基于EDA技術(shù)的程序設(shè)計和軟件仿真及硬件實(shí)現(xiàn)

雷時榮 施玉旺

【摘要】本論文精簡的說明《基于EDA技術(shù)的程序設(shè)計和軟件仿真及硬件實(shí)現(xiàn)》這一大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目的設(shè)計要點(diǎn)，包括用MAX+plusII軟件編寫VHDL程序、繪制GDF仿真電路圖、實(shí)驗(yàn)箱上CPLD元器件中EPM7128SLC84-15合理利用，電路功能的調(diào)試等。

【關(guān)鍵詞】EDA技術(shù)；MAX+plusII；VHDL語言；EPM7128SLC84-15

引言

EDA（Electronic Designed Automation）即電子設(shè)計自動化。EDA技術(shù)指的是以計算機(jī)硬件和系統(tǒng)軟件為基本工作平臺，繼承和借鑒前人在電路和系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、圖形學(xué)、圖論和拓?fù)溥壿嫛⒂嬎銛?shù)學(xué)、優(yōu)化理論等多學(xué)科的最新科技成果而研制成的商品化通用支撐軟件和應(yīng)用軟件包。EDA旨在幫助電子設(shè)計工程師在計算機(jī)上完成電路的功能設(shè)計、邏輯設(shè)計、性能分析、時序測試直至PCB（印刷電路板）的自動設(shè)計。

1.項(xiàng)目硬件和軟件簡述

本創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目采用復(fù)雜可編程邏輯器件，即CPLD（Complex Programmable Logic Device），本創(chuàng)新實(shí)踐采用EPM7128SLC84-15芯片。

采用Altera公司的MAX+plusII軟件作開發(fā)系統(tǒng)，編程采用VHDL（Very High Speed Integrated Circuits Hardware Description Language）語言，超高速集成電路硬件描述語言，VHDL語言作為一種硬件描述語言，可用于數(shù)字電路與系統(tǒng)的描述、模擬和自動設(shè)計與仿真等，是當(dāng)今電子設(shè)計自動化的核心技術(shù)。

在創(chuàng)新實(shí)踐中設(shè)計出多功能數(shù)字鐘、秒表、液晶顯示編程等子項(xiàng)目的VHDL程序，軟件仿真和硬件電路實(shí)現(xiàn)，最終在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)各個子項(xiàng)目的功能。程序編寫后先進(jìn)行軟件仿真，在軟件環(huán)境中實(shí)現(xiàn)仿真功能，連接硬件電路，實(shí)現(xiàn)功能。

2.多功能數(shù)字鐘設(shè)計

在多功能數(shù)字鐘設(shè)計子項(xiàng)目中，GDF仿真電路圖和VHDL程序，由時鐘、控制、計時、數(shù)據(jù)譯碼、顯示以及報時模塊組成。經(jīng)編譯和仿真程序，軟件仿真成功后，在EPM7128SLC84-15芯片上，下載運(yùn)行，進(jìn)行硬件仿真，最后調(diào)試出功能實(shí)現(xiàn)，性能良好的多功能數(shù)字鐘。

本創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目用晶體振蕩器產(chǎn)生時間標(biāo)準(zhǔn)信號，采用石英晶體振蕩器，經(jīng)過分頻得到秒計時信號。根據(jù)60秒為1分、60分為1小時、分別組成兩個60進(jìn)制（秒、分）、一個24進(jìn)制（時）的計數(shù)器，構(gòu)成秒、分、時的計數(shù)，實(shí)現(xiàn)計時的功能。顯示器件選用LED七段數(shù)碼管，在譯碼顯示電路輸出的驅(qū)動下，顯示出清晰、直觀的阿拉伯?dāng)?shù)字。

設(shè)計的技術(shù)參數(shù)和要求有：利用EDA技術(shù)實(shí)現(xiàn)對多功能數(shù)字鐘的設(shè)計與控制；為達(dá)到電源輸出5V電壓的目標(biāo)，完成電源電路的設(shè)計；用數(shù)碼管完成電路的顯示目標(biāo)；用蜂鳴器電路完成報時的目標(biāo)；完成調(diào)整時間的目標(biāo)和復(fù)位電路；完成報警設(shè)計；設(shè)計時分成秒模塊、分模塊、時模塊和選擇模塊，采用自頂而下的設(shè)計方法設(shè)計；用相關(guān)軟件繪制原理圖并附相關(guān)芯片引腳。

由于論文篇幅有限，以下列出選擇器VHDL源程序如下：

library ieee；

4.結(jié)論

本創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目設(shè)計的多功能數(shù)字鐘和秒表在生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛，具有高穩(wěn)定性和精確性，符合新時代創(chuàng)新發(fā)展的要求。

參考文獻(xiàn)

[1]顧斌.數(shù)字電路EDA設(shè)計[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2004.

[2]Altera公司.Altera Data Sheet 2003.Version 4.

作者簡介：雷時榮（1985—），女，湖北大悟人，江蘇省炎黃職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系教師，主要從事電氣工程及其自動化、電子工程等相關(guān)專業(yè)教學(xué)工作。