EDA课设十进制加法器课程设计报告书

1、燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书燕山大学课 程 设 计 说 明 书题 目 ： 十进制加法器 学院（系）： 电气工程学院 年级专业 ： 11级应用电子 学 号 ： 学生姓名 ： 指导教师 ： 李建霞 吕宏诗 教师职称 ： 实验师 实验师 燕山大学课程设计（论文）任务书院（系）：电气工程学院 基层教学单位：电子实验中心 学 号学生姓名 专业（班级）设计题目十进制加法器设计技术参数在数码管上显示加数、被加数和结果；设置加数和被加数，当加数和被加数超过49时均按0处理。当加数和被加数小于等于49时，双色点阵显示Z；大于49时，双色点阵显示F，同时蜂鸣器蜂鸣5秒。设计要求在6个动态数码管显示加

2、数、被加数和结果；分别用6个拨码开关设置加数和被加数。双色点阵提示加数和被加数范围。工作量学会使用Max+PlusII软件、Verilog HDL语言和实验箱；独立完成电路设计，编程下载、连接电路和调试；参加答辩并书写任务书。工作计划1. 了解EDA的基本知识，学习使用软件Max+PlusII，下发任务书，开始电路设计；2. 学习Verilog HDL语言，用Verilog HDL进行程序设计3. 学习使用实验箱，继续电路设计；4. 完成电路设计；5. 编程下载、连接电路、调试和验收；6. 答辩并书写任务书。参考资料数字电子技术基础.阎石主编.高等教育出版社.EDA课程设计A指导书.指导教师签

3、字李建霞 吕宏诗基层教学单位主任签字李鑫滨 2014年 01 月 10 日 目 录第一章 引言3第二章 设计说明52.1 设计思路 52.2 模块介绍 52.2.1 蜂鸣器52.2.2 双色点阵显示62.2.3 动态数码管显示7第三章 Verilog HDL源程序8第四章 波形仿真图 284.1 输入错误时波形294.2 输入正确时波形31第五章 管脚锁定及硬件连线 32 5.1 管脚锁定32 5.2 硬件连接33第六章 总结 34参考文献 34 第一章 引言面对当今飞速发展的电子产品市场，电子设计人员需要更加实用、快捷的EDA工具，实用统一的集成设计环境，改变传统设计思路，即优先考虑具体物理

4、实现方式，而将精力集中到设计构思、方案比较和寻找最优化设计等方面，以最快的速度开发出性能优良、质量一流的电子产品。今天的EDA工具将向着功能强大、简单易学、使用方便的方向发展。数字电路主要是基于两个信号（我们可以简单的说是有电压和无电压），用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路我们称之为数字电路，它具有逻辑运算和逻辑处理等功能，数字电路可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路。1. EDA介绍EDA技术，就是以大规模可编程逻辑器件为设计载体，以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式，以计算机、大规模可编程逻辑器件的可开发软件及实验开发系统为设计工具，通过有关的开发软件，自动完成用软件的方

5、式设计的电子系统到硬件系统的逻辑编译、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，直至完成对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射、编程下载等工作，最终形成集成电子系统或专用集成芯片的一门新技术。利用EDA技术进行电子系统的设计，具有以下几个特点：（1）用软件的方式设计硬件；（2）用软件的方式设计的系统到硬件系统的转换是由有关的开发软件自动完成的；（3)设计过程中可用有关的软件进行仿真；（4）系统现场可编程，在线升级；（5）整个系统可集成在一个芯片上，体积小，功耗低，可靠性高。因此，EDA技术是现代电子设计的发展趋势。2.Verilog HDL Verilog HDL 是目前应用最

