法格式、變量賦值的語(yǔ)法格式。比較信號(hào)和變量的區(qū)別。最后介紹定義常量的語(yǔ)法格式。第 - 8 - 頁(yè)第四次課內(nèi) 容：VHDL運(yùn)算符、VHDL并行信號(hào)賦值語(yǔ)句。 教學(xué)目的：1）掌握VHDL運(yùn)算符。2）掌握VHDL語(yǔ)言的并行信號(hào)賦值語(yǔ)句，特別是選擇信號(hào)賦值語(yǔ)句和條 件信號(hào)賦值語(yǔ)句，理解條件信號(hào)賦值語(yǔ)句的各賦值子句的優(yōu)先級(jí)差別。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：并置運(yùn)算符“ & ”、選擇信號(hào)賦值語(yǔ)句、條件信號(hào)賦值語(yǔ)句。教學(xué)方法

11、：舉例、演示、圖解。教學(xué)過(guò)程：課堂教學(xué)實(shí)施過(guò)程共分四步。1）分別介紹VHDL的四種運(yùn)算符：算術(shù)運(yùn)算符、并置運(yùn)算符、關(guān)系運(yùn)算 符、邏輯運(yùn)算符。對(duì)算術(shù)運(yùn)算符重點(diǎn)說(shuō)明能支持的數(shù)據(jù)類型和不能支持的數(shù)據(jù)類型。并置運(yùn)算符是本課程的一個(gè)難點(diǎn)，通過(guò)一個(gè)電路設(shè)計(jì)，舉例說(shuō)明并置運(yùn)算符的應(yīng)用。關(guān)系運(yùn)算符重點(diǎn)說(shuō)明能支持的數(shù)據(jù)類型。提醒學(xué)生注意：“ <=”在條件語(yǔ)句中出現(xiàn)為小于等于，其它情況為信號(hào)賦值。邏輯運(yùn)算符重點(diǎn)說(shuō)明其優(yōu)先級(jí)關(guān)系。2） 并行語(yǔ)句是硬件描述語(yǔ)言區(qū)別于一般軟件程序語(yǔ)言的最顯著的特點(diǎn) 之一。通過(guò)圖解說(shuō)明常用并行語(yǔ)句特點(diǎn)，從圖中直觀的看到：并行語(yǔ) 句之間是并行執(zhí)行，但并行語(yǔ)句內(nèi)部的執(zhí)行可以是順序的（

12、進(jìn)程語(yǔ)句 ） ，也可以是并行的（ 塊語(yǔ)句 ） 。3） 介紹并行信號(hào)賦值語(yǔ)句：簡(jiǎn)單信號(hào)賦值語(yǔ)句、選擇信號(hào)賦值語(yǔ)句、條件信號(hào)賦值語(yǔ)句。給出選擇信號(hào)賦值語(yǔ)句格式，并通過(guò)設(shè)計(jì)3-8 線譯碼器，說(shuō)明如何使用選擇信號(hào)賦值語(yǔ)句。提醒學(xué)生注意容易出錯(cuò)的幾點(diǎn)： “選擇值”一定要覆蓋所有可能情況，若不可能一一指定，則要借助 others 為其它情況找個(gè)“出口”。因此強(qiáng)烈建議初學(xué)者使用withselect 語(yǔ)句時(shí)，最后都帶上whenothers。“選擇值”必須互斥，不能出現(xiàn)條件重復(fù)或重疊的情況。給元素賦常數(shù)值，用單引號(hào)；給矢量賦常數(shù)值，用雙引號(hào)。通過(guò)演示出錯(cuò)情況，加深學(xué)生的 印象。4） 給出條件信號(hào)賦值語(yǔ)句格式，并

13、通過(guò)設(shè)計(jì)8-3 線優(yōu)先編碼器，說(shuō)明如何使用條件信號(hào)賦值語(yǔ)句。提醒學(xué)生注意容易：在執(zhí)行WhenE lse語(yǔ)句時(shí)，賦值條件按書寫的先后順序逐項(xiàng)測(cè)試，一旦發(fā)現(xiàn)某一賦值條件得到滿足，即將相應(yīng)表達(dá)式的值賦給目標(biāo)信號(hào)，并不再測(cè)試下面的 賦值條件。即各賦值子句有優(yōu)先級(jí)的差別，按書寫的先后順序從高到 低排列。通過(guò)觀察仿真結(jié)果，直觀的看到賦值優(yōu)先級(jí)，加深學(xué)生的印 象。第五次課內(nèi) 容：進(jìn)程語(yǔ)句、VHDL語(yǔ)言的順序語(yǔ)句。教學(xué)目的：1） 掌握進(jìn)程語(yǔ)句，掌握進(jìn)程的工作原理和特點(diǎn)，理解進(jìn)程與時(shí)鐘的關(guān)系。2）掌握VHDL®言的順序語(yǔ)句，特別是IF語(yǔ)句和CAS曲句，理解IF、 CASE吾句和選擇信號(hào)賦值語(yǔ)句、條件信

