1、目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 第一章摘要3 HYPERLINK l bookmark13 o Current Document 關(guān)于 EDA3 HYPERLINK l bookmark17 o Current Document 關(guān)于 MUX+PLUS H3 HYPERLINK l bookmark21 o Current Document 第二章設(shè)計(jì)說(shuō)明3 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 整體設(shè)計(jì)思路3 HYPERLINK l bookmark27 o C

2、urrent Document 靜態(tài)數(shù)碼管顯示4 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 動(dòng)態(tài)數(shù)碼管顯示7 HYPERLINK l bookmark33 o Current Document 5分鐘倒計(jì)時(shí)7 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 10分鐘倒計(jì)時(shí)8 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 2.3控制輸入部分10 HYPERLINK l bookmark49 o Current Document 2.4蜂鳴輸出13 HYPERLINK l bookm

3、ark56 o Current Document 第三章心得體會(huì)14 HYPERLINK l bookmark59 o Current Document 第四章參考文獻(xiàn)14第一章摘要關(guān)于EDAEDA是電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（Electronic Design Automation）的縮寫(xiě)，在20世 紀(jì)90年代初從計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）、計(jì)算機(jī)輔助 測(cè)試（CAT）和計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）的概念發(fā)展而來(lái)的。EDA技術(shù)就是以計(jì)算機(jī)為工具，設(shè)計(jì)者在EDA軟件平臺(tái)上，用硬件描述語(yǔ)言 HDL完成設(shè)計(jì)文件，然后由計(jì)算機(jī)自動(dòng)地完成邏輯編譯、化簡(jiǎn)、分割、綜合、優(yōu) 化、布局、布線(xiàn)和仿真，直至

4、對(duì)于特定目標(biāo)芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下 載等工作。EDA技術(shù)的出現(xiàn)，極大地提高了電路設(shè)計(jì)的效率和可操作性，減輕了 設(shè)計(jì)者的勞動(dòng)強(qiáng)度。關(guān)于 Mus+Plus IIMus+Plus II開(kāi)發(fā)系統(tǒng)是由美國(guó)Altera公司自行設(shè)計(jì)的CAD軟件平臺(tái)，是EDA的開(kāi) 發(fā)系統(tǒng)，具有易學(xué)易用的特點(diǎn)。Mus+Plus II的全稱(chēng)是Multiple Array Matrix and Programmable Logic User System,該系統(tǒng)將數(shù)字電路設(shè)計(jì)集成在一個(gè)環(huán)境內(nèi)，允許多種 輸入設(shè)計(jì)邏輯文件，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)編譯、綜合等操作，對(duì)設(shè)計(jì)功能模擬，對(duì)數(shù)字電路的設(shè)計(jì) 實(shí)現(xiàn)模擬分析，延長(zhǎng)時(shí)間分析，編譯，最后將編

5、譯好的電路分配到一個(gè)或多個(gè)器件中。第二章設(shè)計(jì)說(shuō)明整體設(shè)計(jì)思路課程設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)一個(gè)電磁爐控制器，電磁爐有從低溫到高溫有5個(gè)檔，其中1 表示最低溫，5表示最高溫，電磁爐還具有定時(shí)功能，分別定時(shí)5分鐘和10分鐘，定時(shí) 結(jié)束時(shí)，蜂鳴3秒，用1個(gè)靜態(tài)數(shù)碼管顯示溫度檔1-5,用一個(gè)動(dòng)態(tài)數(shù)碼管顯示定時(shí)時(shí) 間（只顯示分鐘），用2個(gè)撥碼開(kāi)關(guān)控制定時(shí)時(shí)間，用3個(gè)撥碼開(kāi)關(guān)控制高溫、低溫，用 蜂鳴器發(fā)出蜂鳴。根據(jù)以上設(shè)計(jì)要求，對(duì)應(yīng)兩種顯示方式，應(yīng)分為三大部分：靜態(tài)數(shù)碼管顯示、動(dòng)態(tài) 數(shù)碼管顯示和蜂鳴部分。靜態(tài)數(shù)碼管顯示中用三個(gè)撥碼開(kāi)關(guān)控制，當(dāng)輸入BCD碼A2A1 A0時(shí)數(shù)碼管作出相應(yīng)顯示，1-5之外的狀態(tài)則不顯示。動(dòng)

