七人表决器课程设计报告

..课程设计课程名称硬件描述语言与EDA技术题目名称硬件描述语言与EDA技术实践学生学院材料与能源专业班级11微电子学<1>班学号学生姓名指导教师20XX6月27日XX工业大学课程设计任务书题目名称硬件描述语言与EDA技术实践学生学院材料与能源学院专业班级11微电子学<1>班姓名学号一、课程设计的内容与要求系统功能分析,分模块层次化设计；实现系统功能的方案设计；编写各功能模块VHDL语言程序；对各功能模块进行编译、综合、仿真和验证；顶层文件设计,可用VHDL语言设计,也可以用原理图设计；整个系统进行编译、综合、仿真和验证；在CPLD/FPGA实验开发系统试验箱上进行硬件验证；按所布置的题目要求,每一位学生独立完成全过程。二、课程设计应完成的工作所要求设计内容的全部工作；按设计指导书要求提交一份报告书；提交电子版的设计全部内容：工程目录文件夹中的全部内容,报告书三、课程设计进程安排序号设计各阶段内容地点起止日期1布置设计题目和要求；收集相关资料。工3－317或宿舍6.232方案分析与确定；编写VHDL源程序。工3－317或宿舍6.243编写VHDL源程序；编译、综合、仿真、定时分析、适配。工3－317或宿舍6.254下载和硬件验证；验收。工3－3176.265下载和硬件验证；验收；撰写报告工3－3176.27678四、应收集的资料及主要参考文献陈先朝,硬件描述语言与EDA技术实践指导书,20XX3月曹昕燕等编著,EDA技术实验与课程设计,清华大学出版社,20XX5月刘欲晓等编著,EDA技术与VHDL电路开发应用实践,电子工业出版社,20XX4月刘昌华等编著,数字逻辑EDA设计与实践：MAX+plusⅡ与QuartusⅡ双剑合璧,国防工业出版社,20XX刘江海主编,EDA技术课程设计,华中科技大学出版社,20XX1月发出任务书日期：20XX6月23日指导教师签名：计划完成日期：20XX6月27日基层教学单位责任人签章：主管院长签章：..七人表决器1.设计目的<1>学习和掌握QuartusII软件的基本操作；<2>通过设计七人表决器,掌握基于可编程器件的VHDL硬件描述语言的设计方法；<3>学习用CPLD/FPGA 实践系统硬件验证电路设计的正确性2.设计题目及要求<1>题目：表决器<2>要求：设计一个七人表决器,当赞成人数大于等于四时显示表决通过,同时分别将投票中赞成的人数和反对的人数在数码管上显示出来。3.设计方案：表决器的功能是将所投票者的结果综合起来,超过半数赞成则表示结果通过,反之则不通过。而七人表决器由七个人来投票,当赞成的票数大于或者等于4人,则认为通过；当反对的票数大于或者等于4人时,则认为不通过。所以这次设计中我将用7个数据开关来表示七个人,当对应的拨挡开关输入为‘1’时,表示此人同意；否则若拨挡开关输入为‘0’时,则表示此人反对。表决的结果用一个LED表示,若表决的结果为同意,则LED被点亮,；否则,如果表决的结果为反对,则LED不会被点亮。同时用七段显示数码管来显示赞成的人数和反对的人数。4.实验箱使用说明本次使用的实验箱为KHF－3型CPLD/FPGA实践开发系统所用芯片：ACEX1K系列的EP1K30QC208-3,引脚为208个,5980逻辑单元。数据开关SW1至SW7分别代表7人。当数据开关按下时输出为高电平‘1’,代表该投票者赞成,反之输出为低电平‘0’,代表该投票者反对。数码管SEG1为赞成者人数,数码管SEG4为反对者人数LED灯SEG5对应的P190为结果通过指示灯,当灯点亮,则代表投票结果为通过,反之熄灭时代表投票结果不通过。5.设计流程图开始开始七位投票者开始投票统计投票者赞成票数,显示两方人数赞成票数≥4结果灯点亮结果灯熄灭结束否是是..6.VHDL程序设计LIBRARYIEEE; --库的说明USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITYbjqIS --定义实体bjqPORT --端口说明<clk:INSTD_LOGIC; --时钟输入端口 vote:INSTD_LOGIC_VECTOR<6DOWNTO0>; --七人投票端 LED_pass:OUTSTD_LOGIC; --结果LED灯 LED_approve,LED_object:OUTSTD_LOGIC_VECTOR<6DOWNTO0>>; --赞成人数及反对人数显示数码管ENDENTITYbjq; ARCHITECTUREbhvOFbjqIS --结构体说明 SIGNALq:STD_LOGIC; --内部信号说明 SIGNALq1,q2:STD_LOGIC_VECTOR<6DOWNTO0>;BEGIN PROCESS<vote> VARIABLEA:INTEGER; --定义变量A用于统计赞成人数 BEGIN A:=0; IFclk'EVENTANDclk='1'THEN IFvote<0>='1'THENA:=A+1;ENDIF; IFvote<1>='1'THENA:=A+1;ENDIF; IFvote<2>='1'THENA:=A+1;ENDIF; IFvote<3>='1'THENA:=A+1;ENDIF; IFvote<4>='1'THENA:=A+1;ENDIF; IFvote<5>='1'THENA:=A+1;ENDIF; IFvote<6>='1'THENA:=A+1;ENDIF;CASEAIS --通过CASE语句选择不同赞成人数下LED数码管的显示内容 WHEN0=>q<='0';q1<="1111110";q2<="1110000"; WHEN1=>q<='0';q1<="0110000";q2<="1011111"; WHEN2=>q<='0';q1<="1101101";q2<="1011011"; WHEN3=>q<='0';q1<="1111001";q2<="0110011"; WHEN4=>q<='1';q1<="0110011";q2<="1111001"; WHEN5=>q<='1';q1<="1011011";q2<="1101101"; WHEN6=>q<='1';q1<="1011111";q2<="0110000"; WHEN7=>q<='1';q1<="1110000";q2<="1111110"; WHENOTHERS=>q<='Z';q1<="ZZZZZZZ";q2<="ZZZZZZZ"; ENDCASE;LED_pass<=q; --将结果送到LED灯及数码管 LED_approve<=q1; LED_object<=q2; ENDIF; ENDPROCESS;ENDARCHITECTUREbhv;..仿真端口设置完毕后如下图所示：..仿真的最终结果：仿真波形分析当输入vote为1100101时,表示有4人投于赞成票,LED_approve显示为0110011,即数码管显示为‘4’,LED_object显示为1111001,即数码管显示为‘3’,LED_pass为高电平即点亮；当输入vote为1100000时,表示有2人投于赞成票,LED_approve显示为1101101,即数码管显示为‘2’,LED_object显示为1011011,即数码管显示为‘5’,LED_pass为低电平即熄灭；当输入vote为1100001时,表示有3人投于赞成票,LED_approve显示为1111001,即数码管显示为‘3’,LED_object显示为0110011,即数码管显示为‘4’,LED_pass为低电平即熄灭；当输入vote为1100010时,表示有3人投于赞成票,LED_approve显示为1111001,即数码管显示为‘3’,LED_object显示为0110011,即数码管显示为‘4’,LED_pass为低电平即熄灭；如此说明,仿真结果符合实际要求需要。9.管脚分配..设计所遇到的问题这次设计中所遇到的最大困难在于仿真。由于对仿真的功能不够熟悉,一开始对于输入波形的设置就乱了阵脚。最初时钟信号的输入设置并没有很大问题,但是我并没有考虑到仿真时的endtime。由于endtime设置比较小,使得仿真结果并不完善。后来请教了同学后才发现了这问题。由于输入为多通道输入,每一个vote信号我都使用了一个random波形,使得输入十分的紊乱,输出结果更是一塌糊涂。后来将vote变成二进制类型输入,并且随机设置了初始值,解决了这个问题。 11.设计的收获和体会 通过这次EDA的课程设计使我对于QuartusII的了解更加深入。不仅学到了如何通过VHDL硬件描述语音来实现可编程器件的运用,还学到了如何利用QuartusII的强大的仿真功能验证器件功能的正确性。但更多的是能够自己动手,这样的实践会比光看书更为有用。在实践中我们可以发现一般书上可能不会出现的问题,这样问题出现了我们便可以通过自己发掘的途径解决问题,加深我们对这问题