14、號(hào)賦值語(yǔ)句的區(qū)別。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：進(jìn)程的工作原理和特點(diǎn)，進(jìn)程與時(shí)鐘的關(guān)系。IF 語(yǔ)句和CAS曲句，IF語(yǔ)句和CAS曲句的嵌套。教學(xué)方法：圖解、舉例、總結(jié)。教學(xué)過(guò)程：課堂教學(xué)實(shí)施過(guò)程共分四步。1） 介紹進(jìn)程語(yǔ)句的特點(diǎn)、格式， 說(shuō)明各項(xiàng)意義。圖解說(shuō)明進(jìn)程工作原理，通過(guò)該圖直觀的理解進(jìn)程的特點(diǎn)：進(jìn)程本身是并行語(yǔ)句，單其內(nèi)部是順序語(yǔ)句；進(jìn)程只有在特定的時(shí)刻（敏感信號(hào)發(fā)生變化）才會(huì)被激活。在此基礎(chǔ)上說(shuō)明進(jìn)程與時(shí)鐘的關(guān)系。通過(guò)圖解說(shuō)明時(shí)鐘上升沿驅(qū)動(dòng)進(jìn)程語(yǔ)句，使學(xué)生較好的理解了進(jìn)程的時(shí)鐘和進(jìn)程是一種隱形的循環(huán)。給出時(shí)鐘沿的 VHDL描述，通過(guò)幾個(gè)寄存器的設(shè)計(jì)，說(shuō)明如何使用進(jìn)程語(yǔ)句， 通過(guò)觀察波形仿真圖，加深

15、學(xué)生對(duì)進(jìn)程與時(shí)鐘的關(guān)系的理解。最后總結(jié)進(jìn)程的要點(diǎn)和容易出錯(cuò)的幾個(gè)地方。2） 介紹順序語(yǔ)句，提醒學(xué)生注意進(jìn)程在激活的一瞬間就執(zhí)行完進(jìn)程中所有語(yǔ)句。重點(diǎn)介紹IF 語(yǔ)句和CASE 語(yǔ)句。給出IF 語(yǔ)句的三種格式，說(shuō)明它們的特點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上總結(jié)使用IF 語(yǔ)句注意的要點(diǎn)。最后通過(guò)設(shè)計(jì)串行輸入并行輸出的移位寄存器和并行輸入串行輸出的移位寄存器，加深學(xué)生對(duì)IF 語(yǔ)句、 IF 語(yǔ)句嵌套的理解。3）給出CASE語(yǔ)句的格式，說(shuō)明 CASE語(yǔ)句使用要點(diǎn)。最后通過(guò)設(shè)計(jì)帶使能端的2-4 譯碼器，加深學(xué)生對(duì)IF 語(yǔ)句、 IF 語(yǔ)句嵌套的理解。4）介名L LOOPf句和空語(yǔ)句。第六次課內(nèi) 容： 層次化設(shè)計(jì)概念、在Quart

16、us II 中實(shí)現(xiàn)層次化設(shè)計(jì)教學(xué)目的：1) 理解層次化設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)。2) 理解層次化設(shè)計(jì)的核心思想：模塊化、元件重用。3) 掌握在 Quartus II 中采用圖形法與文本法結(jié)合的混合輸入方法實(shí)現(xiàn)元件重用和系統(tǒng)的層次化設(shè)計(jì)。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：在 Quartus II 中實(shí)現(xiàn)層次化設(shè)計(jì)。教學(xué)方法：圖解、舉例、演示。教學(xué)過(guò)程：課堂教學(xué)實(shí)施過(guò)程共分三步。1) 說(shuō)明層次化設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)。圖解說(shuō)明層次化設(shè)計(jì)的核心思想：模塊化、元件重用。加深對(duì)層次化設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)的理解。2) 圖解說(shuō)明在Quartus II 中實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)層次化設(shè)計(jì)的主要步驟：首先按自頂向下的設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)系統(tǒng)，劃分和定義系統(tǒng)子模塊，形成系統(tǒng)層次化設(shè)計(jì)圖

