基于vhdl语言的单片机设计

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1、摘要摘要伴随着集成电路(Ic)技术的发展，电子设计自动化(EDA)逐渐成为重要的设计手段，已经广泛应用于模拟与数字电路系统等许多领域。电子设计自动化是一种实现电子系统或电子产品自动化设计的技术，它与电子技术、微电子技术的发展密切相关，它吸收了计算机科学领域的大多数最新研究成果，以高性能的计算机作为工作平台，促进了工程发展。EDA技术的发展始干70年代，至今经历了三个阶段。电子线路的CX'D(计算机辅助设计)是EDA发展的初级阶段，80年代初期，形成了CAE(计算机辅助工程)。也就是所谓的EDA技术中级阶段。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(

2、目g子系统设计自动化)，即高级EDA阶段、也就是目前常说的EDA。使用EDA技术设计的结果既可以用FPGA／CPLD来实施验证，也可以直接做成专用集成电路(ASIC)。EDA的一个重要特征就是使用硬件描述语言(HDL)来完成的设计文件，诞生于1982年的VHDL语言是经IEEE确认的标准硬件描述语言，在电子设计领域受到了广泛的接受。本文首先综述了EDA技术和PLD器件的发展概况；然后对MCSS051单片机的原理进行介绍和分析；接着介绍使用FPGA进行开发设计的优点以及VHDL语苦和MAXPLUS软件的特点，也介绍了本文的设计方案；接下来介绍使用EDA技术，用VHDL语言完成了8051单片

3、机的设计工作；最后介绍了EDA技术的前沿发展趋势及系统开发中的几点体会。本文的难点在于CPU和数模转换器的设计，主要体现在算术逻辑单元ALU算术运算的算法实现和控制单元的状态机的设计；以及数模转换器的∑。△调制方法的实现。通过如上的算法实现，可以看出VHDL语言在算法级的设计上具有很多的优势和特点。关键词电予设计自动化(EDA)VIjBL语言FPGA／CPLD8051单片机AbstractTheE1ectronicDesignAutomation(EDA)technologyhasbecomeanimportantdesignmethodofanaloganddigitalcircuit

4、systemastheintegratedcircuit’8growing．TheEDAtechnology，whichiscloselyconnectedwiththeelectronictechnology，microelectronicstechnologyandcomputerscience，canbeusedindesigningelectronicproductautomatically．ItwasfirstlyputforwardedIn70s。AndtillnowtherehasbeenthreestagesoftheEDA．Thatisthecomputeraidedd

5、esign(CAD)ofelectroniccircuitin70s,thecomputeraidedengineering(CAE)in80sandtheelectronicsystemdesignautomation(ESDA)in90s．TheESDA，WhichiscalledEDAnOW，isbasedOntheautomaticsynthesizerandthehardwaredescriptionlanguage(HDL)．ThedesignresultofEDACannotonlybeverifiedbyFPGA／CPLDbutalsobeimplementedthrou

6、ghtheApplicationSpecificIntegratedCircuit(ASlC)．OneimportantcharacteristicoftheEDAisthatthedesigndocumentsshouldbecompletedbytheHDL．TheVHDLisoneofthestandardhardwaredescriptionlanguagesvalidatedbyIEEE，whichwasfirmlyintroducedin1982．Anditwaswidelyusedbyelectronicdesignernow．Wefirstlypresentsomebac

7、kgroundinformationofEDA，PLDdevicesin{histhesis．TheprincipleandanalyzeofIntel8051thenwasintroduced．andthenintroducedtheinformationabouttheFPGA／CPLD，VHDLlanguageandthesoftwareMAXPLUS，alsothedesignplanisintroduced．Thedesi