5人表决器实验报告

课 程 设 计

课程设计名称： EDA课程设计 专 业 班 级 ： 电子信息科学与技术 学 生 姓 名 ： * 学 号 ： * 指 导 教 师 ： * 课程设计时间： 2013-2-25～2013-3-8

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电子信息科学与技术 专业课程设计任务书

学生姓名 题 目 课题性质 指导教师 工程设计 ? ? 专业班级 ? 五人表决器 课题来源 同组姓名 自拟课题 无 学号 ? （1）学习使用EDA开发工具MAX+plusII。 （2）学习使用VHDL语言设计五人表决器。 主要内容 （3）熟悉五人表决的原理。 （4）对整个系统进行编译、综合、仿真和验证； （1）根据设计题目要求编写相应程序代码。 （2）对编写的VHDL程序代码进行编译和仿真。 任务要求 （3）利用实验箱完成硬件验证。 （4）总结设计内容，完成课程设计说明书。 [1] 焦素敏.EDA课程设计指导书.郑州：河南工业大学，2008 [2] 潘松,黄继业.EDA技术实用教程.北京：科学出版社，2002 参考文献 [3] 王国栋,潘松等.VHDL实用教程.成都：电子科技大学出版社，2000 [4] 张亦华,延明.数字电路EDA入门.北京：电子工业出版社，2003 [5] http://www.ele-diy.com/ 中国电子制作网 网站 指导教师签字： 审查意见 教研室主任签字： 年 月 日

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1 设计任务及要求

（1）按所布置的题目要求，独立完成全过程； （2）分模块层次化设计；

（3）功能模块的底层文件必须用VHDL语言设计，顶层文件可用VHDL语言设计，也可以用原理图设计；

（4）对整个系统进行编译、综合、仿真和验证； （5）在CPLD/FPGA实验开发系统试验箱上进行硬件验证。

2设计原理及总体框图

表决器就是对于一个行为，由多个人投票，如果同意的票数过半，就认为此行为可行；否则如果否决的票数过半，则认为此行为无效。

本设计就是利用芯片ACEX1K系列的EP1K30TC144-3，拨挡开关模块和LED模块来实现一个简单的五人表决器的功能。拨挡开关模块中的键4～键8表示五个人，由5个人来投票，当同意的票数大于或者等于3人时，则认为同意；反之，当否决的票数大于或者等于3人时，则认为不同意。实验中用5个拨挡开关来表示五个人，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（D8）表示，若表决的结果为同意，则D8被点亮，；否则，如果表决的结果为反对，则D8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。

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希望对大家有所帮助，多谢您的浏览！ 87654321扬声器SPEAKERPIO22-PIO16 接 g,f,e,d,c,b,aPIO30-PIO24 接 g, f, e, d, c, b, a 七段PIO38-PIO32 接 g, f, e, d, c, b, aPIO46-PIO40 接 g, f, e, d, c, b, a D8D7D6D5D4(直接与7段显示器相接)D3D2D1PIO22-PIO16PIO30-PIO24PIO38-PIO32PIO13D16PIO12D15PIO11D14PIO10D13D12PIO9D11PIO8HEXHEX键1PIO46-PIO40FPGA/CPLDPIO16目标芯片PIO17PIO18CLOCK0PIO19CLOCK2PIO20CLOCK5PIO21CLOCK9PIO22PIO23PIO13-PIO8PIO7-PIO4PIO3-PIO0键8键7键6键5键4键3键2实验电路结构图NO.6 电路原理图 五个人开始投票表决 统计人数同意P，不同意Q 判断Ｐ否大于２ Y Ｄ８点亮且数码管显示P 完毕 程序流程图

N Ｄ８熄灭且数码管显示Q 4 / 9

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3 程序设计

VHDL程序如下： LIBRARY IEEE;

USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY bjq IS

PORT(input:IN STD_LOGIC_VECTOR(4 DOWNTO 0);

y:OUT STD_LOGIC;

y1,y2:OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0));

END;

ARCHITECTURE one OF bjq IS SIGNAL q:STD_LOGIC;

SIGNAL q1,q2:STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0); BEGIN

PROCESS(input)

VARIABLE cnt:INTEGER RANGE 0 TO 5; BEGIN cnt:=0;

