EDA课程设计指导书

1课程设计指导书系（部）专业电气工程及其自动化专业2008年11月16日课程名称：电子设计自动化设计课程编号：一、课程设计的目的2通过对FPGA（现场可编程门阵列）芯片的设计实践，使学生掌握一般的PLD（可编程逻辑器件）的设计过程、设计要求、设计内容、设计方法，能根据用户的要求及工艺需要进行电子芯片设计并制定有关技术文件。培养学生综合运用已学知识解决实际工程技术问题的能力、查阅图书资料和各种工具书的能力、工程绘图能力、撰写技术报告和编制技术资料的能力，受到一次电子设计自动化方面的基本训练。二、课程设计的题目题目1：数字频率计的设计题目2：一个跑表电路的设计题目3：8位加法器的设计题目4：空调系统状态自动机的设计题目5：正负脉宽数控调制信号发生器的设计题目6：交通灯信号控制器的设计题目7：数字竞赛抢答器的设计题目8：拔河游戏机的设计题目9：彩灯控制器的设计题目10：洗衣机控制器的设计题目11：出租车计价器的设计题目12：可变周期脉冲发生器的设计三、设计内容（主要技术关键的分析、解决思路和方案比较等）1、VHDL语言程序设计；2、波形仿真；3、在实验装置上进行硬件测试，并进行演示；4、提交一份完整的课程设计资料，包括设计原理、程序设计、程序分析、仿真分析、硬件测试、调试过程，参考文献、设计总结等。四、设计步骤1、收集材料；2、方案论证；3、设计VHDL语言程序；4、利用实验设备进行硬件联接，组装程序、运行并调试程序，验证预期的功能的实现。5、调试运行正常后，向老师申请并等待老师的成绩评定。6、编写设计说明和使用说明书，写出设计小结。五、设计要点掌握可编程逻辑器件的工程设计方法，利用QuartusⅡ集成开发环境完成电路的设计。31、新建工程2、输入设计项目VHDL代码3、存盘，注意文本取名4、添加约束文件5、选择目标器件6、启动编译7、仿真测试和波形分析8、编程下载/配置9、硬件测试六、设计进度安排电气1班、电气2班的单号。1、3、5号完成题目1：数字频率计的设计。7、9、11号完成题目2：一个跑表电路的设计。13、15、17号完成题目3：8位加法器的设计。19、21、23号完成题目4：空调系统状态自动机的设计。25、27、29、31号完成题目5：正负脉宽数控调制信号发生器的设计。33、35、37、39号完成题目6：交通灯信号控制器的设计。电气1班、电气2班双号。2、4、6号完成题目7：数字竞赛抢答器的设计。8、10、12号完成题目8：拔河游戏机的设计。14、16、18、20号完成题目9：彩灯控制器的设计。22、24、26号完成题目10：洗衣机控制器的设计。28、30、32号完成题目11：出租车计价器的设计。34、36、38号完成题目12：可变周期脉冲发生器的设计。第一天：课题介绍，答疑，收集材料，课题方案论证；第二、三、四天：设计VHDL语言程序，在实验装置上进行硬件测试，并进行演示；第五天：编写设计说明和使用说明书。七、考核标准分为优秀、良好、中等、及格、不及格五等。根据完成设计程序、硬件测试、答辩、出勤情况由指导老师集体研究、综合评定。八、注意事项1、除查阅资料和调研外，学生一般都必须在指定场所进行设计，外出需向指导老师或设计组长请假。2、无故不参加设计者，以旷课论处。严重者取消设计资格。3、所有设计者必须独立思考，独立完成设计，不得抄袭。抄袭者一经发现，取消设计成绩。44、按时完成设计任务，设计的最后一天交清设计文件资料。