6、广泛的硬件描述语言之一，被IEEE采纳为IEEE STD1364-1995(也成为Verilog-1995）和IEEE STD.1364-2001（也成为Verilog-HDL)可以进行算法级（Algorithm）、寄存器传输级（RTL）、逻辑级（Logic）、门级（Gate）和版图级（Layout）等各个层次的电路设计和描述。采用Verilog HDL 进行电路设计于工艺设计无关，这使得设计者在进行电路设计时可以不必过多的考虑工艺实现的具体细节，设计者只需要利用计算机的强大功能，在EDA工具的支持下，通过Verilog HDL的描述，完成数字电路和系统的设计即可，从而提高了设计效率，降低了设

7、计者的劳动强度。3.EDAPRO/240H综合实验系统简介随着半导体工艺的飞速发展，3.3V、2.5V、1.8V等逻辑器件和传统的TTL5V逻辑器件已成为当前可编程逻辑器件中的主流。美国Altera公司的ACEX1K系列的器件具有高密度、万次以上的编程能力，为提供一个可编程的实验环境，设计了EDAPRO/240H综合实验系统。 第二章 设计说明2.1 设计思路根据项目要求设计的十进制加法器有两个输入，及加数和被加数，分别是用六个拨码开关表示的六位二进制数，即输入的范围为0到63；有一个输出，即两个加数相加的结果。加数、被加数和结果都需要显示在动态数码管上，并且，加数或被加数若大于9，则蜂鸣器报

8、警5秒钟，且显示为0.根据要求，设计加数和被加数的合法范围为0到49，故当输入的加数(被加数)大于49的时候需要将其统一变换成0。这里我们将输入的加数（被加数）和110001B（即49）做比较，如果其小于等于49，就输出原数作为加数（被加数）；如果其大于49，就输出000000B（即0）作为新的加数（被加数）。处理过的加数、被加数以及相加后的结果通过译码器在动态数码管上显示。 根据输入的加数和被加数的正确与否，在双色点阵上显示相应的字母（正确为Z，错误为F）。 当加数和被加数其中一个输入错误时蜂鸣器报警5秒。2.2 模块介绍2.2.1 蜂鸣器 通过加数（被加数）与49的比较，当大于49时，蜂鸣

9、器的输入端SPEAKER接高电平，蜂鸣器工作，设置时钟脉冲信号周期为一秒，则循环000、001、010、011、100五个状态，当到达第五个时钟脉冲时，SPEAER接低电平，使蜂鸣器停止工作。 2.2.2 双色点阵显示 双色点阵模块的输入信号为拨码开关的输出信号B（加数）和BJ（被加数）,同时用CLK时钟控制，输出为双色点阵的行和列，分别设为ROW0-ROW7和RA0-RA7。通过case语句选择要输出的数字，并且每逢CLK的上升沿对双色点阵的行和列进行一次扫描，由于CLK的频率很高，产生余辉效应，看上去显示的图案是不变的。当B和BJ小于等于49时，点阵显示“ Z ”图案： 当B和BJ其中有一

10、个大于49时，点阵显示“ F ”图案： 2.2.3 动态数码管显示 将输入的加数（被加数）与49做比较，如果加数小于等于49，则在动态数码管输出相应数字，即输入各位不变；如果加数大于9，则在相应的动态数码管输出数字“0”，即实现了当输入加数、被加数大于49时统一按作0处理。并通过计算得到结果，并将结果送至相应的数码管显示；动态数码管的位选信号000、001、010、011、100、101分别对应加数的十位、个位，被加数的十位、个位，结果的十位、个位。并通过相应的译码在数码管上显示相应的数字。数码管对应的译码显示：l 0:Q=b0111111;l 1:Q=b0000110;l 2:Q=b1011

11、011;l 3:Q=b1001111;l 4:Q=b1100110;l 5:Q=b1101101;l 6:Q=b1111101;l 7:Q=b0000111;l 8:Q=b1111111;l 9:Q=b1101111;第三章 Verilog HDL源程序module fengmingqi(J,BJ,w,clk1,clk2,warn,RA,ROW,SSS); /warn为蜂鸣器信号端。input J,BJ,clk1,clk2; /clk1(4069HZ)是数码管位选信信号和点阵显示和结果显示,clk2(1HZ)蜂鸣器时间控制wire5:0 J,BJ;output w,RA,ROW,warn,SS

