3-8译码器设计

1、吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计目 录摘 要IABSTRACTII第1章 设计介绍11. EDA技术介绍11.2 3-8译码器介绍1图1.2 集成电路图2图1-3 38译码器原理3第2章 设计过程概述42.1 软件安装42.2 设计程序与设计调试5第三章 总结14致谢15参考文献16 摘 要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

2、机上自动处理完成。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。 本次的题目为3-8译码器。要求用掌握3-8译码器的构成、原理与设计方法；熟悉MAXPLUSII软件的使用方法；能用VHDL语言设计3-8译码器电路；能进行3-8译码器硬件下载；硬件显示3-8译码器功能。关键字： EDA技术、设计电子系统、3-8译码器、VHDL语言设计ABSTRACTEDA technology refers to computer work platform, combines the application of electronic technology, th

3、e latest achievements of computer technology, information processing and intelligent technology for automatic design of electronic products. Use of EDA tools, electronic designers from concept, algorithms, protocols, etc. began to design electronic systems, a lot of work can be completed by computer

4、 and electronic products can be from the circuit design, performance analysis to the entire process of IC layout design or layout of the PCB automatic processing is completed on the computer. In various fields including machinery, electronics, communications, aerospace, chemical, mineral, biological

5、, medical, military, etc., have EDA applications. The curriculum design topic is 3-8 decoder. Requirements 3-8 decoder with master composition, theory and design methods; familiar with the method MAXPLUSII software; able VHDL language design 3-8 decoder circuit; 3-8 decoder hardware can be downloade

6、d; hardware display 3-8 decoder function.Keywords: EDA technology, design of electronic systems, 3-8 decoder, VHDL design 第 I 页 共II页第1章 设计介绍1. EDA技术介绍EDA是电子设计自动化（Electronic Design Automation）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。20世纪90年代，国际上电子和计算机技术较为先进的国家，一直在积极

7、探索新的电子电路设计方法，并在设计方法、工具等方面进行了彻底的变革，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技术就是以计算机为工具，设计者在EDA软件平台上，用硬件描述语言VHDL完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配

8、编译、逻辑映射和编程下载等工作。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。本次课程设计的题目为3-8译码器。要求用掌握3-8译码器的构成、原理与设计方法；熟悉quartus60软件的使用方法；能用VHDL语言设计3-8译码器电路；并仿真出38译码器的功能。1.2 3-8译码器介绍译码器属于组合逻辑电路，它的逻辑功能是将二进制代码按其编码时的原意译成对应的输出高、底电平信号，又叫解码器。在数字电子技术中，它具有非常重要的地位，应用也很广泛。它除了常为其它集成电路产生片选信号之外，还可以作为数据分配器、函数发生器用，而且在组合逻辑电路设计中它可替代繁多的逻辑门

9、，简化设计电路。这次我们运用的3 线8 线译码器就是一个典型例子。 38译码器为3 线8 线译码器，共有 54/74S138和 54/74LS138 两种线路结构型式，其主要电特性的典型值如下：当一个选通端（G1）为高电平，另两个选通端（/(G2A)和/(G2B)）为低电平时，可将地址端（A、B、C）的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。利用 G1、/(G2A)和/(G2B)可级联扩展成 24 线译码器；若外接一个反相器还可级联扩展成 32 线译码器。 38译码器内部结构图如图1-1，其工作原理是当一个选通端（S1）为高电平，另两个选通端（(S2)和(S3)）为低电平时，可将地址端（A1

10、、A2、A3）的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。图1-1 38译码器内部电路图 二进制译码器的输入是一组二进制代码,输出是一组与输入代码一一对应的高、低电平信号。对于三-八译码器来说，3位二进制共有8种状态，所以对应的输出有8种状态。例如：对于二进制代码111来说，输出为10000000。图1-2 集成电路图图1-3 38译码器原理第2章 设计过程概述2.1 软件安装这个软件的安装步骤并没有什么困难，按照指导不断进行就可以继续图2-1 安装路径 图2-2 安装选项2.2 设计程序与设计调试我们按照本次设计要求先进行编程，程序如下图2-3。图2-3 程序打开程序，熟悉一下界面，然后如图

11、2-4，2-5所示，确定保存路径，最后完成设置。图2-4 保存路径图2-5 选择芯片完成设置之后，回到最初的界面，新建VHDL空白页。将编写好的程序输入进去。如图2-6所示。图2-6 程序输入 接着进行编译，操作如下图2-7.图2-7 程序调试在编译的过程中，可能会出现报错，或是读条不满。通过多次纠正，最终调试成功。程序成功如图2-8所示。图2-8 调试成功 完成程序的调试，我们可以进行3-8译码器的调试。接下来几个步骤，根据如下图所示。图2-9 译码器调试 图2-10 译码器调试图2-11 译码器调试图2-12 译码器调试 通过上几步的调试，会出现一个波形图，如2-13所示。图2-13 波形

12、图 之后我们进行调试。图2-14 调试图2-15 调试图2-15 波形之后，可以在这个波形的基础上，进行改动。比如可以将低电平改成高电平，并观察波形图的变化，如图所示。 图2-16 改动图2-17 改动3-8译码器设计，基本形成，还可以进行其他的调试。图2-17 第三章 总结 通过理论与实践的结合，进一步深入的体会到一种学习的方法，特别是对与电子设计方面。首先要明确总体的设计方案与方法；其次是对各个部分进行设计与改进；最后将各个部分整合在一起进行比较、观察。通过这次的学习，使我们在专业的学习上具有了一定运用所学理论知识来分析问题和解决问题的能力。全面、系统地巩固和提高在校期间所学到的基础知识和

13、专业知识。通过对多种环节、多种内容的操作和训练，让学生的动手操作技能得到了巩固。在实践能力上有了一定的提高。此外在设计期间我学会了如何把所学的知识应用实践中,让实践和理论相结合,真正做到学以致用。致谢经过了不长但是非常有意义的时间，本次课程设计划下了完美的句号。在这些天有老师谆谆的教导，有同学的帮助，有自己的辛苦等等掺杂其中，而在最终结束之后不禁感慨万分。在此首先要深深的感谢老师在百忙之中对我们不厌其烦的指导和传授，没有您的辛勤劳动便没有我们最终的成果。其次要感谢互相帮助还有互相鼓励的同学，没有你们便没有这些天美好的回忆。最后对支持我们进行本次设计并提供场地的学校表示感谢。这些天的努力对我的感触极大，相信我会把这些收获化为自己可以用到的知识和能力，应用到以后的学习生活中。参考文献1.陈利永. 数字电路与逻辑设计. 中国铁道出版社，2011.6：2. 潘松，EDA实用教程，科学出版社，2004年3.刘江海.EDA技术课程设计.华中科技大学出版社，2009.5 4.焦素敏.EDA应用技术.清华大学出版社，2002.4 5.VHDL 程序设计(第二版). 曾繁泰等. 清华大学出版社