软件课程设计报告-矩阵键盘控制接口电路设计

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1、东北石油大学课程设计课程硬件课程设计题目矩阵键盘控制接口电路设计院系专业班级学生姓名学生学号指导教师2011年07月10日东北石油大学课程设计任务书课程硬件课程设计题目矩阵键盘控制接口设计专业姓名学号主要内容、基本要求、主要参考资料等一、主要内容：利用EL教学实验箱、微机和QuartusⅡ软件系统，设计并实现一个4×8键盘接口控制器。设计过程中使用层次设计方法和VHDL语言，完成硬件设计和功能仿真。最后下载到EL教学实验箱中予以实现。二、基本要求：1.按照层次设计方法实现键盘接口控制器中的时序产生电路、键盘扫描电路、弹跳消除电路、键盘译码电路

2、、按键码存储电路和显示八段数码管电路。2.按下某一键时，在数码管上显示该键对应的键值。三、参考文献：[1]李国洪，胡辉.可编程器件与EDA技术与实践[M].北京：机械工业出版社，2004.[2]潘松，黄继业.EDA技术实用教程[M].北京：科学出版社，2002.[3]王行，李衍.EDA技术入门与提高[M].西安：西安电子科技大学出版社，2005.[4]徐惠民，安德宁.数字逻辑设计与VHDL描述[M].北京：机械工业出版社，2008.完成期限：18-19周指导教师：专业负责人：2011年06月28日目录第1章EDA的概述1第2章QUARTUSI

3、I系统3第3章矩阵键盘控制接口电路43.1概述43.2底层实体电路63.3顶层实体电路93.4仿真结果163.5硬件验证结果17结论20参考文献21东北石油大学本科生硬件课程设计第1章EDA的概述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。电子设计自动化（EDA）技术是电子设计技术和先进的电子制造技术的核心[1]。20世纪90年代，国际上电子和计算机技术较先进的

4、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[2]。EDA技术就是以计算机为工具，设计者在EDA软件平台上，用硬件描述语言HDL完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编

5、译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。EDA技术的出现，极大地提高了电路设计的效率和可操作性，减轻了设计者的劳动强度[3]。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。随着计算技术和数字技术的发展，在现代电子设备中，单纯用模拟电路实现的已经很少见，通常只在微弱信号放大、高频数据采集和大功率输出等局部电路采用模拟电路，其余部分广泛采

6、用数字电路。因此，对大多数电子设备而言，其整体部分是数字系统[4]。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。1.几个有关EDA的专题网站(1)EDA中心www.eda.ac.cn(2)EDA中国门户网站www.edacn.net21东北石油大学本科生硬件课程设计(3)中国EDA工程网www.edagc.com(4

7、)EDA爱好者www.edafans.com(5)EDA教学与研究www.edateach.com2.设计方法(1)前端设计(系统建模RTL级描述)后端设计(FPGAASIC)系统建模(2)IP复用(3)前端设计(4)系统描述：建立系统的数学模型。(5)功能描述：描述系统的行为或各子模块之间的数据流图。(6)逻辑设计：将系统功能结构化，通常以文本、原理图、逻辑图、布尔表达式来表示设计结果。(7)仿真：包括功能仿真和时序仿真，主要验证系统功能的正确性及时序特性。3.EDA工具软件EDA工具软件可大致可分为芯片设计辅助软件、可编程芯片辅助设计软件

8、、系统设计辅助软件等三类。目前进入我国并具有广泛影响的EDA软件是系统设计软件辅助类和可编程芯片辅助设计软件：Protel、PSPICE、multiSIM7(原EW