12、S; reg6:0 we1,we2,we3,we4,we5,we6;/we为中间参数，赋予W的参数，we1,we2为显示加数的数码管;we3,we4为被加数；we5,we6为结果 reg6:0 w; /数码管段位引线reg2:0 SSS; /数码管位选信号reg warn;reg2:0 count;always(posedge clk2)/蜂鸣器提示音5sbegin if(J<49)&&(BJ<49)begin warn=0;count=0;end if(J>49)|(BJ>49)begin warn=1; if(count<5) begin co

13、unt=count+1;end else warn=0;endif(J=49)&&(BJ<49)begin warn=0;count=0;endif(J<49)&&(BJ=49)begin warn=0;count=0;end endreg7:0 ROW,RA;reg7:0 COUT1,COUT2;always(posedge clk1)begin if(J<50)&&(BJ<50) /当加数和被加数都小与等于49时，点阵红灯显示Z begin COUT1=COUT1+1; if(COUT1=8) begin COUT1=

14、1;end case(COUT1) 1:begin ROW=8'b01111110;RA=8'b11111111;end 2:begin ROW=8'b10111111;RA=8'b00000010;end 3:begin ROW=8'b11011111;RA=8'b00000100;end 4:begin ROW=8'b11101111;RA=8'b00001000;end 5:begin ROW=8'b11110111;RA=8'b00010000;end 6:begin ROW=8'b11111011

15、;RA=8'b00100000;end 7:begin ROW=8'b11111101;RA=8'b01000000;end default:; endcase end else if(J>49)|(BJ>49) /当加数和被加数有1个大于49时，点阵红灯显示F begin COUT2=COUT2+1;if(COUT2=4) begin COUT2=1;endcase(COUT2) 1:begin ROW=8'b01111111;RA=8'b11111111;end2:begin ROW=8'b00000000;RA=8'b1

16、0000000;end3:begin ROW=8'b11101111;RA=8'b11111000;end default:; endcase end endreg6:0sh; /sh为结果always(J) /加数在数码管上的显示begin if(J>49)begin we1='b0111111;we2='b0111111;end /数码管为gfedcba else if(J=49)begin we1='b1100110;we2='b1101111;endelse if(J=48)begin we1='b1100110;we2=&

17、#39;b1111111;endelse if(J=47)begin we1='b1100110;we2='b0000111;endelse if(J=46)begin we1='b1100110;we2='b1111101;endelse if(J=45)begin we1='b1100110;we2='b1101101;endelse if(J=44)begin we1='b1100110;we2='b1100110;endelse if(J=43)begin we1='b1100110;we2='b10011

18、11;endelse if(J=42)begin we1='b1100110;we2='b1011011;endelse if(J=41)begin we1='b1100110;we2='b0000110;endelse if(J=40)begin we1='b1100110;we2='b0111111;endelse if(J=39)begin we1='b1001111;we2='b1101111;endelse if(J=38)begin we1='b1001111;we2='b1111111;endelse

19、 if(J=37)begin we1='b1001111;we2='b0000111;endelse if(J=36)begin we1='b1001111;we2='b1111101;endelse if(J=35)begin we1='b1001111;we2='b1101101;endelse if(J=34)begin we1='b1001111;we2='b1100110;endelse if(J=33)begin we1='b1001111;we2='b1001111;end else if(J=32)

20、begin we1='b1001111;we2='b1011011;endelse if(J=31)begin we1='b1001111;we2='b0000110;endelse if(J=30)begin we1='b1001111;we2='b0111111;endelse if(J=29)begin we1='b1011011;we2='b1101111;endelse if(J=28)begin we1='b1011011;we2='b1111111;endelse if(J=27)begin we1=