17、。其次用VHDL 語(yǔ)言設(shè)計(jì)底層子模塊，并生成相應(yīng)的元件符號(hào)。最后調(diào)用下層元件，完成上層模塊的設(shè)計(jì)，并生成相應(yīng)的元件符號(hào)。這樣從底層元件開(kāi)始，自底向上完成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。3) 通過(guò)實(shí)際演示時(shí)鐘選擇器的設(shè)計(jì)過(guò)程，說(shuō)明如何在Quartus II 中實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)層次化設(shè)計(jì)，主要包括模塊劃分、元件設(shè)計(jì)文件的建立、元件符號(hào)的生成、元件調(diào)用、LPM宏模塊的調(diào)用與參數(shù)配置、頂層電路原 理圖的建立。第七次課內(nèi) 容： 系統(tǒng)層次化設(shè)計(jì)進(jìn)階教學(xué)目的：理解元件例化、程序包和類屬映射。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：略教學(xué)方法：圖解、舉例。教學(xué)過(guò)程：課堂教學(xué)實(shí)施過(guò)程共分四步。1) 回顧上節(jié)課的內(nèi)容：在Quartus II 中實(shí)現(xiàn)層次化設(shè)計(jì)，并引

18、出新問(wèn)題：如何用VHDL 語(yǔ)言而不是元件符號(hào)來(lái)調(diào)用已設(shè)計(jì)的元件，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)層次化設(shè)計(jì)。由此引出元件例化、程序包和類屬映射這幾個(gè)層次化設(shè)計(jì)中最重要的VHDL®句。2) 說(shuō)明什么是元件例化：將以前設(shè)計(jì)的實(shí)體當(dāng)作本設(shè)計(jì)的一個(gè)元件( 元件定義)，然后再調(diào)用這個(gè)元件，即用 VHDL吾言將各元件之間的連接 關(guān)系描述出來(lái)( 元件映射) 。介紹元件例化中的元件定義和元件映射的語(yǔ)法格式，說(shuō)明各項(xiàng)意義。通過(guò)一個(gè)例子引用2 分頻電路，來(lái)說(shuō)明如何使用元件例化。3) 通過(guò)圖解說(shuō)明元件例化語(yǔ)句的缺點(diǎn)：如果在一個(gè)實(shí)體中用到多個(gè)元件， 那么在其結(jié)構(gòu)體中要用大量篇幅定義元件。元件定義在結(jié)構(gòu)體中，只有這個(gè)實(shí)體能調(diào)用該元件

19、，如果有多個(gè)實(shí)體用到同一個(gè)元件，那么在這多個(gè)實(shí)體中都要對(duì)該元件進(jìn)行定義。通過(guò)對(duì)該問(wèn)題的解決，引出程序包：將數(shù)據(jù)類型、元件定義、子程序等收集到一個(gè)VHDL程序包中，只要在設(shè)計(jì)實(shí)體中用 USE語(yǔ)句調(diào)用該程序包，就可以使用這些預(yù) 定義的數(shù)據(jù)類型、元件定義、子程序。說(shuō)明程序包的語(yǔ)法格式，通過(guò)舉例說(shuō)明如何在程序包中進(jìn)行元件定義以及如何應(yīng)用程序包。提醒學(xué)生注意容易出錯(cuò)的地方：程序包設(shè)計(jì)文件應(yīng)保存為同名的VHDL文件并 編譯 。只有編譯過(guò)的程序包才能被其它設(shè)計(jì)實(shí)體調(diào)用。4) 通過(guò)一個(gè)常見(jiàn)的實(shí)際問(wèn)題：設(shè)計(jì)一個(gè)帶參數(shù)的電子系統(tǒng)，使其應(yīng)用范 圍更廣，引出類屬映射語(yǔ)句。通過(guò)設(shè)計(jì)帶參數(shù)的分頻器，說(shuō)明如何用VHDL語(yǔ)言

