电子设计自动化课程设计题目

电子设计自动化课程设计题目1.五人表决器的设计一、设计目的学习使用EDA开发工具QuartusII完成设计。学习使用VHDL语言设计五人多数表决器。熟悉五人多数表决的原理。二、设计要求1）五人多数表决逻辑：多数通过；2）在主持人控制下，10秒内表决有效；3）采用数码管显示表决10秒倒计时；4）表决结束后用发光二极管及数码管显示表决结果，数码管显示结果形式:通过，不通过；5）设主持人控制键，复位键：控制键：启动表决；复位键：系统复位。6）自制实验方案，完成设计任务。三、设计思路五人多数表决，只要在规定时间内，赞成人数大于或等于三，则表决通过。因此，只需将每位表决人的结果相加，判断结果值。设五个开关作为表决器的五个输入变量，输入变量为逻辑“1”时，表示表决者“赞成”；输入变量为'0”时，表示表决者“不赞成”。输出逻辑“1”时，表示表决“通过”；输出逻辑'0”时，表示表决“不通过”。当表决器的五个输入变量中有3个以上（含3个）为“1”时。则表决器输出为“1”；否则为“0”。2.8人抢答器的设计与实现一、设计目的学习使用EDA开发工具QuartusII软件完成设计。学习使用原理图和VHDL语言设计8人抢答器。熟悉8人抢答器的原理。二、设计要求1）8人抢答器逻辑；2）在主持人控制下，倒计时，采用数码管显示时间；3）采用数码管显示有效抢答组别；4）用发光二极管及数码管显示有效抢答组别；5）设主持人控制键，复位键：控制键：启动；复位键：系统复位。6）自制实验方案，完成设计任务；三、设计思路8人抢答器，只要在规定时间内抢答有效。循环移位寄存器一、设计目的循环移位寄存器是指在移位过程中，移出的一位数据从构成循环移位寄存器的一端输出，同时又从另一端输入该移位寄存器。二、设计要求一个循环移位寄存器应具备的脚位有：串行数据输入端：din；并行数据输入端：data；脉冲输入端：clk；并行加载数据端：load；移位寄存器输出端：dout。位双向移位寄存器一、设计目的双向移位寄存器既能从高位向低位移动，又能从低位向高位移动。为实现这一功能，必然要设置移动模式控制端。二、设计要求一个双向移位寄存器应具备的脚位应该有：预置数据输入端：predata；脉冲输入端：clk；移位寄存器输出端：dout；工作模式控制端：M1，M0；左移（高位向低位）串行数据输入：dsl；右移串行数据输入：dsr；寄存器复位端：reset。一个6位双向移位寄存器的电路符号如图6-31所示。工作模式控制表如表6-9所示。表6-9工作模式控制表模式MlM0保持

右移

左移

预加载模式交通灯控制器、设计目的设东西方向和南北方向的车流量大致相同，因此红、黄、绿灯的时长也相同，定为红灯45秒，黄灯5秒，绿灯40秒，同时用数码管指示当前状态（红、黄、绿灯）剩余时间。另外，设计一个紧急状态，当紧急状态出现时，两个方向都禁止通行，指示红灯。紧急状态解

除后，重新计数并指示时间。二、设计要求交通灯控制器是状态机的一个典型应用，除了计数器是状态机外，还有东西、南北方向的不同状态组合（红绿、红黄、绿红、黄红4个状态），如表7-3所示。但我们可以简单地将其看成两个（东西、南北）减1计数的计数器，通过检测两个方向的计数值，可以检测红、黄、绿灯组合的跳变。这样使一个较复杂的状态机设计变成一个较简单的计数器设计。表5-1交通灯的4种可能亮灯状态状态东西方向南北方向红黄红黄绿1100001201000130011004001010CLKLED[7..0]URGENCYEast_West[7..0]South_North[7..0]图5-1交通灯控制器外部接口交通灯现状态计数器计数值交通灯次状态计数器计数值东西方向计数值南北方向计数值东西方向计数值南北方向计数值1612552113404531645541114540对于紧急情况，只需设计一个异步时序电路即可解决。程序中还应防止出现非法状态，即程序运行后应判断东西方向和南北方向的计数值是否超出范围。此电路仅在电路启动运行时有效，因为一旦两个方向的计数值正确后，就不可能再计数到非法状态。数字频率计一、设计目的1）测频控制信号发生器设计频率计的关键是设计一个测频控制信号发生器，产生测量频率的控制时序。控制时钟信号clk取为1Hz，2分频后即可产生一个脉宽为1秒的时钟test_en，以此作为计数闸门信号。当test_en为高电平时，允许计数；当test_en由高电平变为低电平（下降沿到来）时，应产生一个锁存信号，将计数值保存起来；锁存数据后，还要在下次test_en上升沿到来之前产生清零信号clear，将计数器清零，为下次计数作准备。2）计数器计数器以待测信号作为时钟，清零信号clear到来时，异步清零；test_en为高电平时开始计数。计数以十进制数显示，本例设计了一个简单的10kHz以内信号的频率计，如果需要测试较高频率的信号，则将dout的输出位数增加，当然锁存器的位数也要相应增加。3）锁存器当test_en下降沿到来时，将计数器的计数值锁存，