21、'b1011011;we2='b0000111;endelse if(J=26)begin we1='b1011011;we2='b1111101;endelse if(J=25)begin we1='b1011011;we2='b1101101;endelse if(J=24)begin we1='b1011011;we2='b1100110;endelse if(J=23)begin we1='b1011011;we2='b1001111;endelse if(J=22)begin we1='b1011

22、011;we2='b1011011;endelse if(J=21)begin we1='b1011011;we2='b0000110;endelse if(J=20)begin we1='b1011011;we2='b0111111;endelse if(J=19)begin we1='b0000110;we2='b1101111;endelse if(J=18)begin we1='b0000110;we2='b1111111;endelse if(J=17)begin we1='b0000110;we2=&#

23、39;b0000111;endelse if(J=16)begin we1='b0000110;we2='b1111101;endelse if(J=15)begin we1='b0000110;we2='b1101101;endelse if(J=14)begin we1='b0000110;we2='b1100110;endelse if(J=13)begin we1='b0000110;we2='b1001111;endelse if(J=12)begin we1='b0000110;we2='b101101

24、1;end else if(J=11)begin we1='b0000110;we2='b0000110;endelse if(J=10)begin we1='b0000110;we2='b0111111;endelse if(J=09)begin we1='b0111111;we2='b1101111;endelse if(J=08)begin we1='b0111111;we2='b1111111;endelse if(J=07)begin we1='b0111111;we2='b0000111;endelse

25、 if(J=06)begin we1='b0111111;we2='b1111101;endelse if(J=05)begin we1='b0111111;we2='b1101101;endelse if(J=04)begin we1='b0111111;we2='b1100110;endelse if(J=03)begin we1='b0111111;we2='b1001111;endelse if(J=02)begin we1='b0111111;we2='b1011011;endelse if(J=01)b

26、egin we1='b0111111;we2='b0000110;endelse if(J=00)begin we1='b0111111;we2='b0111111;endendalways(BJ) /被加数在数码管上的显示beginif(BJ>49) begin we3='b0111111;we4='b0111111;end else if(BJ=49)begin we3='b1100110;we4='b1101111;endelse if(BJ=48)begin we3='b1100110;we4='b1

27、111111;endelse if(BJ=47)begin we3='b1100110;we4='b0000111;endelse if(BJ=46)begin we3='b1100110;we4='b1111101;endelse if(BJ=45)begin we3='b1100110;we4='b1101101;endelse if(BJ=44)begin we3='b1100110;we4='b1100110;endelse if(BJ=43)begin we3='b1100110;we4='b100111

28、1;endelse if(BJ=42)begin we3='b1100110;we4='b1011011;endelse if(BJ=41)begin we3='b1100110;we4='b0000110;endelse if(BJ=40)begin we3='b1100110;we4='b0111111;endelse if(BJ=39)begin we3='b1001111;we4='b1101111;endelse if(BJ=38)begin we3='b1001111;we4='b1111111;end

29、else if(BJ=37)begin we3='b1001111;we4='b0000111;endelse if(BJ=36)begin we3='b1001111;we4='b1111101;endelse if(BJ=35)begin we3='b1001111;we4='b1101101;endelse if(BJ=34)begin we3='b1001111;we4='b1100110;endelse if(BJ=33)begin we3='b1001111;we4='b1001111;endelse

30、if(BJ=32)begin we3='b1001111;we4='b1011011;endelse if(BJ=31)begin we3='b1001111;we4='b0000110;endelse if(BJ=30)begin we3='b1001111;we4='b0111111;endelse if(BJ=29)begin we3='b1011011;we4='b1101111;endelse if(BJ=28)begin we3='b1011011;we4='b1111111;endelse if(BJ

31、=27)begin we3='b1011011;we4='b0000111;endelse if(BJ=26)begin we3='b1011011;we4='b1111101;endelse if(BJ=25)begin we3='b1011011;we4='b1101101;endelse if(BJ=24)begin we3='b1011011;we4='b1100110;endelse if(BJ=23) begin we3='b1011011;we4='b1001111;endelse if(BJ=22)