6、態(tài)數(shù)碼管顯示中需要兩個(gè)動(dòng)態(tài) 管來(lái)顯示，分為兩個(gè)狀態(tài)：5分鐘倒計(jì)時(shí)和10分鐘倒計(jì)時(shí)，當(dāng)?shù)褂?jì)時(shí)到0時(shí)，輸出高電 平信號(hào)，蜂鳴器接受信號(hào)蜂鳴3秒。1.靜態(tài)數(shù)碼管顯示靜態(tài)數(shù)碼管需要顯示5個(gè)數(shù)，原理主要是BCD碼顯示，二進(jìn)制數(shù)一一對(duì)應(yīng)，并且 要求顯示1-5檔，其余狀態(tài)不顯示，輸出為七個(gè)，對(duì)應(yīng)數(shù)碼管七個(gè)可發(fā)光的線(xiàn)段，輸入 為三個(gè)撥碼開(kāi)關(guān)，通過(guò)相應(yīng)的邏輯電路來(lái)實(shí)現(xiàn)要求。其真值表如下:A2A1A2A1A0OAOB0000000101010110111110001101101100011100OCODOEOFOG0000010000011011100110011110110000000000根據(jù)真值表可得:OA

7、=A2 A1+A2A1 A0OB=A2A1 A0 +A2 A0+A2 A1OC=A2A1 +A2 A0OD=A2A1 A0+A2 A1OE=A2 A1A0OF=A2A11OG=A2 A1+A2A1通過(guò)上述邏輯式選取芯片連接可得出電路圖:為了驗(yàn)證電路圖是否連接正確，可已通過(guò)仿真來(lái)觀(guān)察其波形圖，是否與真值表 對(duì)應(yīng)，其波形圖如下：Start: |3Eius11* |*| End: |3.9lis| Interval: |三0。.日舊Name:Value:500.0 ns1 .Ous 1.5us 2.Ous 2.5us3.0 us 3.5us4.Ous 4.5us5.0iiiiiiiiiia21- a

8、1aLlzongH00:如如咔5日X 口口 X IF x 口口 X弟X w )t 0 X 0 X 0 i色(H N H N ； H為了實(shí)現(xiàn)來(lái)個(gè)脈沖就跳變一下，本實(shí)驗(yàn)還設(shè)計(jì)一個(gè)JK觸發(fā)器，通過(guò)JK觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)循環(huán)05循環(huán)；以下是JK觸發(fā)器的代碼：LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY jk_ff isPORT(j,k,clk:IN STD_LOGIC;q,qn :OUT STD_LOGIC);END jk_ff;ARCHITECTURE one OF jk_ff ISSIGNAL q_s:STD_LOGIC;BEGINPROCESS(j,k,

9、clk)BEGINIF clkEVENT AND clk=1THENIF J=0AND k=0THENq_s=q_s;ELSIF J=0AND k=1THENq_s=，0，;ELSIF J=，1，AND k=，0，THENq_s=，1，;ELSIF J=，1，AND k=，1，THENq_s=NOT q_s;END IF;END IF;END PROCESS;q=q_s;qn elk：01a2.OH 00JU2X ； 34X ； 5X 22.動(dòng)態(tài)數(shù)碼管顯示此部分需要兩個(gè)動(dòng)態(tài)數(shù)碼管，來(lái)顯示5分鐘倒計(jì)時(shí)和10分鐘倒計(jì)時(shí)，主要應(yīng)用的芯 片有74168和74153。74168是十進(jìn)制同步可逆加減計(jì)數(shù)器

