基于fpga的计数器的程序设设计

《基于fpga的计数器的程序设设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、郑州轻工业学院电子技术课程设计题目_基于FPGA的计数器设计____________________________学生姓名_XXX_________________专业班级_电子信息工程10-01班____学号_5401001030XXX__________院（系）电气信息工程学院_______指导教师_杜海明耿鑫____________完成时间2013年06月22日_______郑州轻工业学院课程设计任务书题目基于FPGA的计数器的程序设设计_______________专业、班级电子信息工程学号姓名_____

2、主要内容、基本要求、主要参考资料等：主要内容：要求学生使用硬件描述语言（Verilog或者VHDL）设计基于FPGA的计数器的源程序。实现如下功能：显示1个0-9999的四位计数器；四位七段数码管的译码与显示。理解数码管的译码原理，同时需要做一个分频器，理解时钟分频的原理及意义。基本要求：1、学会quartusII的使用，掌握FPGA的程序设计方法。2、掌握硬件描述语言语法。3、程序设计完成后要求在quartusII中实现功能仿真。主要参考资料：1、褚振勇.FPGA设计及应用（第三版）[M].西安电子科技大学出版社.2

3、012,42、陈怀琛.MATLAB及在电子信息课程中的应用[M].北京：电子工业出版社.2008,1完成期限：2013.6.21—2013.6.25指导教师签名：________________课程负责人签名：___________________2013年6月18日基于FPGA的计数器程序设计目录基于FPGA的计数器的程序设设计i摘要i1绪论11.1FPGA简介11.2硬件描述语言VHDL特点11.3软件开发工具QuartusII简介22整体设计方案33各个模块的设计和功能的具体分析43.1分频器设计43.1.1设计

4、原理43.1.2源程序及其仿真波形43.1.3RTL电路图63.2计数器设计63.2.1计数器及其应用63.2.2计数器源程序及其仿真73.3锁存器设计93.3.1锁存器及其应用93.3.216位锁存器源程序及其仿真波形93.4显示部分设计103.4.1七段数码管显示原理103.4.2七段数码管源程序及其仿真114计数器顶层设计134.1.1基于VHDL的自顶向下的设计方法134.3.2顶层设计源文件及其仿真波形13基于FPGA的计数器程序设计总结16参考文献17附录18基于FPGA的计数器程序设计18基于FPGA的计

5、数器程序设计基于FPGA的计数器的程序设设计摘要本文介绍了一种基于FPGA的，由顶层到底层设计的数字频率计。本文主要包括该频率计的设计基础和实现方法以及译码与显示等内容，描述了它的设计平台、工作原理和软硬件实现。本设计主要有分频器、四位计数器、16位锁存器以及数码管显示电路。计数器设计采用VHDL硬件描述语言编程,极大地减少了硬件资源的占用，仿真与分析结果表明，该数字频率计性能优异，软件设计语言灵活，硬件简单，速度快。关键词FPGA计数器VHDL18基于FPGA的计数器程序设计1绪论1.1FPGA简介FPGA（Fiel

6、d－ProgrmableGateArray），即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。自1985年Xilinx公司推出第一片中大规模现场可编程逻辑器件(FP2GA)至今,FPGA已经历了十几年的历。在这十几年的过程中,可编程器件有了惊人的发展:从最初的1200个可利用门,到今天的25万可利用门,规模增大了200多倍;FPGA供应商也从Xilin

7、x的一枝独秀,到今天近20个厂商的分庭抗争;FPGA从单一的基于SRAM结构到今天各种结构类型的出现,都充分体现了可编程器件这一巨大市场的吸引力。　　FPGA不仅可以解决电子系统小型化、低功耗、高可靠性等问题,而且其开发周期短、开发软件投入少、芯片价格不断降低。由于目前电子产品生命周期相对缩短,相近功能产品的派生设计增多等特点,促使FPGA越来越多地取代了ASIC的市场,特别是对国内众多的科研单位来说,小批量、多品种的产品需求,使得FPGA成为首选。1.2硬件描述语言VHDL特点功能强大、设计灵活。VHDL具有功能强大

8、的语言结构，可以用简洁明确的源代码来描述复杂的逻辑控制。它具有多层次的设计描述功能，层层细化，最后可直接生成电路级描述。VHDL支持同步电路、异步电路和随机电路的设计，这是其他硬件描述语言所不能比拟的。VHDL还支持各种设计方法，既支持自底向上的设计，又支持自顶向下的设计；既支持模块化设计，又支持层次化设计。支持广泛、易于修改。由