32、begin we3='b1011011;we4='b1011011;endelse if(BJ=21)begin we3='b1011011;we4='b0000110;endelse if(BJ=20)begin we3='b1011011;we4='b0111111;end else if(BJ=19)begin we3='b0000110;we4='b1101111;endelse if(BJ=18)begin we3='b0000110;we4='b1111111;endelse if(BJ=17)begi

33、n we3='b0000110;we4='b0000111;endelse if(BJ=16)begin we3='b0000110;we4='b1111101;endelse if(BJ=15)begin we3='b0000110;we4='b1101101;endelse if(BJ=14)begin we3='b0000110;we4='b1100110;endelse if(BJ=13)begin we3='b0000110;we4='b1001111;endelse if(BJ=12)begin we3

34、='b0000110;we4='b1011011;endelse if(BJ=11)begin we3='b0000110;we4='b0000110;endelse if(BJ=10)begin we3='b0000110;we4='b0111111;end else if(BJ=09)begin we3='b0111111;we4='b1101111;endelse if(BJ=08)begin we3='b0111111;we4='b1111111;endelse if(BJ=07)begin we3=

35、9;b0111111;we4='b0000111;endelse if(BJ=06)begin we3='b0111111;we4='b1111101;endelse if(BJ=05)begin we3='b0111111;we4='b1101101;endelse if(BJ=04)begin we3='b0111111;we4='b1100110;endelse if(BJ=03)begin we3='b0111111;we4='b1001111;end else if(BJ=02)begin we3='b0

36、111111;we4='b1011011;endelse if(BJ=01)begin we3='b0111111;we4='b0000110;endelse if(BJ=00)begin we3='b0111111;we4='b0111111;endendalways(J or BJ) /当加数和被加数为何值时，求结果的值 begin if(J>49)&&(BJ>49)begin sh=0;endelse if(J<50)&&(BJ>49)begin sh=J;endelse if(J>49

37、)&&(BJ<50)begin sh=BJ;endelse if(J<50)&&(BJ<50)begin sh=J+BJ;endendalways(posedge clk1) /结果在数码管上的显示begin if(sh=98) begin we5='b1101111;we6='b1111111;end else if(sh=97) begin we5='b1101111;we6='b0000111;endelse if(sh=96)begin we5='b1101111;we6='b111110

38、1;endelse if(sh=95)begin we5='b1101111;we6='b1101101;end else if(sh=94)begin we5='b1101111;we6='b1100110;endelse if(sh=93)begin we5='b1101111;we6='b1001111;endelse if(sh=92)begin we5='b1101111;we6='b1011011;endelse if(sh=91)begin we5='b1101111;we6='b0000110;en

39、delse if(sh=90)begin we5='b1101111;we6='b0111111;end else if(sh=89)begin we5='b1111111;we6='b1101111;endelse if(sh=88)begin we5='b1111111;we6='b1111111;endelse if(sh=87)begin we5='b1111111;we6='b0000111;endelse if(sh=86)begin we5='b1111111;we6='b1111101;endels

40、e if(sh=85)begin we5='b1111111;we6='b1101101;endelse if(sh=84)begin we5='b1111111;we6='b1100110;endelse if(sh=83)begin we5='b1111111;we6='b1001111;endelse if(sh=82)begin we5='b1111111;we6='b1011011;endelse if(sh=81)begin we5='b1111111;we6='b0000110;endelse if(

41、sh=80)begin we5='b1111111;we6='b0111111;end else if(sh=79)begin we5='b0000111;we6='b1101111;endelse if(sh=78)begin we5='b0000111;we6='b1111111;endelse if(sh=77)begin we5='b0000111;we6='b0000111;endelse if(sh=76)begin we5='b0000111;we6='b1111101;endelse if(sh=7

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