基于可編程器件的倒計時牌硬件設計

電氣工程論文編號:DQ032    論文字數:14625,頁數:37

目 錄
摘  要 I
Abstract II
1  緒論 1
1.1  EDA技術概述 1
1.2  可編程器件概述 2
2  開發環境介紹 3
2.1  EDA技術的主要特征 3
2.2  VHDL介紹 4
2.3  MAX＋PLUS II介紹 4
3  關于FPGA芯片的研究 7
3.1  FPGA／CPLD 概述 7
3.2  ALTERA公司的FPGA器件特點 7
3.3  FPGA原理與結構 9
3.4  基于查找表（LUT）的FPGA的結構 10
3.5  查找表結構的FPGA邏輯實現原理 11
4  基于FPGA的倒計時系統設計方案 13
4.1 EPF10K10的特性參數和硬件內部結構 14
4.2  晶體振蕩器電路 18
4.3  電源電路 19
4.4  按鍵電路 20
4.5  顯示電路 20
4.6  程序下載口設計 22
4.7  接口設計 23
4.8  芯片主回路原理圖及PCB圖 24
4.9  軟件設計 25
5  系統仿真及調試 29
5.1 AEDK實驗系統簡介 29
5.2  硬件調試 30
6  總 結 32
7  致  謝 33
參考文獻 34

摘  要
 隨著數字集成技術和電子設計自動化技術的迅速發展，數字系統設計的理論和方法也在相應地變化和發展著。VHDL作為一種硬件描述語言,可用于數字電路與系統的描述、模擬和自動設計與仿真等,是當今電子設計自動化的核心技術.本設計方法具有硬件描述能力強,設計方法靈活,便于修改等優點,大大降低了數字系統設計的難度,提高了工作效率.應用可編程邏輯器件實現數字系統設計和單片系統的設計，是目前利用EDA技術設計數字系統的潮流。本設計以ALTERA公司生產的現場可編程門陣列(FPGA)器件EPF10K10 FPGA器件為中央處理器，結合外圍有關器件來實現數碼管的倒計時功能，并以EPF10K10為例，從器件的結構、功能、使用語言VHDL、及其程序的燒入四個方面來闡述可編程器件使用的方便可靠與靈活高速。并且在闡述MCU在應用過程中的局限性的基礎之上，闡述現場可編程門陣列（FPGA）器件在未來應用當中的優勢。

關鍵詞 電子設計自動化技術；可編程器件；硬件描述語言；現場可編程門陣列

Abstract
  With the development of Digital Integrated Technology and Electronic Design Automation (EDA), the theory and method of digital system design have developed correspondingly。 VHDL can be used to describe, simulate and design digital system automatically。 Nowadays, it becomes a key technology in automatic electronic design.。There is a lot of superiority in this description language. The result given in this paper show that VHDL is one of the strongest tools in hardware description and it is a flexible among the design method。 The method given in this paper can reduce the difficulty of digital system design and improve the work efficiency.。At present, it is the first class in the world that the design of digital system and single chip system using CPLD/FPGA。

Key words  EDA；PLD；VHDL；FPGA