小学期数字电压表课程设计报告

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班学生姓名张万阳学生学号100702140622指导教师梁吉胜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万阳学号100702140622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。按照规范写出论文，要求字数在4000字以上，并进行答辩。论文内容包括概述（学习、调研、分析、设计的内容摘要）、EDA技术的现状和发展趋势、对EL教学实验箱和QuartusⅡ软件的掌握程度、数字钟的设计过程（包括原理图或程序设计、编译、仿真分析、硬件测试的全过程），论文中含有原理图、程序、仿真波形图及其分析报告。完成期限2周指导教师梁吉胜专业负责人富宇2012年6月10日东北石油大学课程设计成绩评价表课程名称硬件课程设计题目名称数字电压表设计学生姓名张万阳学号100702140622指导教师姓名梁吉胜职称讲师序号评价项目指标（优秀）满分评分1选题难度选题难度较高，或者对原题目进行了相当程度的改进。102工作量、工作态度和出勤率工作量饱满，工作努力，遵守纪律，出勤率高，工作作风严谨，善于与他人合作。103课程设计质量按期圆满的完成了规定的任务，方案设计合理，思考问题全面，系统功能完善。404报告质量问题论述思路清晰，结构严谨，文理通顺，撰写规范，图表完备正确。305回答问题在进行课程设计程序系统检查时，能正确回答指导教师所提出的问题。106创新（加分项）工作中有创新意识，对前人工作有改进或有应用价值。在进行系统检查时能对创新性进行说明，并在报告中有相应的论述。+5总分评语：指导教师：年月日摘要本文介绍了利用EDA-V硬件系统和微机上的Quartus7.2-II等软件系统。VHDL的英文全名是Very-High-SpeedIntegratedCircuitHardwareDescriptionLanguage,诞生于1982年。1987年底，VHDL被IEEE和美国国防部确认为标准硬件描述语言。自IEEE公布了VHDL的标准版本，IEEE-1076（简称87版）之后，各EDA公司相继推出了自己的VHDL设计环境，或宣布自己的设计工具可以和VHDL接口。此后VHDL在电子设计领域得到了广泛的接受，并逐步取代了原有的非标准的硬件描述语言。有专家认为，在新的世纪中，VHDL于Verilog语言将承担起大部分的数字系统设计任务。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，它的测量范围是0.000（v）到4.981（v），其中包括A/D转换接口电路模块，编码转换电路模块，输出七段显示电路模块，顶层程序。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），数字电压表。目录第1章概述............................................................................................................................11.1EDA的概念....................................................................................................................11.2EDA的工作平台............................................................................................................3第2章数字电压表的系统分析............................................................................................42.1设计目的..........................................................................................................................42.2功能说明..........................................................................................................................42.3实验原理..........................................................................................................................42.4系统硬件..........................................................................................................................4第3章数字电压表的底层设计............................................................................................53.1设计规划..........................................................................................................................53.2设计说明..........................................................................................................................5第4章数字钟的顶层文件设计............................................................................................64.1设计说明..........................................................................................................................64.2设计思想..........................................................................................................................64.3顶层文件程序.................................................................................................................75.1数字电压表的编译与仿真..........................................................................................125.2数字电压表的仿真.......................................................................................................125.3数字电压表的适配与测试..........................................................................................13结论..........................................................................................................................................14参考文献...................................................................................................................................15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EDA是电子设计自动化（ElectronicDesignAutomation）的缩写，在20世纪90年代初从计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）和计算机辅助工程（CAE）的概念发展而来的[1]。EDA代表了当今电子设计技术的最新发展方向，它的基本特征是：设计人员按照“自顶向下”的设计方法，对整个系统进行方案设计和功能划分，系统的关键电路用一片或几片专用集成电路（ASIC）实现，然后采用硬件描述语言（HDL）完成系统行为级设计，最后通过综合器和适配器生成最终的目标器件，这样的设计方法被称为高层次的电子设计方法。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。本次毕业设计课题实现的核心技术即为EDA相关技术[2]。1.1.1EDA技术及应用电子设计技术的核心就是EDA技术，EDA是指以计算机为工作平台，融合应用电子技术、计算机技术、智能化技术最新成果而研制成的电子CAD通用软件包，主要能辅助进行三方面的设计工作，即IC设计、电子电路设计和PCB设计。EDA技术已有30年的发展历程，大致可分为三个阶段。70年代为计算机辅助设计（CAD）阶段，人们开始用计算机辅助进行IC版图编辑、PCB布局布线，取代了手工操作。80年代为计算机辅助工程（CAE）阶段。与CAD相比，CAE除了有东北石油大学本科生课程设计（论文）2纯粹的图形绘制功能外，又增加了电路功能设计和结构设计，并且通过电气连接网络表将两者结合在一起，实现了工程设计。CAE的主要功能是：原理图输人，逻辑仿真，电路分析，自动布局布线，PCB后分析。90年代为电子系统设计自动化（EDA）阶段[3]。EDA技术发展迅猛，逐渐在教学、科研、产品设计与制造等各方面都发挥着巨大的作用。在教学方面：几乎所有理工科(特别是电子信息)类的高校都开设了EDA课程。主要是让学生了解EDA的基本原理和基本概念、鳞握用佃L描述系统逻辑的方法、使用扔A工具进行电子电路课程的模拟仿真实验并在作毕业设计时从事简单电子系统的设计，为今后工作打下基础。具有代表性的是全国每两年举办一次大学生电子设计竞赛活动。在科