EDA课程设计--计费器

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1、 目录目录 1.1.前言前言 1 1 2.2.总体方案设计总体方案设计 2 2 2.1 需求分析 2 2.1.1 单片机设计 . 2 2.1.2 EDA 技术设计 . 2 2.2 方案论证 3 2.2.1 单片机总体设计方框图设计及分析 . 3 2.2.2 EDA 技术设计 . 3 2.3 方案选择 4 3 3 单元模块设计单元模块设计 5 5 3.1 设计思路 5 3.1.1 卡的插入模拟 . 5 3.1.2 设计三种电话种类 . 5 3.1.3 告警系统 . 5 3.1.4 计费系统示意图 5 3.2 各单元模块功能介绍及电路设计 5 4 4 软件设计软件设计 7 7 4.1 FPGA 概

2、述 . 7 4.2 设计方法 7 4.2.1 计时方式 . 7 4.2.2 计费系统 . 7 4.2.3 话费刷新 . 7 4.2.4 设置计时变量 7 4.2.5 程序流程图 . 8 4.2.6 模块的源程序 . 10 4.3 画出主要软件设计流程框图 . 10 5 5 系统调试系统调试 1111 5.1 硬件调试 . 11 5.2 软件调试 . 11 6 6 结论结论 1212 7 7 总结与体会总结与体会 1313 8 8 谢辞谢辞 1414 9 9 参考文献参考文献 1515 附录一：附录一： 1616 第 1 页 1.1.前言前言 EDA 使用户在无需实际芯片、电路板和仪器仪表的情况

3、下进行电路设计和分析；采 用在系统编程技术，在现场对系统进行逻辑重构和升级，实现硬件设计软件化。EDA 技 术以可编程逻辑器件FPGA和CPLD及其开发系统为硬件平台， 以EDA开发软件如Quartus 为开发工具，基于逻辑功能模块的层次化设计方法设计数字系统。Quartus 设计可 采用原理图、硬件描述语言(VHDL)等多种输入方式，并支持这些文件的任意混合设计。 对于不同层次，可采用不同的输入方式进行设计。由于 VHDL 擅长描述模块的逻辑功能， 所以在对底层模块设计中，常采用 VHDL 进行描述，而原理图则擅长描述模块间的连接 关系，故在顶层设计中，常采用原理图输入方法。模拟 IC 卡电

4、话计费器通常以单片机 为核心进行设计，本文以为它例介绍基于 EDA 技术的数字系统混合设计方法。 本次设计尝试用 Verilog 实现计费功能，进行了多层次的计费功能及软件调试仿真 验证，分析时序以保证设计的正确性。 第 2 页 2.2.总体方案设计总体方案设计 2.1 2.1 需求分析需求分析 设计一个模拟 IC 卡电话的计费器。话卡插入后，计费器能将卡中的币值读出和显 示，通话过程中，可根据话务的种类计话费并将话费从卡值中扣除，卡值余额每分钟刷 新一次，计时与计费按每分钟 3 角钱计费，长话按 6 角钱计费，特话不收费。当卡上余 额不足时产生告警信号，告警时间到一定长度后自动切断当前通话。

5、 2.1.12.1.1 单片机设计单片机设计 以单片机为核心的控制系统的公用电话计费系统。单片机在这里充当了很重要的角 色，是输入与输出的核心控制部件，它通过读入打电话人输入的电话号码来启动不同的 计费方式，并且能显示出来，单片机接有几个按键分别是用来选择计时的单位和费率， 因为不同的费率与所拨打的电话的区域不同是相关的。单片机控制是比较简单的一种， 也是最使用的一种。 2.1.2 EDA2.1.2 EDA 技术设计技术设计 EDA 技术以可编程逻辑器件 FPGA 和 CPLD 及其开发系统为硬件平台，以 EDA 开发软 件如 Quartus 为开发工具，基于逻辑功能模块的层次化设计方法设计数

6、字系统。 Quartus 设计可采用原理图、硬件描述语言(VHDL)等多种输入方式，并支持这些文件 的任意混合设计。 第 3 页 2.2 2.2 方案论证方案论证 2.2.12.2.1 单片机总体设计方框图设计及分析单片机总体设计方框图设计及分析 如图 1 所示 图 1 单片机总体设计方框图 2.2.2 EDA2.2.2 EDA 技术设计技术设计 根据 VHDL 特点，设计者不再需要考虑选择固定功能的标准芯片，而是从实现系统 功能与性能出发来，建立计费器系统模块，如图 2 所示。 图 2 计费器系统模块 第 4 页 2.3 2.3 方案选择方案选择 经过比较及分析，我选择了利用 EDA 技术设计此系统，因为 EDA 使用户在无需实际 芯片、电路板和仪器仪表的情况下进行电路设计和分析；采用在系统编程技术，在现场 对系统进行逻辑重构和升级， 实现硬件设计软件化。 以 EDA 开发软件如 Quartus 为开 发工具，基于逻辑功能模块的层次化设计方法设计数字系统。Quartus 设计可采用原 理图、硬件描述语言(VHDL)等