20、設(shè)計(jì)和調(diào)用帶參數(shù)的元件。第八次課內(nèi) 容： Moore 狀態(tài)機(jī)的VHDL 描述、 Mealy 狀態(tài)機(jī)的VHDL 描述。教學(xué)目的：理解什么是Moore 狀態(tài)機(jī)和Mealy 狀態(tài)機(jī)，掌握Moore 狀態(tài)機(jī)和 Mealy 狀態(tài)機(jī)的VHDL 描述。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：Moore 狀態(tài)機(jī)和Mealy 狀態(tài)機(jī)的VHDL 描述。教學(xué)方法：圖解、舉例、類比。教學(xué)過(guò)程：課堂教學(xué)實(shí)施過(guò)程共分三步。1) 說(shuō)明組合邏輯和時(shí)序邏輯的區(qū)別。用老式按鈕風(fēng)扇類比組合邏輯，空調(diào)遙控器類比時(shí)序邏輯，形象的說(shuō)明了組合電路的輸出只與當(dāng)前輸入有關(guān)。時(shí)序邏輯電路的輸出不僅與當(dāng)前輸入有關(guān)，還與過(guò)去的一系列輸入有關(guān)。由此引出狀態(tài)機(jī)：輸出由當(dāng)前狀態(tài)

21、和當(dāng)前輸入決定，是一種廣義的時(shí)序電路。狀態(tài)機(jī)分 Moore與Mealy型。說(shuō)明這兩種狀態(tài)機(jī) 第 - 8 - 頁(yè)的特點(diǎn)：Moore 型輸出僅取決于其所處狀態(tài)，Mealy 型輸出不僅與當(dāng)前狀態(tài)有關(guān)，也與當(dāng)前輸入有關(guān)，更常見(jiàn)。 舉例說(shuō)明Moore 型狀態(tài)機(jī)，并畫出其狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，通過(guò)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖加強(qiáng) Moore型輸出僅取決于其所處狀態(tài)的理解。舉例說(shuō)明Mealy 型狀態(tài)機(jī)，并畫出其狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，通過(guò)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖說(shuō)明Mealy 型輸出不僅與當(dāng)前狀態(tài)有關(guān)，也與當(dāng)前輸入有關(guān)的特點(diǎn)。2）以Moore狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖說(shuō)明如何用VHD球描述Moore狀態(tài)機(jī)，分為兩個(gè)進(jìn)程：確定狀態(tài)轉(zhuǎn)移的進(jìn)程Chang_State ，決定

22、輸出值的進(jìn)程 Output_Process 。狀態(tài)轉(zhuǎn)移進(jìn)程：Moore 狀態(tài)機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)移與輸出Dout 無(wú)關(guān)。當(dāng)S0 狀態(tài)輸入0 時(shí)，仍然還在S0 狀態(tài)，沒(méi)有進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移，因此也與這種自環(huán)與狀態(tài)轉(zhuǎn)移無(wú)關(guān)。狀態(tài)轉(zhuǎn)移進(jìn)程由去掉輸出和自環(huán)后的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖決定。根據(jù)化簡(jiǎn)后的狀態(tài)圖寫出狀態(tài)轉(zhuǎn)移進(jìn)程。CASEf句嵌套IF語(yǔ)句，CASEf句表示當(dāng)前狀態(tài)，IF語(yǔ)句表示在當(dāng)前狀態(tài)下，根據(jù)當(dāng)前輸入決定狀態(tài)轉(zhuǎn)移。提醒學(xué)生注意：一定要有狀態(tài)機(jī)開(kāi)始工作的條件，否則狀態(tài)機(jī)永遠(yuǎn)不會(huì)工作。輸出進(jìn)程：在Moore狀態(tài)機(jī)中輸出只與當(dāng)前狀態(tài)相關(guān)，用一個(gè)CASE吾句完成。3）在上一步的基礎(chǔ)上，對(duì)比Moore狀態(tài)機(jī)的 VHDL實(shí)現(xiàn)，說(shuō)明

