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 關于 EDA3 HYPERLINK l bookmark17 o Current Document 關于 MUX+PLUS H3 HYPERLINK l bookmark21 o Current Document 第二章設計說明3 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 整體設計思路3 HYPERLINK l bookmark27 o C

2、urrent Document 靜態數碼管顯示4 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 動態數碼管顯示7 HYPERLINK l bookmark33 o Current Document 5分鐘倒計時7 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 10分鐘倒計時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14 HYPERLINK l bookmark59 o Current Document 第四章參考文獻14第一章摘要關于EDAEDA是電子設計自動化（Electronic Design Automation）的縮寫，在20世 紀90年代初從計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助制造（CAM）、計算機輔助 測試（CAT）和計算機輔助工程（CAE）的概念發展而來的。EDA技術就是以計算機為工具，設計者在EDA軟件平臺上，用硬件描述語言 HDL完成設計文件，然后由計算機自動地完成邏輯編譯、化簡、分割、綜合、優 化、布局、布線和仿真，直至

4、對于特定目標芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下 載等工作。EDA技術的出現，極大地提高了電路設計的效率和可操作性，減輕了 設計者的勞動強度。關于 Mus+Plus IIMus+Plus II開發系統是由美國Altera公司自行設計的CAD軟件平臺，是EDA的開 發系統，具有易學易用的特點。Mus+Plus II的全稱是Multiple Array Matrix and Programmable Logic User System,該系統將數字電路設計集成在一個環境內，允許多種 輸入設計邏輯文件，經過系統編譯、綜合等操作，對設計功能模擬，對數字電路的設計 實現模擬分析，延長時間分析，編譯，最后將編

5、譯好的電路分配到一個或多個器件中。第二章設計說明整體設計思路課程設計要求：設計一個電磁爐控制器，電磁爐有從低溫到高溫有5個檔，其中1 表示最低溫，5表示最高溫，電磁爐還具有定時功能，分別定時5分鐘和10分鐘，定時 結束時，蜂鳴3秒，用1個靜態數碼管顯示溫度檔1-5,用一個動態數碼管顯示定時時 間（只顯示分鐘），用2個撥碼開關控制定時時間，用3個撥碼開關控制高溫、低溫，用 蜂鳴器發出蜂鳴。根據以上設計要求，對應兩種顯示方式，應分為三大部分：靜態數碼管顯示、動態 數碼管顯示和蜂鳴部分。靜態數碼管顯示中用三個撥碼開關控制，當輸入BCD碼A2A1 A0時數碼管作出相應顯示，1-5之外的狀態則不顯示。動

6、態數碼管顯示中需要兩個動態 管來顯示，分為兩個狀態：5分鐘倒計時和10分鐘倒計時，當倒計時到0時，輸出高電 平信號，蜂鳴器接受信號蜂鳴3秒。1.靜態數碼管顯示靜態數碼管需要顯示5個數，原理主要是BCD碼顯示，二進制數一一對應，并且 要求顯示1-5檔，其余狀態不顯示，輸出為七個，對應數碼管七個可發光的線段，輸入 為三個撥碼開關，通過相應的邏輯電路來實現要求。其真值表如下:A2A1A2A1A0OAOB0000000101010110111110001101101100011100OCODOEOFOG0000010000011011100110011110110000000000根據真值表可得: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通過上述邏輯式選取芯片連接可得出電路圖:為了驗證電路圖是否連接正確，可已通過仿真來觀察其波形圖，是否與真值表 對應，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為了實現來個脈沖就跳變一下，本實驗還設計一個JK觸發器，通過JK觸發器實現循環05循環；以下是JK觸發器的代碼：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.動態數碼管顯示此部分需要兩個動態數碼管，來顯示5分鐘倒計時和10分鐘倒計時，主要應用的芯 片有74168和74153。74168是十進制同步可逆加減計數器