10、。74153是雙四選一數(shù)據(jù)選擇 器。高頻信號(hào)對(duì)數(shù)碼管進(jìn)行刷新，而控制輸入主要控制數(shù)碼管七個(gè)可發(fā)光的線(xiàn)段，因此 需要數(shù)據(jù)選擇器對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行選擇。用兩個(gè)撥碼開(kāi)關(guān)來(lái)控制電路，因此定義其中一個(gè)對(duì)5分鐘倒計(jì)時(shí)和10分鐘倒計(jì)時(shí)進(jìn) 行選擇（低電平為10分鐘，高電平為5分鐘），另一個(gè)控制計(jì)時(shí)的開(kāi)始。2.1 5分鐘倒計(jì)時(shí)顯示上圖是5分鐘倒計(jì)時(shí)的芯片引腳連接，在選擇5狀態(tài)時(shí)置數(shù)信號(hào)為低電平，對(duì)計(jì)數(shù) 器進(jìn)行置數(shù)，輸出Q3Q2Q1Q0為0101，此時(shí)，保持端ENPN的輸入信號(hào)為低電平，此 時(shí)，計(jì)數(shù)器保持端不工作，當(dāng)開(kāi)始計(jì)時(shí)時(shí)，置數(shù)端不工作，芯片開(kāi)始計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)5-1過(guò) 程中Q3Q2Q1Q0中總有1輸出，保持端輸入低電

11、平，不工作，當(dāng)計(jì)數(shù)到0時(shí)，保持端輸 入信號(hào)為高電平，保持端工作，對(duì)結(jié)果進(jìn)行保持，也就是Q3Q2Q1Q0 一直保持0000的 狀態(tài)。10分鐘倒計(jì)時(shí)顯示上圖為10分鐘倒計(jì)時(shí)，上方為個(gè)位計(jì)數(shù)，下方為十位計(jì)數(shù)，當(dāng)選擇10狀態(tài)時(shí)，十位計(jì) 數(shù)器置數(shù)，即Q3Q2Q1Q0為0001，保持端ENPN輸入為低電平，不工作，而個(gè)位計(jì)數(shù) 器的保持端輸入也為低電平，不工作，輸出Q3Q2Q1Q0為0000，此時(shí)顯示為10，開(kāi)始 計(jì)時(shí)時(shí)，十位計(jì)數(shù)器置數(shù)端輸入為高電平，不置數(shù)，開(kāi)始計(jì)時(shí)，個(gè)位亦開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)十 位計(jì)數(shù)到0時(shí)，Q0輸出為0，則保持端工作，讓輸出Q3Q2Q1Q0保持為0000，而個(gè)位 計(jì)數(shù)器保持端則只有當(dāng)個(gè)輸出Q3

12、Q2Q1Q0和十位的Q0都為0時(shí)才有效，也就是計(jì)數(shù)結(jié) 束時(shí)保持顯示00。其仿真圖如下：Ref: |iDEns1Name:，|令|，| Time: l.12s Interval:.12s|0.0 ns 600.0ms1.0s1.5s2.0s2.5s3.0s3.5s4.0s4.5s5.0s5.5s6.0s6.5s7.0s7.J Idn0 elkW 13H 0II II II II II口 %iIo土 9 ZC 白 _L * ZC G ZC 5 _J_ 4 _J2.3控制輸入部分在1Hz的時(shí)鐘信號(hào)后加一個(gè)60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，從而進(jìn)行分頻，得到的脈沖就是1分 鐘。分頻計(jì)代碼library ieee;use

13、 ieee.std_logic_1164.all;entity fen isport(clk:in std_logic;clk1:out std_logic);end fen;architecture fen_arc of fen isbeginprocess(clk)variable cnt:integer range 0 to 99;beginif clkevent and clk=1thenif cnt=59 thencnt:=0;clk1=1;elsecnt:=cnt+1;clk1=0;end if;end if;end process;end fen_arc;運(yùn)行無(wú)誤后生成元器件如下

14、:當(dāng)撥碼開(kāi)關(guān)5/10為低電平時(shí)，選擇10狀態(tài)，此時(shí)可為十位計(jì)數(shù)器提供質(zhì)數(shù)信號(hào)， 而且還可以通過(guò)與門(mén)屏蔽掉5狀態(tài)的時(shí)鐘信號(hào)，讓5狀態(tài)的計(jì)數(shù)器不工作。而此時(shí)撥碼 開(kāi)關(guān)start輸出低電平，10狀態(tài)的十位和個(gè)位計(jì)數(shù)器都沒(méi)有時(shí)鐘信號(hào)，顯示為10。而開(kāi) 關(guān)start輸出高電平時(shí)，計(jì)數(shù)器開(kāi)始工作。若開(kāi)關(guān)5/10為高電平時(shí)，則選擇5狀態(tài)，此時(shí) 可屏蔽10狀態(tài)中十位和個(gè)位計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘信號(hào)，當(dāng)開(kāi)關(guān)start輸出高電平時(shí)，計(jì)數(shù)器開(kāi) 始工作。計(jì)數(shù)器的置數(shù)端真值表5/10startclockL5狀態(tài)LDN10狀態(tài)十位LDN00010001110101001110100011011111001111015狀態(tài)時(shí)鐘端真值

