乐曲演奏电路设计—正文

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1、西华大学课程设计说明书说明书目录1、EDA技术发展及介绍11.1EDA技术的介绍11.2EDA技术的发展11.3VHDL硬件描述语言的特点22、总体方案设计42.1设计内容42.2设计方案比较42.3方案论证53、单元模块设计73.1晶振电路73.2电源电路83.3七段数码管显示电路93.4蜂鸣器电路104、特殊器件的介绍114.1CPLD器件介绍114.2FPGA器件介绍114.3EPM240T100C5器件125、软件实现135.1软件设计136、系统仿真及调试176.1仿真176.2调试197、总结207.1设计小结207.2设

2、计收获207.3设计改进与功能扩展207.4致谢218、参考文献22附录一：电路原理图23附录二：TECHNOLOGYMAP2423西华大学课程设计说明书说明书1、EDA技术发展及介绍1.1EDA技术的介绍EDA是电子设计自动化（ElectronicDesignAutomation）的缩写，在20世纪60年代中期从计算机辅助设计（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）的概念发展而来的计算机软件系统。EDA技术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

3、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

4、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。1.2EDA技术的发展EDA技术的发展始于70年代，至今经历了三个阶段。电子线路的CAD(计算机辅助设计)是EDA发展的初级阶段，是高级EDA系统的重要组成部分。它利用计算机的图形编辑、分析和存储等能力，协助工程师设计电子系统的电路图、印制电路板和集成电路板图;采用二维图形编辑与分析，主要解决电子线路设计后期的大量重复性工作，可以减少设计人员的繁琐重复劳动，但自动化程度低，需要人工干预整个设计过程。这类专用软件大多以微机为工作平台，易于学用，设计中小规模电子系统可靠

5、有效，现仍有很多这类专用软件被广泛应用于工程设计。80年代初期，EDA技术开始技术设计过程的分析，推出了以仿真(逻辑模拟、定时分析和故障仿真)和自动布局与布线为核心的EDA产品，这一阶段的EDA已把三维图形技术、窗口技术、计算机操作系统、网络数据交换、数据库与进程管理等一系列计算机学科的最新成果引入电子设计，形成了CAE—计算机辅助工程。也就是所谓的EDA技术中级阶段。其主要特征是具备了自动布局布线和电路的计算机仿真、分析和验证功能。其作用已不仅仅是辅助设计，而且可以代替人进行某种思维。CAE这种以原理图为基础的EDA系统，虽然直观，

6、且易于理解，但对复杂的电子设计很难达到要求，也不宜于设计的优化。23西华大学课程设计说明书说明书所以，90年代出现了以自动综合器和硬件描述语言为基础，全面支持电子设计自动化的ESDA(电子系统设计自动化)，即EDA阶段、也就是目前常说的EDA.过去传统的电子系统电子产品的设计方法是采用自底而上(Bottom_Up)的程式，设计者先对系统结构分块，直接进行电路级的设计。这种设计方式使设计者不能预测下一阶段的问题，而且每一阶段是否存在问题，往往在系统整机调试时才确定，也很难通过局部电路的调整使整个系统达到既定的功能和指标，不能保证设计一举

7、成功。EDA技术高级阶段采用一种新的设计概念:自顶而下(Top_Down)的设计程式和并行工程(Concurrentengineering)的设计方法，设计者的精力主要集中在所要电子产品的准确定义上，EDA系统去完成电子产品的系统级至物理级的设计。此阶段EDA技术的主要特征是支持高级语言对系统进行描述，高层次综合(HighLevelSynthesis)理论得到了巨大的发展，可进行系统级的仿真和综合。1.3VHDL硬件描述语言的特点与其他硬件描述语言相比，VHDL具有以下特点：　　(1)功能强大、设计灵活。VHDL具有功能强大的语言结构

8、，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虽不能比拟的。VHDL还支持各种设计方法，