10、。74153是雙四選一數據選擇 器。高頻信號對數碼管進行刷新，而控制輸入主要控制數碼管七個可發光的線段，因此 需要數據選擇器對輸出信號進行選擇。用兩個撥碼開關來控制電路，因此定義其中一個對5分鐘倒計時和10分鐘倒計時進 行選擇（低電平為10分鐘，高電平為5分鐘），另一個控制計時的開始。2.1 5分鐘倒計時顯示上圖是5分鐘倒計時的芯片引腳連接，在選擇5狀態時置數信號為低電平，對計數 器進行置數，輸出Q3Q2Q1Q0為0101，此時，保持端ENPN的輸入信號為低電平，此 時，計數器保持端不工作，當開始計時時，置數端不工作，芯片開始計時，計時5-1過 程中Q3Q2Q1Q0中總有1輸出，保持端輸入低電

11、平，不工作，當計數到0時，保持端輸 入信號為高電平，保持端工作，對結果進行保持，也就是Q3Q2Q1Q0 一直保持0000的 狀態。10分鐘倒計時顯示上圖為10分鐘倒計時，上方為個位計數，下方為十位計數，當選擇10狀態時，十位計 數器置數，即Q3Q2Q1Q0為0001，保持端ENPN輸入為低電平，不工作，而個位計數 器的保持端輸入也為低電平，不工作，輸出Q3Q2Q1Q0為0000，此時顯示為10，開始 計時時，十位計數器置數端輸入為高電平，不置數，開始計時，個位亦開始計時，當十 位計數到0時，Q0輸出為0，則保持端工作，讓輸出Q3Q2Q1Q0保持為0000，而個位 計數器保持端則只有當個輸出Q3

12、Q2Q1Q0和十位的Q0都為0時才有效，也就是計數結 束時保持顯示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的時鐘信號后加一個60進制計數器，從而進行分頻，得到的脈沖就是1分 鐘。分頻計代碼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;運行無誤后生成元器件如下

14、:當撥碼開關5/10為低電平時，選擇10狀態，此時可為十位計數器提供質數信號， 而且還可以通過與門屏蔽掉5狀態的時鐘信號，讓5狀態的計數器不工作。而此時撥碼 開關start輸出低電平，10狀態的十位和個位計數器都沒有時鐘信號，顯示為10。而開 關start輸出高電平時，計數器開始工作。若開關5/10為高電平時，則選擇5狀態，此時 可屏蔽10狀態中十位和個位計數器的時鐘信號，當開關start輸出高電平時，計數器開 始工作。計數器的置數端真值表5/10startclockL5狀態LDN10狀態十位LDN00010001110101001110100011011111001111015狀態時鐘端真值

15、表5/10startclockL5狀態CLK10狀態CLK00000001000100001101100001011011000111105狀態顯示和10狀態的個位顯示要在同一個數碼管上，則需要兩片數據選擇器，通 過輸入端A來控制輸出的數，開關5/10若為低電平，則A為1，數據選擇器選擇C1輸 出，即選擇5狀態輸出，反之，則選擇10狀態輸出。顯示10狀態時，要通過地址端對數碼管的十位和個位進行刷新顯示，也要通過兩片 數據選擇器來進行選擇。若開關5/10輸出為低電平時，地址端根據高頻信號clockH變 化，對數碼管進行刷新，相應的，數據選擇器亦根據clockH對10狀態的個位和十位進 行選擇輸出

16、，因為高頻信號變化的很快，由于人眼的視覺停留，無法看到其刷新變化。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蜂鳴輸出當倒計時計時到0時，即當第一次數據選擇的結果和10狀態十位計數器的TCN輸 出同時為0時開始蜂鳴，應用5輸入或非門，當上述條件全為0時才輸出高電平。蜂鳴部分要蜂鳴3秒，即在蜂鳴器前加一個十進制計數器，當計數到3時，蜂鳴停止，如圖:仿真圖如下:EDA課程設計-電磁爐控制器沈陽理工大學 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| 第三章心得體會通過這次課程設計加強了我們的動手能力，在整個過程中我們經常會遇到這樣那樣 的情況，就是心里想的接法可以行的通，但實際接上電路總是實現不了，因此耗費了很 多時間。盡管這樣很耗費時間但是經過我們堅持不懈的努力最后還