九、上机安排周2上午：单号周3上午：单号周4上午：单号周5上午：单号周2下午：双号周3下午：双号周4下午：双号周5下午：双号十、参考文献[1]潘松、黄继业，EDA技术与VHDL[M]，北京：清华大学出版社，2005[2]潘松，EDA技术实用教程[M]，北京：科学出版社，2002[3]谭京生，EDA技术及应用[M]，西安：西安电子科技大学出版社，2001[4]徐志军，CPLD/FPGA的开发与应用[M]，北京：电子工业出版社，2001[5]（美）MarkD.Birnbaum，电子设计自动化基础（英文影印版）[M]，北京：机械工业出版社，2005[6]朱正伟，EDA技术与应用[M]，北京：清华大学出版社，2005[7]王金明，数字系统设计与VerilogHDL[M]，北京：电子工业出版社，2000[8]潘松，VHDL实用教程[M]，成都：电子科技大学出版社，2001[9]周祖成，电子设计硬件描述语言VHDL[M]，北京：北京学苑出版社，2000[10]侯伯亭，VHDL硬件描述语言与数字逻辑电路设计[M]，西安：西安电子科技大学出版社，2001[11]边计年、薛宏熙，用VHDL设计电子线路[M]，北京：清华大学出版社，2000[12]任爱锋，基于FPGA的嵌入式系统设计[M]，西安：西安电子科技大学出版社，20045电子设计自动化设计任务书系（部）：电子与通信工程系专业：电气工程及其自动化指导教师：课题名称一个跑表电路的设计设计内容及要求（1）课题内容：在SPOC开发平台上实现一个跑表的功能，包括时钟、分钟、秒钟以及10毫秒的显示。时钟显示使用数码管显示。设置两个按钮，一个供“开始”及“停止”用，一个供系统“复位”用。系统提供50MHZ频率的时钟源。（2）主要任务：完成该系统的硬件和软件的设计，并制作出实物装置，调试好后并能实际运用（指导教师提供制作所需的器件），最后就课程设计本身提交一篇课程设计说明书。设计工作量1、VHDL语言程序设计；2、波形仿真；3、在实验装置上进行硬件测试，并进行演示；4、提交一份完整的课程设计说明书，包括设计原理、程序设计、程序分析、仿真分析、硬件测试、调试过程，参考文献、设计总结等。进度安排起止日期（或时间量）设计内容（或预期目标）备注第一天课题介绍，答疑，收集材料第二天设计方案论证第三天设计VHDL语言程序第四天在实验装置上进行硬件测试，并进行演示第五天编写设计说明书教研室意见年月日系（部）主管领导意见年月日6电子设计自动化设计任务书系（部）：电子与通信工程系专业：电气工程及其自动化指导教师：课题名称数字频率计的设计设计内容及要求1、设计一个能测量方波信号的频率计。2、测量的频率范围是0999999Hz。3、结果用十进制数显示。4、时钟显示使用数码管显示，系统提供50MHZ频率的时钟源。5、设置两个按钮，一个供“开始”及“停止”用，一个供系统“复位”用。6、完成该系统的硬件和软件的设计，并制作出实物装置，调试好后并能实际运用（指导教师提供制作所需的器件），最后就课程设计本身提交一篇课程设计说明书。设计工作量1、VHDL语言程序设计；2、波形仿真；3、在实验装置上进行硬件测试，并进行演示；4、提交一份完整的课程设计说明书，包括设计原理、程序设计、程序分析、仿真分析、硬件测试、调试过程，参考文献、设计总结等。进度安排起止日期（或时间量）设计内容（或预期目标）备注第一天课题介绍，答疑，收集材料第二天设计方案论证第三天设计VHDL语言程序第四天在实验装置上进行硬件测试，并进行演示第五天编写设计说明书教研室意见年月日系（部）主管领导意见年月日7电子设计自动化设计任务书系（部）：电子与通信工程系专业：电气工程及其自动化指导教师：课题名称正负脉宽数控调制信号发生器的设计设计内容及要求试设计一个正负脉宽数控信号发生器，它的输出信号的高低电平脉宽可分别由两组8位二进制预置数进行控制。正负脉宽的输出由LED显示，并要求两组8位二进制预置数在数码管上以十进制数显示出来。系统提供50MHZ频率的时钟源。完成该系统的硬件和软件的设计，并制作出实物装置，调试好后并能实际运用（指导教师提供制作所需的器件），最后就课程设计本身提交一篇课程设计说明书。设计工作量1、VHDL语言程序设计；2、波形仿真；3、在实验装置上进行硬件测试，并进行演示；4、提交一份完整的课程设计说明书，包括设计原理、程序设计、程序分析、仿真分析、硬件测试、调试过程，参考文献、设计总结等。