EDA课程设计报告--篮球竞赛30秒倒计时器

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1、 EDA 课程设计报告 学学 院院 信息工程学院信息工程学院 专业班级专业班级 电子信息工程电子信息工程 2 2 班班 学学 号号 学生姓名学生姓名 指导教师指导教师 完成日期完成日期 20172017 年年 9 9 月月 2828 日日 1 课 程 设 计 任 务 书 设计题目 篮球竞赛 30 秒倒计时器 设计时间 2017 年 9 月 28 日 学生姓名 学号 班级 电子信息工程 2 班 一、设计任务及要求： 设计任务：设计任务： (1)30 秒计时器具有显示 30 秒的计时功能。 (2)系统设置外部操作开关，控制计时器的启动和暂停连续功能。 (3)计时器为 30 秒递减计时，其计时间隔为

2、 1 秒。 (4)当计时器递减计时到零时，数码显示器不能灭灯，应发出光电报警信号。 设计要求：设计要求： (1)采用 VHDL 语言编写程序，并在 QUARTUS II 平台中进行仿真，下载到 EDA 实验箱进行 验证。 (2)编写设计报告，要求包括方案选择、程序清单、调试过程、测试结果及心得体会。 (3)设计地点：信息楼 401,EDA 实验室。 2 二、进度安排： 序号 各阶段完成的内容 完成时间 1 查阅相关文献资料、课题调研 2017.9.20-2017.9.22 2 掌握设计软件、制订进度计划 2017.9.20-2017.9.22 3 系统方案的比较和选定 2017.9.22 4

3、画出 VHDL 设计框图，确定各模块或进程 的端口或信号，画出系统的 RTL 图 2017.9.23 5 编写 VHDL 代码 2017.9.23-2017.9.25 6 代码调试及仿真 2017.9.25 7 下载，系统硬件测试 2017.9.25-2017.9.28 8 验收 2017.9.28 9 撰写课程设计报告 2017.9.29-2017.10.5 3 目目 录录 1.1.系统设计系统设计 5 5 1.1 系统方案设计 5 1.2 系统 RTL 图设计 6 1.3 代码编写与调试 7 2. 2. 系统仿真与测试系统仿真与测试 8 8 2.1 系统时序仿真与分析 8 2.2 硬件下载

4、与测试 . 9 3. 3. 收获与体会收获与体会 1010 4. 4. 参考文献参考文献 1111 5. 5. 附录附录 1212 附录 1：代码 12 附录 2：硬件测试结果图 14 附录 3：问题回答记录表 15 4 篮球竞赛 30 秒倒计时器 摘摘 要：要： 计时器在人类生活中有着非常重要而广泛的应用，古时候人们就开始用沙漏和 水漏做定时工具，随着科技和社会的发展，人们开始用全新的方法来改造计时器以 达到准确计时的目的。 篮球竞赛计时器就是一种典型的计时器的应用。在篮球比赛中规定球友持球的 时间不能超过 30 秒，否则就是犯规。本课程设计的“篮球竞赛 30 秒计时器”，可 用于篮球比赛中

5、，用于对球员持球时间进行 30 秒限制，一旦球员持球的时间超过 了 30 秒，它将自动报警从而判定刺球员的犯规。 本文设计用的是实现以中小规模集成电路设计计时器的方法，它是一种典型的 数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。它是由秒脉冲产生电路、计数电 路、译码显示电路、控制电路及报警电路组成。通过QUARTUS II设计并进行仿真， 同时在试验箱上连接制作了硬件实现电路。 关键词：关键词： 30 秒计时器； 5 1.系统系统设计设计 1.1 系统方案设计系统方案设计 图 1-1 30 秒计时器系统原理框图 该系统包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、辅助时序控制电路(简称控制 电路)和

6、报警电路等 5 个部分构成。其中，计数器和控制电路是系统的主要部分。 计数器完成 30s 计时功能，而控制电路具有直接控制计数器的启动计数、暂停连 续计数、译码显示电路的显示和灭灯功能。为了满足系统的设计要求，在设计控制 电路时，应正确处理各个信号之间的时序关系。在操作直接清零开关时，要求计数 器清零，数码显示器灭灯。当启动开关闭合时，控制电路应封锁时钟信号 CP，同时 计数器完成置数功能，译码显示电路显示 30s 字样；当启动开关断开时，计数器开 始计数；当暂停连续开关拨在暂停位置上时，计数器停止计数，处于保持状态； 当暂停连续开关拨在连续时，计数器继续递减计数。另外，外部操作开关都应采 取去抖动措施，以防止机械抖动造成电路工作不稳定。 在经济方面，因为结构简单，便于减少 CPU 的占用时间，减少能耗，从而降低 用电成本，同时能节省操作人员的操作时间，提高了效率，也避免了劳动力的浪费。