FOR i IN 4 DOWNTO 0 LOOP IF input(i)='1' THEN cnt:=cnt+1; END IF; END LOOP; CASE cnt IS

WHEN 0 => q<='0';q1<=\"0111111\";q2<=\"1101101\"; WHEN 1 => q<='0';q1<=\"0000110\";q2<=\"1100110\"; WHEN 2 => q<='0';q1<=\"1011011\";q2<=\"1001111\"; WHEN 3 => q<='1';q1<=\"1001111\";q2<=\"1011011\"; WHEN 4 => q<='1';q1<=\"1100110\";q2<=\"0000110\";

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WHEN 5 => q<='1';q1<=\"1101101\";q2<=\"0111111\"; WHEN OTHERS => q<='Z';q1<=\"ZZZZZZZ\";q2<=\"ZZZZZZZ\"; END CASE; y<=q; y1<=q1; y2<=q2; END PROCESS; END;

4 编译及仿真

程序的编译及仿真

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5 硬件调试与结果分析

本设计就是利用芯片ACEX1K系列的EP1K30TC144-3，管脚分配如下：

实验符号 Input0 Input1 Input2 Input3 Input4 y10 y11 y12 y13 y14 y15 y16 y y20 y21 y22 y23 y24 y25 y26

对应附录符号

PIO13 PIO12 PIO11 PIO10 PIO9 PIO40 PIO41 PIO42 PIO43 PIO44 PIO45 PIO46 PIO23 PIO32

PIO33 PIO34 PIO35 PIO36 PIO37 PIO38

引脚号 27 26 23 22 21 87 88 89 90 91 92 95 39 73 78 79 80 81 82 83

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底层文件的编译及仿真没有遇到错误，倒是顶层文件的设计，编译，方正遇到了一些错误，不过经过我的细心查找都得到了圆满的解答，最值得引起的注意就是引脚的锁定，要注意锁定引脚的顺序，输入的引脚锁定比较随意，数码管的引脚锁定容不得丁点儿错误，第一次我就误将引脚的顺序逆序锁定了，这样在硬件调试的时候数码管显示的数字就和输入不一样。

当五个人input0、input1、input2、input3、input4投票结果为“11011”，则数码管8的输入是“1100110”显示数字“4”，数码管7的输入是“0000110”显示数字“1”，此时LED灯亮，表示投票通过；当五个人投票结果是“01001”，则数码管8的输入是“1011011”显示数字“2”，数码管7的输入是“1001111”显示数字“3”，此时LED灯不亮，表示投票不通过。以此类推，由仿真图可以看出。

心得体会

此次实验是个人单独设计制作，比较难，但是课下可以和同学讨论，经过一星期的紧张工作，最后完成了我的设计任务——五人表决器的设计。通过本次课程设计的学习，我深深的体会到设计课的重要性和目的性。本次设计课不仅仅培养了我们实际操作能力，也培养了我们灵活运用课本知识，理论联系实际，独立自主的进行设计的能力。它不仅仅是一个学习新知识新方法的好机会，同时也是对我所学知识的一次综合的检验和复习，使我明白了自己的缺陷所在，从而查漏补缺。希望学校以后多安排一些类似的实践环节，让同学们学以致用。

在设计中要求我要有耐心和毅力，还要细心，稍有不慎，一个小小的错误就会导致结果的不正确，而对错误的检查要求我要有足够的耐心，通过这次设计和设计中遇到的问题，也积累了一定的经验，对以后从事集成电路设计工作会有一定的帮助。在应用VHDL的过程中让我真正领会到了其并行运行与其他软件顺序执行的差别及其在电路设计上的优越性。用VHDL硬件描述语言的形式来进行数字系统的设计方便灵活，利用EDA软件进行编译优化仿真极大地减少了电路设计时间和可能发生的错误，降低了开发成本，这种设计方法必将在未来的数字系统设计中发挥越来越重要的作用。

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参考文献

[1] 焦素敏.EDA课程设计指导书.郑州：河南工业大学，2008 [2] 潘松,黄继业.EDA技术实用教程.北京：科学出版社，2002 [3] 王国栋,潘松等.VHDL实用教程.成都：电子科技大学出版社，2000 [4] 张亦华,延明.数字电路EDA入门.北京：电子工业出版社，2003 [5] http://www.ele-diy.com/ 中国电子制作网 网站

（注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）

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