基于vhdl的电子计时器的设计

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1、EDA技术及应用课程设计题目：基于VHDL的数字计时器班级：电气1202班姓名：李玉靖学号：20121131080指导老师：汪嫒（课程设计时间：2015年1月5日——2015年1月9日华屮科技大学武昌分校目录1引言11.1EDA简介11.2VHDL简介21.3VHDL的特点31.4VHDL的设计结构41.5VHDL的设计步骤42设计主要内容53内部各功能模块63.1六十进制计数模块63.2二十四进制汁数模块83.3分频器模块103.4LED显示模块114顶层系统联调155结语216参考文献227附录231•引言随着科学技术的迅猛发展，电子工业界经历Y巨大

2、的飞跃。集成电路的设计止朝着速度快、性能高、容量大、体积小和微功耗的方向发展。基于这种情况，可编程逻辑器件的出现和发展大大改变Y传统的系统设计方法。可编程逻辑器件和和应的设计技术体现在三个主要方面:一是可编程逻辑器件的芯片技术;二是适用于可逻辑编程器件的硬件编程技术，三是可编程逻辑器件设计的EDA开发工具，它主要用来进行可编程逻辑器件应用的具体实现。在木实验中采用Y集成度较高的FPGA可编程逻辑器件，选用丫VHDL硬件描述语言和MAX+plusll开发软件。VHDL硬件描述语言在电了设计Q动化（m）A）中扮演着重要的角色。由于采用了具有多层次描述系统硬件

3、功能的能力的“自顶向下”（Top-Down）和基于库（Library-Based）的全新设计方法，它使设计师们摆脱了大量的辅助设计工作，而把精力集屮于创造性的方案与概念构思上，用新的思路来发掘硬件设备的潜力,从而极大地提高了设计效率，缩短Y产品的研制周期。MAX+plusll是集成了编辑器、仿真工具、检查/分析工具和优化/综合工兵的这些所有开发工兵的一种集成的开发环境，通过该开发环境能够很方便的检验设计的仿真结果以及建立起与可编程逻辑器件的管脚之间对应的关系。1.1EDA简介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了电路

4、设计方法，并在设计方法、工具等方面进行Z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。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

5、助测试（CAT）和计算机辅助工程（CAE）的概念发展而来的。EDA技术就是以计算机为工具，设计荠在EDA软件平台上，用硬件描述语言HDL完成设计文件，然后由计算机內动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定□标芯片的适配编译、逻辑映射和编程K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。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。1

6、.2VHDL简介硬件描述语言HDL（HardwareDescriptionLanguage）诞生于1962年。HDL是用形式化的方法描述数字电路和设计数字逻辑系统的语言。主要用于描述离散电子系统的结构和行为。与SDL（SoftwareDescriptionLanguage）相似，经历了从机器码（晶体管和焊接）、汇编（网表）、到高级语言（HDL）的过程。VHDL翻译成中文就是超高速集成电路硬件描述语言，他诞生于1982年。最初是由美国国防部开发出来供美军用来提高设计的可靠性和缩减开发周期的一种使用范围较小的设计语言。1987年底，VHDL被TERE和美国国

7、防部确认为标准硬件描述语言。自IEEE公布了V11DL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，并逐步取代了原冇的非标准的硬件描述语言。1993年，IEEE对VHDL进行了修订，从更高的抽象层次和系统描述能力上扩展VHDL的内容，公布了新版本的VHDL,（即TREE标准的1076-1993版本）主要是应用在数字电路的设计中。现在，VI1DL和Verilog作为IEEE的工、Ik标准硬件描述语言，又得到众多EDA公司的支

8、持，在电子工程领域，已成为事实上的通用硬件描述语言。有专家认为，在新的世纪中，V