23、Mealy狀態(tài)機(jī)的實(shí)現(xiàn)，仍分為兩個(gè)進(jìn)程：確定狀態(tài)轉(zhuǎn)移的進(jìn)程Chang_State ，決定輸出值的進(jìn)程Output_Process 。由于 Mealy 狀態(tài)機(jī)與Moore 狀態(tài)機(jī)的區(qū)別只在輸出Dout 同時(shí)與當(dāng)前狀態(tài)Si 和當(dāng)前輸入有關(guān)。因止匕Chang_State進(jìn)程的實(shí)現(xiàn)與 Moore機(jī)相同。輸出由當(dāng)前狀態(tài)和當(dāng)前輸入共同決定，因此輸出進(jìn)程Output_Process 也是CASE套IF的格式，與狀態(tài)轉(zhuǎn)移進(jìn)程類似。第九次課內(nèi) 容： 用狀態(tài)機(jī)實(shí)現(xiàn)交通燈控制器教學(xué)目的：掌握使用狀態(tài)機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：在 Quartus II 中狀態(tài)機(jī)的實(shí)現(xiàn)方法。教學(xué)方法：圖解、舉例、演示。教

24、學(xué)過(guò)程：課堂教學(xué)實(shí)施過(guò)程共分四步。1) 說(shuō)明任務(wù)與要求，進(jìn)行系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上畫出系統(tǒng)框圖，確定元件模塊和元件接口與連接?；仡櫾赒uartus II 中實(shí)現(xiàn)層次化設(shè)計(jì)過(guò)程，用VHDL吾言實(shí)現(xiàn)底層模塊：計(jì)數(shù)器和控制器的設(shè)計(jì)。2) 重點(diǎn)介紹如何用狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)控制器，確定狀態(tài)和狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，發(fā)現(xiàn)這是個(gè)Moore 狀態(tài)機(jī)?；仡橫oore 狀態(tài)機(jī)的VHDL實(shí)現(xiàn)，完成對(duì)控制器的設(shè)計(jì)。3) 完成計(jì)數(shù)器和控制器的設(shè)計(jì)后，生成相應(yīng)的計(jì)數(shù)器和控制器元件符號(hào)。按系統(tǒng)框圖建立頂層電路圖，編譯工程。第十次課教學(xué)內(nèi)容：Protel2004 項(xiàng)目文件的管理和編輯(一)教學(xué)目標(biāo)：1 、學(xué)會(huì)在Protel2

25、004軟件中創(chuàng)建相應(yīng)的各種文件2、學(xué)會(huì)在Protel2004文件中創(chuàng)建相應(yīng)的項(xiàng)目3、學(xué)會(huì)在Protel2004文件中創(chuàng)建相應(yīng)的設(shè)計(jì)工作區(qū)教學(xué)重點(diǎn)：對(duì) Protel2004 軟件中各種層級(jí)，各種種類繁多的文件的識(shí)別和創(chuàng)建教學(xué)方法：演示操作法課時(shí)安排：1 課時(shí)教學(xué)過(guò)程：一、 Protel2004 包含了三級(jí)文件管理模式，分別是設(shè)計(jì)工作區(qū)，項(xiàng)目和文件，級(jí)別依次從高到低。而文件有分為好多種類有原理圖文件，PCB封裝文件，庫(kù)文件，腳本文件，混合信號(hào)仿真文件，又如項(xiàng)目文件中有包含不同項(xiàng)目對(duì)應(yīng)得不同文件。我們只是建立幾個(gè)常用的文件二、在 Protel2004 工作環(huán)境中創(chuàng)建原理圖文件1、打開(kāi)文件/ 創(chuàng)建 /

26、 原理圖，創(chuàng)建一個(gè)原理圖文件，并保存。注意器保存位置和保存的文件名稱，類型擴(kuò)展名。2、打開(kāi)文件/創(chuàng)建/PCB文件，創(chuàng)建一個(gè) PCB文件，并保存。注意器保存位置和保存的文件名稱，類型擴(kuò)展名。三、在 Protel2004 工作環(huán)境中創(chuàng)建項(xiàng)目文件打開(kāi)文件/創(chuàng)建/項(xiàng)目/PCB項(xiàng)目，創(chuàng)建一個(gè)PCB項(xiàng)目文件，并保存。注意器保存位置和保存的文件名稱，類型擴(kuò)展名。四、在 Protel2004 工作環(huán)境中創(chuàng)建項(xiàng)目文件打開(kāi)文件/創(chuàng)建 /設(shè)計(jì)工作區(qū)，創(chuàng)建一個(gè)設(shè)計(jì)工作區(qū)文件，并保存。注意器保存的方法、位置和保存的文件名稱，類型擴(kuò)展名。以上在保存文件的，項(xiàng)目級(jí)工作區(qū)的時(shí)候有幾種不同的方法：1 、在相應(yīng)的文件上點(diǎn)擊右鍵保

