EDA课程设计 交通灯_设计报告

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1、常熟理工学院课程设计报告课程设计报告课程EDA课程设计题目十字路口交通灯设计系别物理与电子工程学院年级08级专业电子科学与技术班级三学号04061011学生姓名张崇光张浩赵峰章维指导教师张惠国职称讲师设计时间2011.6.18-7.823常熟理工学院课程设计报告目录前言2第一章题目31.1题目名称31.2题目内容及要求31.3题目设计意义3第二章分析与设计42.1交通灯硬件电路控制原理42.2交通灯程序设计构想42.3程序设计论证42.4系统设计框图5第三章VHDL程序设计63.1系统输入输出端口设计63.2系统整体设计6

2、3.2.1系统控制状态机63.2.2VHDL状态机代码设计73.3红、黄、绿灯控制设计93.4数码管显示模块设计11第四章系统仿真及功能描述134.1QuartusⅡ时序仿真134.2系统功能描述134.2.1工作模式选择134.2.2正常工作模式下的运行状况134.2.3其它工作模式介绍14第五章总结与体会15参考文献16附录1723常熟理工学院课程设计报告前言现代电子产品正在以前所未有的革新速度，向着功能多样化、体积最小化、功耗最低化的方向迅速发展。它与传统电子产品在设计上的显著区别之一就是大量使用大规模可编程逻辑器件

3、，以提高产品性能、缩写产品体积、降低产品消耗；区别之二就是广泛运用现代计算机技术，以提高电子设计自动化程度，缩短开发周期，提高产品竞争力。EDA（ElectronicDesignAutomation，电子设计自动化）技术正是为了适应现代电子产品设计的要求，吸收多学科最新成果而形成的一门新技术。EDA技术伴随着计算机、集成电路、电子系统设计的发展，经历了计算机辅助设计（ComputerAssistDesign,简称CAD）、计算机辅助工程设计（ComputerAssistEngineeringDesign,简称CAE）和电子

4、设计自动化（ElectronicDesignAutomation，简称EDA）三个发展阶段。利用EDA技术进行电子系统的设计，具有以下几个特点：用软件的方式设计硬件；用软件方式设计的系统到硬件系统的转换是由有关的开发软件自动完成的；设计过程中可用有关软件进行各种仿真；系统可现场编程，在线升级；整个系统可集成在一个芯片上，体积小、功耗低、可靠性高。因此，EDA技术是现代电子设计的发展趋势。EDA技术是一门涉及多学科的综合性技术，内容广泛，所谓EDA技术，就是以大规模可编程逻辑器件为设计载体，以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要

5、表达方式，以计算机、大规模可编程逻辑器件的开发软件及实验开发系统为设计工具，通过有关的开发软件，自动完成用软件方式设计的电子系统到硬件系统的逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合及优化、逻辑布局布线、逻辑仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射、编程下载等工作，最终形成集成电子系统或专用集成芯片的一门新技术。可编程逻辑器件（简称PLD）是一种由用户编程以实现某种逻辑功能的新型逻辑器件。FPGA和CPLD分别是现场可编程门阵列和复杂可编程逻辑器件的简称。现在，FPGA和CPLD器件的应用已十分广泛，它们将随着EDA技术

6、的发展而成为电子设计领域的重要角色。国际上生产FPGA/CPLD的主流公司，并且在国内占有市场份额较大的主要是Xilinx,Altera,Lattice三家公司。FPGA在结构上主要分为三个部分，即可编程逻辑单元，可编程输入/输出单元和可编程连线三个部分。CPLD在结构上主要包括三个部分，即可编程逻辑宏单元，可编程输入/输出单元和可编程内部连线。高集成度、高速度和高可靠性是FPGA/CPLD最明显的特点，其时钟延时可小至ns级。结合其并行工作方式，在超高速应用领域和实时测控方面有着非常广阔的应用前景。在高可靠应用领域，如果

7、设计得当，将不会存在类似于MCU的复位不可靠和PC机可能跑飞等问题。FPGA/CPLD的高可靠性还表现在几乎可将整个系统下载于同一芯片中，实现所谓片上系统，从而大大缩小了体积，易于管理和屏蔽。由于FPGA/CPLD的集成规模非常大，因此可利用先进的EDA工具进行电子系统设计和产品开发。由于开发工具的通用性、设计语言的标准化以及设计过程几乎与所用器件的硬件结构无关，因而设计开发成功的各类逻辑功能块软件有很好的兼容性和可移植性。它几乎可用于任何型号和规模的FPGA/CPLD中，从而使得产品设计效率大幅度提高，可以在很短时间内完

8、成十分复杂的系统设计，这正是产品快速进入市场最宝贵的特征。23常熟理工学院课程设计报告第一章题目1.1题目名称十字路口交通灯设计1.2题目内容及要求针对现实生活中的十字路口交通灯，实现基于FPGA的控制设计，并实现以下基本功能：1.显示十字路口东西、南北两个方向的红、黄、绿灯的指示状态。2.用两组红、黄