进度安排起止日期（或时间量）设计内容（或预期目标）备注第一天课题介绍，答疑，收集材料第二天设计方案论证第三天设计VHDL语言程序第四天在实验装置上进行硬件测试，并进行演示第五天编写设计说明书教研室意见年月日系（部）主管领导意见年月日8电子设计自动化设计任务书系（部）：电子与通信工程系专业：电气工程及其自动化指导教师：课题名称8位加法器的设计设计内容及要求试设计一个8位二进制并行加法器，它由两个4位二进制并行加法器级联而成。要求加数、被加数、和都在数码管上以十进制数显示出来。系统提供50MHZ频率的时钟源。完成该系统的硬件和软件的设计，并制作出实物装置，调试好后并能实际运用（指导教师提供制作所需的器件），最后就课程设计本身提交一篇课程设计说明书。设计工作量1、VHDL语言程序设计；2、波形仿真；3、在实验装置上进行硬件测试，并进行演示；4、提交一份完整的课程设计说明书，包括设计原理、程序设计、程序分析、仿真分析、硬件测试、调试过程，参考文献、设计总结等。进度安排起止日期（或时间量）设计内容（或预期目标）备注第一天课题介绍，答疑，收集材料第二天设计方案论证第三天设计VHDL语言程序第四天在实验装置上进行硬件测试，并进行演示第五天编写设计说明书教研室意见年月日系（部）主管领导意见年月日9电子设计自动化设计任务书系（部）：电子与通信工程系专业：电气工程及其自动化指导教师：课题名称空调系统状态自动机的设计设计内容及要求试设计一个空调系统状态自动机，它两个输入端TEMP-HIGH和TEMO-LOW分别与传感器相连，用于检测室内温度。如果室内温度正常，则TEMP-HIGH和TEMO-LOW均为0。如果室内温度过高，则TEMP-HIGH为“1”，TEMO-LOW为“0”。如果室内温度过低，则TEMP-HIGH为“0”，TEMO-LOW为“1”。根据TEMP-HIGH和TEMO-LOW的值来判断当前的状态，如太热，则在数码管上显示TOO-HOT，并将输出端HEAT置为“1”，在LED上显示；如太冷，则在数码管上显示TOO-COLD，并将输出端COOL置为“1”，在LED上显示；如适中，则在数码管上显示JUST-RIGHT。系统提供50MHZ频率的时钟源。完成该系统的硬件和软件的设计，并制作出实物装置，调试好后并能实际运用（指导教师提供制作所需的器件），最后就课程设计本身提交一篇课程设计说明书。设计工作量1、VHDL语言程序设计；2、波形仿真；3、在实验装置上进行硬件测试，并进行演示；4、提交一份完整的课程设计说明书，包括设计原理、程序设计、程序分析、仿真分析、硬件测试、调试过程，参考文献、设计总结等。进度安排起止日期（或时间量）设计内容（或预期目标）备注第一天课题介绍，答疑，收集材料第二天设计方案论证第三天设计VHDL语言程序第四天在实验装置上进行硬件测试，并进行演示第五天编写设计说明书教研室意见年月日系（部）主管领导意见年月日10电子设计自动化设计任务书系（部）：电子与通信工程系专业：电气工程及其自动化指导教师：课题名称交通灯信号控制器的设计设计内容及要求试设计一个交通信号等控制器，用于主干道与支道公路的交叉路口，要求是优先保证主干道的畅通。因此，平时处于“主干道绿灯，支道红灯”状态，只有在支道有车辆要穿行主干道时，才将交通等切向“主干道红灯，支道绿灯”，一旦支道无车辆通过路口，交通灯又回到“主干道绿灯，支道红灯”的状态。此外，主干道和支道每次通行的时间不得短于30秒，而在两个状态交换过程出现的“主黄，支红”和“主红，支黄”状态，持续时间都为4秒。主干道和支道的红、黄、绿灯驱动信号接LED，时间都需通过数码管显示。系统提供50MHZ频率的时钟源。完成该系统的硬件和软件的设计，并制作出实物装置，调试好后并能实际运用（指导教师提供制作所需的器件），最后就课程设计本身提交一篇课程设计说明书。设计工作量1、VHDL语言程序设计；2、波形仿真；3、在实验装置上进行硬件测试，并进行演示；4、提交一份完整的课程设计说明书，包括设计原理、程序设计、程序分析、仿真分析、硬件