EDA技术及应用课程设计教学大纲

EDA技术及应用课程设计教学大纲作者：张颖颖审核：孙彦明课程代码：课程名称：EDA技术及应用课程设计英文名称：CourseDesigninEDATechnologyandApplication课程类型:专业必修课学分：2学分一、课程设计说明EDA技术及应用课程设计是继数字电子技术、EDA技术及应用课程之后的实践环节教学。目的是训练学生综合运用学过的数字电子技术的基本知识、EDA课程中的VerilogHDL语言及EDA的设计流程知识，培养独立设计比较复杂的数字逻辑功能及系统的能力。设计工作建立在硬件和软件两个平台的基础上。硬件平台是可编程逻辑器件，所选的器件可保证在一片芯片上设计出题目要求的功能，软件平台是ALTERA公司的QuartusⅡ。通过课程设计，学生要掌握使用EDA工具设计电路的方法，包括设计输入、编译、软件仿真、下载和硬件仿真等全过程。二、教学要求及教学要点1．教学要求(1)巩固和加深对电子技术基本知识的理解，提高学生综合运用本课程所学知识的能力。(2)培养学生根据选题需要选学参考书籍，查阅手册、图表和文献资料的自学能力。通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己分析和解决问题的方法。(3)通过实际电路设计方案的分析比较、论证比较、设计、仿真调试等环节，初步掌握简单实用电路的分析和设计方法。(4)掌握实验箱仪器设备和软件开发环境的正确使用方法，学会简单电路的实验调试和整机测试方法，提高学生的动手能力。(5)能在教师指导下，独立完成选题的设计任务，能按课程设计任务书的要求撰写课程设计说明书，能正确反映设计成果等。2.教学要点学生按给定的题目进行设计，题目数量尽量保证每组一题。题目的难度要保证中等水平的学生在教师的指导下能完成设计任务。题目要综合运用所学的数字电路设计的基本知识，以及EDA的设计流程、QuartusⅡ软件开发环境的使用。学生拿到题目后首先进行系统功能的深入了解、模块划分，然后在QuartusⅡ软件中进行各模块的代码编写、编译和软件仿真，再利用原理图将各模块整合，并进行仿真调试，满足设计要求后，最后进行下载和硬件实验。如硬件实验结果不满足要求，需要修改设计，直到满足要求为止，最后学生要按要求撰写设计报告。课程设计报告要求每人一份，要能够突出所设计系统的特点，详细说明系统的设计实现过程，报告按以下内容撰写：1.设计题目2.设计要求3.设计过程(1)整体设计方案(2)各模块设计情况（包括原理、仿真情况）(3)硬件实现情况(4)改进方法4.收获与体会通过课程设计学生应掌握设计所用系统的工作原理，EDA软件的使用方法。能较熟练地使用EDA平台设计较复杂的数字逻辑电路及系统。四、教学内容学生分组可选题目：1.电子钟的设计系统设计的要求：（1）具有时、分、秒显示功能（2）具有清零的功能，且能够对计时系统的小时、分钟进行手动调整。（3）具有整点报时功能（小灯闪烁显示）。（4）具有手动校准时间的功能2.电子抢答器的设计系统设计要求：（1）设计一个可以容纳三组参赛队进行比赛的电子抢答器。（2）具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。（3）具有计时（5秒）功能。（4）具有计分功能。（5）具有系统复位功能3.出租车计费系统的设计系统设计的要求：（1）能够实现计费的功能：（外部输入信号）（2）能够实现显示里程和费用的功能（3）具有系统复位功能4.洗衣机控制器系统设计的要求：（1）能够实现启动后正转10秒，暂停3秒，反转10秒，暂停3秒的过程（2）能够实现定时时间到发出闹铃响的功能（3）具有显示时间功能5.电子密码锁的设计系统设计的要求：（1）设置四位密码，输入密码正确时锁开状态下绿灯亮，锁住时红灯亮（2）输入密码三次还不能开锁，电子锁进入自锁状态并报警直到复位之后报警解除（3）设置万能密码，能够在任何情况下开锁（4）电子锁密码可以修改6.乒乓球比赛游戏机系统设计要求：（1）使用乒乓球游戏机的双方在不同位置发球或击球，用按键代表击球。（2）乒乓球的位置和移动方向由灯亮和依次亮的方向决定。（3）设置记分电路，双方各用两位数码管显示，计满11分为一局7．8路彩灯控制器功能：控制8个LED进行花样性显示。设计4种显示模式：（1）从左到右逐个点亮LED；（2）从右到左逐个点亮LED；（3）从两边到中间逐个点亮LED；（4）从中间到两边逐个点亮LED。4种模式循环切换，复位键（rst）控制系统的运行停止，数码管显示模式编号，并可调节彩灯显示的速度，分为快速、中速、慢速三种频率。8.乘法器系统设计要求：（1）设计一个能进行两个十进制数相乘的乘法器（2）乘数和被乘数均小于100（3）按下相乘键后显示乘积结果9.电梯控制器系统设计要求：（1）设计一个四层电梯控制器，用LED灯显示电梯运行过程（2）用数码管显示电梯当前所在楼层位置并在每层电梯设置按钮开关（3）电梯到达有请求的楼层后电梯开门5秒后自动关闭继续运行10.步行街道自助式交通灯控制器的设计系统设计的要求：（1）正常情况下保证主干道的畅通。（2）当有人按下此按钮时，主干道变为黄灯，设置计数器计时时间为X秒。（3）X秒过后，主干道变为红灯，计数器继续计时（计时时间为Y秒），在Y秒内若有人再次按按钮，计数器不重新计时。（4）步行街道绿灯闪烁时间为Y1秒，（Y-Y1）秒后主干道变为绿灯，车辆通行。且要保证车辆通行一定时间（Z）秒。在此时间内，行人按按钮无效。Z秒过后，若有人再按下按钮，又出现（3）中的状态。（5）计数器的计时时间长短X、Y、Z可以任意设定。三、课程教材及主要参考资料[1]李国丽、朱维勇等主编.EDA与数字系统设计.机械工业出版社，2009；[2]潘松、黄继业等主编.EDA技术实用教程VerilogHDL版(第四版).科学出版社，2010[3]赵曙光等.可编程逻辑器件原理、开发与应用.西安电子科技大学出版社，2000[4]彭介华.电子技术课程设计指导.高等教育出版社，2003四、其他说明成绩考核采用评阅、口试、实际操作相结合的方式。根据学生的平时表现（考勤情况、设计和操作能力等）和课程设计任务完成的质量（课程设计报告），按百分制综合评分。