15、表5/10startclockL5狀態(tài)CLK10狀態(tài)CLK00000001000100001101100001011011000111105狀態(tài)顯示和10狀態(tài)的個(gè)位顯示要在同一個(gè)數(shù)碼管上，則需要兩片數(shù)據(jù)選擇器，通 過(guò)輸入端A來(lái)控制輸出的數(shù)，開(kāi)關(guān)5/10若為低電平，則A為1，數(shù)據(jù)選擇器選擇C1輸 出，即選擇5狀態(tài)輸出，反之，則選擇10狀態(tài)輸出。顯示10狀態(tài)時(shí)，要通過(guò)地址端對(duì)數(shù)碼管的十位和個(gè)位進(jìn)行刷新顯示，也要通過(guò)兩片 數(shù)據(jù)選擇器來(lái)進(jìn)行選擇。若開(kāi)關(guān)5/10輸出為低電平時(shí)，地址端根據(jù)高頻信號(hào)clockH變 化，對(duì)數(shù)碼管進(jìn)行刷新，相應(yīng)的，數(shù)據(jù)選擇器亦根據(jù)clockH對(duì)10狀態(tài)的個(gè)位和十位進(jìn) 行選擇輸出

16、，因?yàn)楦哳l信號(hào)變化的很快，由于人眼的視覺(jué)停留，無(wú)法看到其刷新變化。十分鐘仿真圖如下:Ref: O.Uns598.Dusbyizl.biJSqJ clocklclockhrr startspeaker五分鐘仿真如下:Start: lu.UnsInterval: | ID.iDnmName:5/10start1 clockl1 clockhRef: O.Uns598.Dusbyizl.biJSqJ clocklclockhrr startspeaker五分鐘仿真如下:Start: lu.UnsInterval: | ID.iDnmName:5/10start1 clockl1 clockhspea

17、ker kk:Ref: |mCI&ClusJEE Time: |3D8D1us| Interval: |lQ.0nsJam-5/10startclockl1 clockh speaker kk2.4蜂鳴輸出當(dāng)?shù)褂?jì)時(shí)計(jì)時(shí)到0時(shí)，即當(dāng)?shù)谝淮螖?shù)據(jù)選擇的結(jié)果和10狀態(tài)十位計(jì)數(shù)器的TCN輸 出同時(shí)為0時(shí)開(kāi)始蜂鳴，應(yīng)用5輸入或非門(mén)，當(dāng)上述條件全為0時(shí)才輸出高電平。蜂鳴部分要蜂鳴3秒，即在蜂鳴器前加一個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，當(dāng)計(jì)數(shù)到3時(shí)，蜂鳴停止，如圖:仿真圖如下:EDA課程設(shè)計(jì)-電磁爐控制器沈陽(yáng)理工大學(xué) TOC o 1-5 h z Ref: m.OnsTime: R376s| Inten/al: |3.376sIO.OnsName，Value 500.0ms1 Os 1,5s2.0s2.5s3.0s3.5s4.0s4.5s5.0s5.5s6.0s6.5s222pi 2piIIIIIIIIIIIIII I I I I I j I I I I I A ab0 |speaker0| 第三章心得體會(huì)通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)加強(qiáng)了我們的動(dòng)手能力，在整個(gè)過(guò)程中我們經(jīng)常會(huì)遇到這樣那樣 的情況，就是心里想的接法可以行的通，但實(shí)際接上電路總是實(shí)現(xiàn)不了，因此耗費(fèi)了很 多時(shí)間。盡管這樣很耗費(fèi)時(shí)間但是經(jīng)過(guò)我們堅(jiān)持不懈的努力最后還