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1、1课程设计指导书系（部）专 业 电气工程及其自动化专业 2008 年 11 月 16 日课程名称：电 子 设 计 自 动 化 设 计课程编号：一、课程设计的目的2通过对 FPGA（现场可编程门阵列）芯片的设计实践，使学生掌握一般的PLD（可编程逻辑器件）的设计过程、设计要求、设计内容、设计方法，能根据用户的要求及工艺需要进行电子芯片设计并制定有关技术文件。培养学生综合运用已学知识解决实际工程技术问题的能力、查阅图书资料和各种工具书的能力、工程绘图能力、撰写技术报告和编制技术资料的能力，受到一次电子设计自动化方面的基本训练。二、课程设计的题目题目 1：数字频率计的设计题目 2：一个跑表电路的设计
2、题目 3：8 位加法器的设计题目 4：空调系统状态自动机的设计题目 5：正负脉宽数控调制信号发生器的设计题目 6：交通灯信号控制器的设计题目 7：数字竞赛抢答器的设计题目 8：拔河游戏机的设计题目 9：彩灯控制器的设计题目 10：洗衣机控制器的设计题目 11：出租车计价器的设计题目 12：可变周期脉冲发生器的设计三、设计内容（主要技术关键的分析、解决思路和方案比较等）1、VHDL 语言程序设计；2、波形仿真；3、在实验装置上进行硬件测试，并进行演示；4、提交一份完整的课程设计资料，包括设计原理、程序设计、程序分析、仿真分析、硬件测试、调试过程，参考文献、设计总结等。四、设计步骤1、收集材料；2
3、、方案论证；3、设计 VHDL 语言程序；4、利用实验设备进行硬件联接，组装程序、运行并调试程序，验证预期的功能的实现。5、调试运行正常后，向老师申请并等待老师的成绩评定。6、编写设计说明和使用说明书，写出设计小结。五、设计要点掌握可编程逻辑器件的工程设计方法，利用 Quartus集成开发环境完成电路的设计。31、新建工程2、输入设计项目 VHDL 代码3、存盘，注意文本取名4、添加约束文件5、选择目标器件6、启动编译7、仿真测试和波形分析8、编程下载/配置9、硬件测试六、设计进度安排电气 1 班、电气 2 班的单号。1、3、5 号完成题目 1：数字频率计的设计。7、9、11 号完成题目 2：
4、一个跑表电路的设计。13、15、17 号完成题目 3：8 位加法器的设计。19、21、23 号完成题目 4：空调系统状态自动机的设计。 25、27、29、31 号完成题目 5：正负脉宽数控调制信号发生器的设计。33、35、37、39 号完成题目 6：交通灯信号控制器的设计。电气 1 班、电气 2 班双号。2、4、6 号完成题目 7：数字竞赛抢答器的设计。8、10、12 号完成题目 8：拔河游戏机的设计。14、16、18、20 号完成题目 9：彩灯控制器的设计。22、24、26 号完成题目 10：洗衣机控制器的设计。28、30、32 号完成题目 11：出租车计价器的设计。34、36、38 号完成
5、题目 12：可变周期脉冲发生器的设计。第一天：课题介绍，答疑，收集材料，课题方案论证；第二、三、四天：设计 VHDL 语言程序，在实验装置上进行硬件测试，并进行演示；第五天：编写设计说明和使用说明书。七、考核标准分为优秀、良好、中等、及格、不及格五等。根据完成设计程序、硬件测试、答辩、出勤情况由指导老师集体研究、综合评定。八、注意事项1、除查阅资料和调研外，学生一般都必须在指定场所进行设计，外出需向指导老师或设计组长请假。2、 无故不参加设计者，以旷课论处。严重者取消设计资格。3、 所有设计者必须独立思考，独立完成设计，不得抄袭。抄袭者一经发现，取消4设计成绩。4、 按时完成设计任务，设计的最
