数字电压表课程设计

东北石油大学课程设计2009年7月10日课程硬件课程设计题目数字电压表设计院系计算机与信息技术学院专业班级计算机科学与技术10-6班学生姓名张乃元学生学号100702140614指导教师李冰东北石油大学课程设计任务书课程硬件课程设计题目数字电压表设计专业计算机科学与技术姓名张乃元学号100702140614主要内容、基本要求等一、主要内容：利用EL教学实验箱、微机和QuartusⅡ软件系统，使用VHDL语言输入方法设计数字钟。可以利用层次设计方法和VHDL语言，完成硬件设计设计和仿真。最后在EL教学实验箱中实现。二、基本要求：1、A/D转换接口电路的设计，负责对ADC0809的控制。2、编码转换电路设计，负责把从ADC0809数据总线中读出的电压转换成BCD码。3、输出七段显示电路的设计，负责将BCD码用7段显示器显示出来。三、扩展要求1、当测量结束后，蜂鸣器鸣响10声。四、参考文献[1]李朝清.单片机原理及技术接口[M].出版社:北京航空航天大学出版社.出版时间:2011年6月第17次印刷[2]康华光，邹寿彬等.电子技术基础数字部分[M].出版社：高等教育出版社[3]康华光，张林，电子技术基础模拟部分[M].出版社：高等教育出版社.[4]吴金戌,郭庭吉.8051单片机实践与应用[M].北京:清华大学出版社,2002[5]张国勋.缩短ICL7135A/D采样程序时间的一种方法［J］.电子技术应用.1993.完成期限2周指导教师李冰专业负责人富宇2012年6月10日摘要本文阐述了EDA技术的基本特征及关键技术，介绍了EDA工具软件和硬件描述语言，分析了EDA技术的现状及发展趋势。EDA是电子设计自动化(ElectronicDesignAutomation)的缩写。由于它是一门刚刚发展起来的新技术，涉及面广，内容丰富，理解各异，所以目前尚无一个确切的定义。但从EDA技术的几个主要方面的内容来看，可以理解为：EDA技术是以大规模可编程逻辑器件为设计载体，以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式，以计算机、大规模可编程逻辑器件的开发软件及实验开发系统为设计工具，通过有关的开发软件，自动完成用软件的方式设计电子系统到硬件系统的一门新技术。本文设计主要利用VHDL语言在EDA平台上设计一个数字电压表，本实验中所要求设计的数字电压表为4位，由三大部分组成，每一部分又包含了若干子电路，将各电路组合起来，就构成了一个整体。1、A/D转换接口电路的设计，负责对ADC0809的控制。2、编码转换电路设计，负责把从ADC0809数据总线中读出的电压转换成BCD码。3、输出七段显示电路的设计，负责将BCD码用7段显示器显示出来。数字电压表是诸多数字化仪表的核心与基础。以数字电压表为核心扩展成的各种数字化仪表，几乎覆盖了电子电工测量、工业测量、自动化系统等各个领域。并且使用Quartus7.2-II软件进行电路波形仿真，下载到EDA实验箱进行验证。关键词：EDA（电子设计自动化）；VHDL（硬件描述语言），数字钟。目录第1章概述.........................................................11.1EDA的概念.....................................................................................................................11.2EDA技术及应用............................................................................................................11.3EDA技术发展前景.........................................................................................................3第2章设计基础知识..................................................42.1FPGA知识介绍...............................................................................................................42.2VHDL硬件描述语言.....................................................................................................62.3QUARTUSII及其他第三方开发工具.............................................................................8第3章数字电压表电路设计...........................................113.1设计规划........................................................................................................................113.2设计内容........................................................................................................................113.3电路程序........................................................................................................................13第4章系统软件程序的设计...........................................184.1主程序............................................................................................................................184.2转换电子程序...............................................................................................................184.3中断显示程序...............................................................................................................19第5章电压表的调试及性能分析.......................................215.1调试与测试...................................................................................................................215.2性能分析........................................................................................................................22结论...............................................................23参考文献............................................................24东北石油大学本科生课程设计（论文）1第1章概述1.1EDA的概念20世纪90年代，国际上电子和计算机技术较先进的国家，一直在积极探索新的电子电路设计方法，并在设计方法、工具等方面进行了彻底的变革，取得了巨大成功。在电子技术设计领域，可编程逻辑器件（如CPLD、FPGA）的应用，已得到广泛的普及，这些器件为数字系统的设计带来了极大的灵活性。这些器件可以通过软件编程而对其硬件结构和工作方式进行重构，从而使得硬件的设计可以如同软件设计那样方便快捷。这一切极大地改变了传统的数字系统设计方法、设计过程和设计观念，促进了EDA技术的迅速发展。由于它是一门刚刚发展起来的新技术，涉及面广，内容丰富，理解各异，所以目前尚无一个确切的定义。但从EDA技术的几个主要方面的内容来看，可以理解为：EDA技术是以大规模可编程逻辑器件为设计载体，以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式，以计算机、大规模可编程逻辑器件的开发软件及实验开发系统为设计工具，通过有关的开发软件，自动完成用软件的方式设计电子系统到硬件系统的一门新技术。可以实现逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合及优化，逻辑布局布线、逻辑仿真。完成对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射、编程下载等工作，最终形成集成电子系统或专用集成芯片。利用EDA工具，电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统，大量工作可以通过计算机完成，并可以将电子产品从电路设计、性能分析到设计出IC版图或PCB版图的整个过程的计算机上自动处理完成。现在对EDA的概念或范畴用得很宽。包括在机械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域，都有EDA的应用。目前EDA技术已在各大公司、企事业单位和科研教学部门广泛使用。例如在飞机制造过程中，从设计、性能测试及特性分析直到飞行模拟，都可能涉及到EDA技术。硬件描述语言：硬件描述语言(HDL—HardwareDescriptionLanguage)是一种用于设计硬件电子系统的计算机语言，它用软件编程的方式来描述电子系统的逻辑功能、电路结构和连接形式，与传统的门级描述方式相比，它更适合大规模系统的设计。1.2EDA技术及应用ElectronicDocumentAuthorization，指电子文件授权，是工作流软件系统最常东北石油大学本科生课程设计（论文）2用的一种功能。它超越文电鉴别和数字签名来对电子表格或信息的接受者提供保证。其发送者具有特许权或适当的费用限制来签署和发送文件。EDA技术是在电子CAD技术基础上发展起来的计算机软件系统，是指以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术的最新成果，进行电子产品的自动设计。利用EDA工具，电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统，大量工作可以通过计算机完成，并可以将电子产品从电路设计、性能分析到设计出IC版图或PCB版图的整个过程的计算机上自动处理完成。现在对EDA的概念或范畴用得很宽。包括在机械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域，都有EDA的应用。目前EDA技术已在各大公司、企事业单位和科研教学部门广泛使用。例如在飞机制造过程中，从设计、性能测试及特性分析直到飞行模拟，都可能涉及到EDA技术。本文所指的EDA技术，主要针对电子电路设计、PCB设计和IC设计。EDA设计可分为系统级、电路级和物理实现级。EDA常用软件：EDA工具层出不穷，目前进入我国并具有广泛影响的EDA软件有：multiSIM7(原EWB的最新版本)、PSPICE、OrCAD、PCAD、Protel、Viewlogic、Mentor、Graphics、Synopsys、LSIIogic、Cadence、MicroSim，ISE，modelsim等等。这些工具都有较强