课程设计（论文）-基于vhdl的秒表设计

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1、***《基于VHDL的秒表设计》第24页共24页1引言EDA（ElectronicDesignAutomation，电子设计自动化）技术是现代电子工程领域的一门新技术。它提供了基于计算机和信息技术的电路系统设计方法。EDA技术的发张和推广应用极大地推动了电子工业的发展。EDA技术就是以计算机为工具，在EDA软件平台上，对以硬件描述语言VHDL为系统逻辑描述手段完成的设计文件自动地完成逻辑编译，逻辑化简，逻辑分割，逻辑综合及优化，逻辑布局布线，逻辑仿真，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。设计者的工作仅限于利用软件的方式，即利用硬件

2、描述语言来完成对系统硬件功能的描述，在EDA工具的帮助下就可以得到最后的设计结果[1]。近年来，集成电路制造技术的快速发展,一方面促进了相应设计技术的发展,另一方面也对设计技术提出了更高的要求。当前集成电路设计,面临着功能强、性能好、规模大、成本低、设计周期短等一系列要求和挑战,这些要求和挑战引起了集成电路设计方法的全面革新。当今,以行为设计为主要标志的新一代数字系统设计理论已形成并得到发展。在集成电路的数字系统的系统级设计中,VHDL硬件描述语言构造的描述模型优化设计,有利于高效利用设计空间,实现设计结构的精确分析,使芯片资源得以充分利用。1.1课题

3、的背景、目的在新世纪，电子技术获得了飞速的发展，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。随着科学技术的不断发展人们在秒表的设计上功能不断完善，各类秒表都发挥出自己的特点。数字秒表在各类大小比赛中的应用也越来越广泛。除了时间的设计精确外，秒表还具有启动、复位、停止功能。而现在许多的公司生产的秒表不仅仅具有计时功能，还有多次计时功能。本次设计秒表适用于各类时间比赛，具有灵敏度高，电路简单，操作方便的特点，适合一次计时比赛用。现今***《基于V

4、HDL的秒表设计》第24页共24页电子信息类产品的开发明显地出现了两个特点：一是开发产品的复杂程度加深；二是开发产品的上市时限紧迫。而伴随着如上两个特点的产生，相应的出现了设计上的两个问题。其一，在电子系统日趋数字化、复杂化和大规模集成化的今天，电子厂商们越加迫切地追求电子产品的高功能、优品质、低成本、微功耗和微小封装尺寸，从而使得电子设计日趋复杂。那么如何去完成这些高复杂度的电子设计呢?其二，电子产品设计周期短和上市快是电子厂商们坚持不懈的追求，那么面对日趋复杂的设计，又如何能够缩短开发时间呢？解决以上两个问题的唯一途径是电子设计自动化（EDA）,即

5、用计算机帮助设计人员完成繁琐的设计工作。1.2课题设计主要内容秒表的逻辑结构比较简单，它主要由显示译码器、分频器、十进制计数器、报警器和六进制计数器组成。在整个秒表中最关键是如何获得一个精确的100Hz计时脉冲，除此之外，整个秒表还需要一个启动信号和一个归零信号，以便能够随时启动及停止。秒表有六个输出显示，分别为百分之一秒，十分之一秒、秒、十秒、分、十分，所以共有6个计数器与之对应，6个计数器全为BCD码输出，这样便于同时显示译码器的连接。当计时达60分钟后，蜂鸣器鸣响10声。***《基于VHDL的秒表设计》第24页共24页2开发工具简介2.1MAX+

6、PLUSⅡ的介绍Max+plusⅡ是Altera公司提供的FPGA/CPLD开发集成环境，Altera是世界上最大可编程逻辑器件的供应商之一。Max+plusⅡ界面友好，使用便捷，被誉为业界最易用易学的EDA软件。在Max+plusⅡ上可以完成设计输入、元件适配、时序仿真和功能仿真、编程下载整个流程，它提供了一种与结构无关的设计环境，是设计者能方便地进行设计输入、快速处理和器件编程。MAX+PLUSⅡ的编译器还提供了强大的逻辑综合与优化功能，使用户比较容易地将设计集成到器件中。●设计输入MAX+plusII软件的设计输入方式有多种，主要包括原理图输入方

7、式、文本输入方式、波形设计输入方式、层次设计输入方式和底层设计输入方式。因此，设计人员可以根据自己的实际情况灵活选择使用。●设计编译MAX+plusII编译一个设计时，Compiler在设计文件中读取信息并产生编程文件和仿真文件，MessageProcessor（信息处理程序）可自动定位错误。●设计校验设计校验过程包括设计仿真和定时分析，仿真起的作用是测试逻辑操作和设计功能的完备性；TimingAnalyzer（定时分析程序）可分析设计的定时和延时情况。●器件编程MAX+plusIIProgrammer是使用Compiler生成的编程文件对Altera

8、器件进行编程的。它可以用来对器件编程、校验和试验，是对设计功能进行的测试。Altera公司器件