跑馬燈設(shè)計EDA課程設(shè)計

第一章設(shè)計內(nèi)容與設(shè)計方案1.1課程設(shè)計內(nèi)容控制8個LED進行花樣性顯示。設(shè)計4種顯示模式：s0，從左到右逐個點亮LED；s1，從右到左逐個點亮LED；s2，從兩邊到中間逐個點亮LED；s3，從中見到兩邊逐個點亮LED。4種模式循環(huán)切換，復(fù)位鍵（rst）控制系統(tǒng)的運行停止。數(shù)碼管顯示模式編號?？深A(yù)置彩燈變換速度，4檔快、稍快、中速、慢速，默認工作為中速。1.2設(shè)計方案在掌握常用數(shù)字電路功能和原理的基礎(chǔ)上，根據(jù)EDA技術(shù)課程所學(xué)知識，以及平時實驗的具體操作內(nèi)容，利用硬件描述語言HDL，EDA軟件QuartusⅡ和硬件平臺cycloneⅡFPGA進行一個簡單的電子系統(tǒng)設(shè)計，本次課程設(shè)計采用VerilogHDL硬件描述語言編寫控制程序，應(yīng)用QuartusⅡ軟件實現(xiàn)仿真測試。采用FPGA芯片對LED燈進行控制，使其達到流水跑馬燈顯示的效果，LED燈采用共陽極接法，當(dāng)給它一個低電平時，LED點亮，我們利用移位寄存器使各輸出口循環(huán)輸出高低電平，達到控制的目的。第二章設(shè)計原理2.1設(shè)計原理及設(shè)計流程本次試驗我所完成的內(nèi)容是跑馬燈的設(shè)計，下面我簡單的進行一下原理的闡述。跑馬燈課程設(shè)計的要求是控制8個LED進行花樣顯示，設(shè)計四種顯示模塊：第一種顯示是從左向右逐個點亮LED。第二種顯示：從右向左逐個點亮LED。第三種顯示：從兩邊向中間逐個點亮LED。第四種顯示：從中間到兩邊逐個點亮LED。四種顯示模式循環(huán)切換，并帶有一位復(fù)位鍵控制系統(tǒng)的運行停止。為了完成要求的效果顯示，由于要求比較簡單，所以不用分為很多模塊來具體控制，所以我先擇利用移位寄存器來完成燈的點亮，我們將LED燈采用共陽極接法，當(dāng)給于低電平時點亮，那么當(dāng)我們需要點亮某位LED燈時，只需在該位上賦予低電平即可，比如：如果我們要實現(xiàn)8個數(shù)碼燈從左到右依次點亮，那么我們就可以給這8個數(shù)碼燈分別賦值10000000，經(jīng)過一段時間的延時后再給其賦值01000000，再經(jīng)過一段時間延時后再給其賦值00100000，依次類推，則最后一種賦值狀態(tài)為00000001，這樣就得到了相應(yīng)的現(xiàn)象。同理，要實現(xiàn)數(shù)碼燈從右向左依次點亮，從中間向兩端依次點亮，從兩端向中間依次點亮都可以采用這樣賦值的方法。為了達到四種顯示模式循環(huán)切換的目的，可以將以上的所有賦值語句以順序語句的形式置于進程中，這樣在完成了一種顯示方式后就會自動進入下一種設(shè)定好的顯示模式，如此反復(fù)循環(huán)。當(dāng)需要程序復(fù)位時，只需按下rst鍵即可，程序不管走都那里，執(zhí)行那條語句，只要確定復(fù)位鍵按下時，程序立刻返回到程序執(zhí)行語句的第一步，程序接著進行新的循環(huán)點亮。 cs<=2'b00; end end defaultbegin Q<=DOUT; cs<=2'b00; a=7'b0000_000; end endcase end endendmodule第四章設(shè)計結(jié)果及仿真波形4.1設(shè)計結(jié)果圖1頂層文件原理圖4.2仿真波形4.3仿真結(jié)果分析當(dāng)輸入DIN為00時選擇慢速檔，CLK的周期大約為20us，隨著CLK上升沿的到來輸出Q做移位變化，開始從左向右移，數(shù)碼管段碼輸出a顯示0，然后從右向左移，數(shù)碼管段碼輸出a顯示1，然后從中間向兩邊移，數(shù)碼管段碼輸出a顯示2，然后從兩邊向中間移，數(shù)碼管段碼輸出a顯示3，之后循環(huán)顯示，當(dāng)按下復(fù)位鍵rst時系統(tǒng)運行停止，第一個燈點亮，數(shù)碼管無顯示。當(dāng)輸入DIN為01時選擇中速檔，CLK的周期大約為15us，執(zhí)行以上循環(huán)顯示。當(dāng)輸入DIN為10時選擇稍快檔，CLK的周期大約為10us，執(zhí)行以上循環(huán)顯示。當(dāng)輸入DIN為11時選擇快速檔，CLK的周期大約為5us，執(zhí)行以上循環(huán)顯示。第五章設(shè)計總結(jié)通過這次有關(guān)于EDA技術(shù)的課程設(shè)計的學(xué)習(xí)與應(yīng)用，我們基本了解了EDA技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用，也掌握了EDA設(shè)計的相關(guān)軟件Quartus7.2的最基礎(chǔ)的使用方法，豐富了我們的設(shè)計手段，也讓我了解了更多的仿真方法。在上機操作的過程中，剛開始我們遇到了很多的困難，對軟件的不熟悉以及對原理掌握的不透徹，使得剛開始的時候舉步維艱，但是經(jīng)過對最簡單的模型的設(shè)計及仿真練習(xí)過后，我們基本掌握了軟件的使用方法，通過軟件仿真及對各個參數(shù)的設(shè)置，我們不斷調(diào)試仿真出來的波形。這期間我們也了解到，雖然軟件的仿真功能很強大，但是還是需要操作人員仔細的進行觀察及調(diào)試的，否則也容易出現(xiàn)仿真錯誤。這次的學(xué)習(xí)開闊了我們的視野，使我們了解了更多的專業(yè)方面的實際應(yīng)用，在生產(chǎn)應(yīng)用方面的用處等，以及專業(yè)方面的發(fā)展方向等……隨著微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，在涉及通信、國防、航天、工業(yè)自動化、儀器儀表等領(lǐng)域的電子系統(tǒng)設(shè)計工作中，EDA技術(shù)的含量正以驚人的速度上升，它已成為當(dāng)今電子技術(shù)發(fā)展的前沿之一。EDA技術(shù)發(fā)展迅猛，完全可以用日新月異來描述。EDA技術(shù)的應(yīng)用廣泛，現(xiàn)在已涉及到各行各業(yè)。EDA水平不斷提高，設(shè)計工具趨于完美的地步，所以我們更加應(yīng)該多多掌握這方面的知識。第六章參考文獻[1]潘松、黃繼業(yè)編著.EDA技術(shù)與VHDL,北京:清華大學(xué)出版社[2]邊計年主編.用VHDL設(shè)計電子線路,北京:清華大學(xué)出版社[3]王金明,楊吉斌編著.數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計與Veril