27、存，或另存為2 、在菜單欄中文件中找出相應(yīng)命令執(zhí)行保存操作五、打開(kāi)工作面板projects. 查看他們的結(jié)構(gòu)關(guān)系。教學(xué)反思于總結(jié)：在演示教學(xué)的同時(shí)要注意教學(xué)的節(jié)奏，應(yīng)反復(fù)演示，是學(xué)生能看清楚每一個(gè)操作步驟。要求學(xué)生對(duì)于常用的文件類型的擴(kuò)展名，圖形符號(hào)有所了解。第十一次課教學(xué)內(nèi)容：原理圖的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)目標(biāo)：1 、掌握原理圖的一般設(shè)計(jì)步驟2、熟悉 Protel2004 原理圖設(shè)計(jì)工具欄3、熟練操作原理圖的圖樣的放大于縮小教學(xué)難點(diǎn)：掌握原理圖圖樣的放大于縮小的操作方法，牢記器快捷鍵操作。教學(xué)方法：講授法和演示操作法課時(shí)安排：1 課時(shí)教學(xué)過(guò)程：一、原理圖的一般設(shè)計(jì)步驟（講授法）原理圖的設(shè)計(jì)流程如下：1

28、 、啟動(dòng)Protel2004 原理圖編輯器新建一個(gè)原理圖文件或打開(kāi)一個(gè)原理圖文件，都可以啟動(dòng)原理圖編輯器，進(jìn)入原理圖設(shè)計(jì)工作。這里我們打開(kāi)Protel2004 自帶示例中的一個(gè)原理圖文件。2、設(shè)置原理圖圖樣的大小及版面3、在圖樣上放置元器件4、對(duì)所放置元器件進(jìn)行布局、布線5、對(duì)布局、布線后的元器件進(jìn)行調(diào)整二、 Protel2004 原理圖設(shè)計(jì)工具欄這里我們打開(kāi)Protel2004 自帶示例中的一個(gè)原理圖文件。Protel2004 為設(shè)計(jì)者提供了方便快捷的原理圖繪制工具，分類放置在不同的工具欄中。這些工具欄，可以通過(guò)執(zhí)行選單命令“視圖 / 工具欄”的下拉菜單進(jìn)行打開(kāi)和關(guān)閉。三、圖樣的放大于縮小：

29、1 、在視圖菜單中有一系列的圖樣于縮小命令，分別執(zhí)行這些命令，觀察圖樣的變化，并記憶理解這些命令的含義和作用。熟練掌握這些命令的快捷鍵執(zhí)行方式。2、利用鍵盤實(shí)現(xiàn)圖樣的放大于縮小。教學(xué)反思于總結(jié)：關(guān)于原理圖設(shè)計(jì)的一般步驟，學(xué)生只要有個(gè)大致的了解就可以了，這個(gè)過(guò)程會(huì)在以后的操作中逐漸的熟練起來(lái)。兒本節(jié)課中第三部分是重點(diǎn)難點(diǎn)。需要學(xué)生對(duì)于各個(gè)命令逐條的反復(fù)的操作，觀察器變化，這個(gè)操作過(guò)程是枯燥的，應(yīng)該盡可能的提高這節(jié)課的趣味性。讓學(xué)生更積極的投入進(jìn)去。第十二講教學(xué)內(nèi)容：連接線路（一）教學(xué)目標(biāo)：1 、能夠熟練的連接導(dǎo)線2、學(xué)會(huì)放置線路節(jié)點(diǎn)3、掌握設(shè)置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)教學(xué)重點(diǎn)：1、熟練的在電路中連接導(dǎo)線2、理解網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)的含義并能夠正確而且熟練的放置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)教學(xué)方法：演示教學(xué)法，任務(wù)完成法課時(shí)安排：2 課時(shí)教學(xué)過(guò)程：一、連接導(dǎo)線當(dāng)所有電路元器件、電源和其他對(duì)象放置完畢后，就可以進(jìn)行原理圖中個(gè)對(duì)象的連線。連線的主要目的是按照電路設(shè)計(jì)的要求建立網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際連通性。打開(kāi)任一原理圖電路，對(duì)所教授內(nèi)容進(jìn)行演示。連線的方法：執(zhí)行“放置 /導(dǎo)線命令”命令，或左鍵單擊 wring 工