6、后一天交清设计文件资料。九、上机安排周 2 上午：单号周 3 上午：单号周 4 上午：单号周 5 上午：单号周 2 下午：双号周 3 下午：双号周 4 下午：双号周 5 下午：双号十、参考文献1 潘松、黄继业， EDA 技术与 VHDLM，北京：清华大学出版社， 20052 潘 松， EDA 技术实用教程 M，北京：科学出版社， 20023 谭京生， EDA 技术及应用 M，西安：西安电子科技大学出版社， 20014 徐志军， CPLD/FPGA 的开发与应用M，北京：电子工业出版社， 20015（美）Mark D.Birnbaum，电子设计自动化基础（英文影印版）M，北京：机械工业出版社，2
7、0056 朱正伟， EDA 技术与应用 M，北京：清华大学出版社， 20057 王金明，数字系统设计与 Verilog HDLM，北京：电子工业出版社，20008 潘 松， VHDL 实用教程M ，成都：电子科技大学出版社，20019 周祖成，电子设计硬件描述语言 VHDL M，北京：北京学苑出版社，200010 侯伯亭，VHDL 硬件描述语言与数字逻辑电路设计M，西安：西安电子科技大学出版社，200111 边计年、薛宏熙，用 VHDL 设计电子线路M，北京：清华大学出版社，200012 任爱锋，基于 FPGA 的嵌入式系统设计M，西安：西安电子科技大学出版社，20045电 子 设 计 自 动
8、 化 设计任务书系（部）：电子与通信工程系 专业：电气工程及其自动化 指导教师： 课题名称 一个跑表电路的设计设计内容及要求（1）课题内容：在 SPOC 开发平台上实现一个跑表的功能，包括时钟、分钟、秒钟以及 10 毫秒的显示。时钟显示使用数码管显示。设置两个按钮，一个供“开始 ”及“停止”用，一个供系统“复位” 用。系统提供 50MHZ 频率的时钟源。（2）主要任务：完成该系统的硬件和软件的设计，并制作出实物装置，调试好后并能实际运用（指导教师提供制作所需的器件） ，最后就课程设计本身提交一篇课程设计说明书。设计工作量1、VHDL 语言程序设计；2、波形仿真；3、在实验装置上进行硬件测试，并
9、进行演示；4、提交一份完整的课程设计说明书，包括设计原理、程序设计、程序分析、仿真分析、硬件测试、调试过程，参考文献、设计总结等。起止日期（或时间量） 设计内容（或预期目标） 备注第一天 课题介绍，答疑，收集材料第二天 设计方案论证第三天 设计 VHDL 语言程序第四天 在实验装置上进行硬件测试，并进行演示进度安排第五天 编写设计说明书教研室意见年 月 日系（部）主管领导意见年 月 日6电 子 设 计 自 动 化 设计任务书系（部）：电子与通信工程系 专业：电气工程及其自动化 指导教师： 课题名称 数字频率计的设计设计内容及要求1、设计一个能测量方波信号的频率计。2、测量的频率范围是09999
10、99Hz。3、结果用十进制数显示。4、时钟显示使用数码管显示，系统提供 50MHZ 频率的时钟源。5、 设置两个按钮，一个供“开始” 及“停止”用，一个供系统 “复位”用。6、完成该系统的硬件和软件的设计，并制作出实物装置，调试好后并能实际运用（指导教师提供制作所需的器件） ，最后就课程设计本身提交一篇课程设计说明书。设计工作量1、VHDL 语言程序设计；2、波形仿真；3、在实验装置上进行硬件测试，并进行演示；4、提交一份完整的课程设计说明书，包括设计原理、程序设计、程序分析、仿真分析、硬件测试、调试过程，参考文献、设计总结等。起止日期（或时间量） 设计内容（或预期目标） 备注第一天 课题介绍
11、，答疑，收集材料第二天 设计方案论证第三天 设计 VHDL 语言程序第四天 在实验装置上进行硬件测试，并进行演示进度安排第五天 编写设计说明书教研室意见年 月 日系（部）主管领导意见年 月 日7电 子 设 计 自 动 化 设计任务书系（部）：电子与通信工程系 专业：电气工程及其自动化 指导教师： 课题名称 正负脉宽数控调制信号发生器的设计设计内容及要求试设计一个正负脉宽数控信号发生器，它的输出信号的高低电平脉宽可分别由两组 8 位二进制预置数进行控制。正负脉宽的输出由 LED 显示，并要求两组 8 位二进制预置数在数码管上以十进制数显示出来。系统提供50MHZ 频率的时钟源。完成该系统的硬件和
12、软件的设计，并制作出实物装置，调试好后并能实际运用（指导教师提供制作所需的器件） ，最后就课程设计本身提交一篇课程设计说明书。设计工作量1、VHDL 语言程序设计；2、波形仿真；3、在实验装置上进行硬件测试，并进行演示；4、提交一份完整的课程设计说明书，包括设计原理、程序设计、程序分析、仿真分析、硬件测试、调试过程，参考文献、设计总结等。起止日期（或时间量） 设计内容（或预期目标） 备注第一天 课题介绍，答疑，收集材料第二天 设计方案论证第三天 设计 VHDL 语言程序第四天 在实验装置上进行硬件测试，并进行演示进度安排第五天 编写设计说明书教研室意见年 月 日系（部）主管领导意见年 月 日8
13、电 子 设 计 自 动 化 设计任务书系（部）：电子与通信工程系 专业：电气工程及其自动化 指导教师： 课题名称 8 位加法器的设计设计内容及要求试设计一个 8 位二进制并行加法器，它由两个 4 位二进制并行加法器级联而成。要求加数、被加数、和都在数码管上以十进制数显示出来。系统提供 50MHZ 频率的时钟源。完成该系统的硬件和软件的设计，并制作出实物装置，调试好后并能实际运用（指导教师提供制作所需的器件） ，最后就课程设计本身提交一篇课程设计说明书。设计工作量1、VHDL 语言程序设计；2、波形仿真；3、在实验装置上进行硬件测试，并进行演示；4、提交一份完整的课程设计说明书，包括设计原理、程
14、序设计、程序分析、仿真分析、硬件测试、调试过程，参考文献、设计总结等。起止日期（或时间量） 设计内容（或预期目标） 备注第一天 课题介绍，答疑，收集材料第二天 设计方案论证第三天 设计 VHDL 语言程序第四天 在实验装置上进行硬件测试，并进行演示进度安排第五天 编写设计说明书教研室意见年 月 日系（部）主管领导意见年 月 日9电 子 设 计 自 动 化 设计任务书系（部）：电子与通信工程系 专业：电气工程及其自动化 指导教师： 课题名称 空调系统状态自动机的设计设计内容及要求试设计一个空调系统状态自动机，它两个输入端 TEMP-HIGH 和TEMO-LOW 分别与传感器相连，用于检测室内温度
15、。如果室内温度正常，则 TEMP-HIGH 和 TEMO-LOW 均为 0。如果室内温度过高，则 TEMP-HIGH 为“1” ， TEMO-LOW 为“0” 。 如果室内温度过低，则 TEMP-HIGH为“0” ， TEMO-LOW 为 “1”。根据 TEMP-HIGH 和 TEMO-LOW 的值来判断当前的状态，如太热，则在数码管上显示 TOO-HOT，并将输出端 HEAT置为“1” ，在 LED 上显示；如太冷，则在数码管上显示 TOO-COLD，并将输出端 COOL 置为“1” ，在 LED 上显示；如适中，则在数码管上显示JUST-RIGHT。系统提供 50MHZ 频率的时钟源。完成
16、该系统的硬件和软件的设计，并制作出实物装置，调试好后并能实际运用（指导教师提供制作所需的器件） ，最后就课程设计本身提交一篇课程设计说明书。设计工作量1、VHDL 语言程序设计；2、波形仿真；3、在实验装置上进行硬件测试，并进行演示；4、提交一份完整的课程设计说明书，包括设计原理、程序设计、程序分析、仿真分析、硬件测试、调试过程，参考文献、设计总结等。起止日期（或时间量） 设计内容（或预期目标） 备注第一天 课题介绍，答疑，收集材料第二天 设计方案论证第三天 设计 VHDL 语言程序第四天 在实验装置上进行硬件测试，并进行演示进度安排第五天 编写设计说明书教研室意见年 月 日系（部）主管领导意见年 月 日10电 子 设 计 自 动 化 设计任务
