eda电子路标二 课程设计.doc

1、燕山大学课 程 设 计 说 明 书题目： 电子路标二 学院（系）： 电气工程学院 年级专业： 应用电子技术四班 学 号： 080103030185 学生姓名： 李明华 指导教师： 吕宏诗 张强 教师职称： 实验师 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书共 20 页第 1 页燕山大学课程设计（论文）任务书院（系）：电气工程学院 基层教学单位：电子实验中心 学 号 080103030185 学生姓名 李明华 专业（班级） 08应电四班设计题目 电子路标二设计技术参数在双色点阵上显示电子路标（指示人物） ；电子路标能够行走和停止（用不同颜色表示） 。设计要求用双色点阵发光管显示电子路标；用频率组

2、模块作为频率信号发生器。工作量学会使用 Max+PlusII 软件、Verilog HDL 语言和实验箱；独立完成电路设计，编程下载、连接电路和调试；参加答辩并书写任务书。工作计划1. 了解 EDA 的基本知识，学习使用软件 Max+PlusII，下发任务书，开始电路设计；2. 学习 Verilog HDL 语言，用 Verilog HDL 进行程序设计3. 学习使用实验箱，继续电路设计；4. 完成电路设计；5. 编程下载、连接电路、调试和验收；6. 答辩并书写任务书 参考资料数字电子技术基础.阎石主编.高等教育出版社.EDA 课程设计 A指导书.郑兆兆等编.指导教师签字 吕宏诗 张强 基层教

3、学单位主任签字 金海龙2011年 1月 14日燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书共 20 页第 2 页目 录第 1章 设明说明3第 2 章 verilog HDL 设计源程序5第 3章 波形仿真13第 4章 管脚锁定及硬件连线16第 5章 总结18第 6章 参考文献19燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书共 20 页第 3 页第 1章 设计说明1.1设计思路本设计“电子路标二”实现在双色 8*8点阵上显示电子路标（指示人物） ，人物能够行走和停止。行走时人物呈绿色，停止时人物呈红色。具体显示效果见下图 1.1-a，1.1-b，1.1-c 三图，也可以加入橙灯闪动作为缓冲。1.1-

4、a 1.1-b1.1-c要实现人物的“行走” ，需要两幅画面交替循环显示，即图 1.1-a，图 1.1-b两幅图。停止状态人物画面需要显示较长时间，可以通过自身循环显示实现。在本设计中使用了频率组模块作为频率信号发生器。本设计采用了两个频率，即低频率组中的 2Hz和低频率组中的 256Hz。2Hz 频率用来进行画面的切换，即人物行走时图1.1-a和图 1.1-b画面的交替循环显示和人物停止时图 1.1-c画面自身的循环显示。 8*8点阵一次只能点亮一行或一列，为了使人感觉各行或各列是同时点亮，需要较高频率的扫描，256Hz 的频率信号就是扫描信号，在本次设计中采用逐行扫描，因为点阵是行共阴，列

5、共阳，所以逐行扫描采用每个钟上升沿点亮一行，依次循环点亮各行，即各行依次循环置 0，各列输出显示的图形。燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书共 20 页第 4 页1.2模块介绍本次设计只采用了一个模块来实现设计的要求。其中 clk1,clk2为输入端口，row 是一个八位输出端口，lineg 为一个六位输出端口,liner为一个四位输出端口。在模块中设置了变量 j,用来对时钟脉冲 clk1时钟脉冲进行计数，j=0 时输出显示图 1.1-a的画面，j=1 时输出显示图 1.1-b的画面，j=2 时输出显示图 1.1-a的画面，j=3时输出显示图 1.1-b的画面，这样可以实现人物的行走状态

6、。j=4,5,6，7 时输出显示图 1.1-c的画面，这样可以实现人物的停止状态。在 j=7的下一个 clk1的时钟上升沿，j 的值被重新置 0。这样就可以实现行走和停止两种状态的交替显示。通过更改clk1的输入时钟频率还可以变化交替间隔时间。模块中的另一个时钟信号 clk2用来实现逐行扫描。通过如下语句实现一个画面的显示。if（j=0）begincase(a) /显示图 1.1-b所示图形 0:begin row=8b11111110; lineg=6b001100; liner=4b0000; end1:begin row=8b11111101; lineg=6b001100; liner

7、=4b0000; end2:begin row=8b11111011; lineg=6b001100; liner=4b0000; end3:begin row=8b11110111; lineg=6b001100; liner=4b0000; end4:begin row=8b11101111; lineg=6b001100; liner=4b0000; end5:begin row=8b11011111; lineg=6b001100; liner=4b0000; end6:begin row=8b10111111; lineg=6b001100; liner=4b0000; end7:b

8、egin row=8b01111111; lineg=6b001100; liner=4b0000; end endcasea=a+1;if(a7)begin a=0; endendend其中的变量 a对 clk2进行计数，每个 clk2的上升沿 a的值加 1，通过 case语句输出显示一行。a 的值大于 7时被重新置 0，从而实现逐行扫描。由于要求实现双色显示，所以用到两个输出 lineg和 liner，分别接绿色和红色二极管阳极端口。模块中在点亮一种颜色的二极管时封锁另一色二极管，从而避免出现色彩显示的错误。燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书共 20 页第 5 页第 2 章 Ver

9、ilog HDL 设计源程序本次课程设计的 Verilog HDL 源程序如下：module lubiao(clk1,clk2,lineg,liner,row);output lineg,liner,row;input clk1,clk2;reg7:0 row;reg6:1 lineg;reg5:2 liner;reg2:0 a,b,c,d,e;reg3:0 j;always(posedge clk1) /变量 j从 0到 6循环beginj=j+1;if(j7)begin j=0; endendalways(posedge clk2)begin if(j=0) /j=0时显示图 1.1-a所

10、示图形begincase(a) 0:begin row=8b11111110; lineg=6b001100; liner=4b0000; end1:begin row=8b11111101; lineg=6b001100; liner=4b0000; end2:begin row=8b11111011; lineg=6b001100; liner=4b0000; end3:begin row=8b11110111; lineg=6b001100; liner=4b0000; end4:begin row=8b11101111; lineg=6b001100; liner=4b0000; en

11、d5:begin row=8b11011111; lineg=6b001100; liner=4b0000; end6:begin row=8b10111111; lineg=6b001100; liner=4b0000; end7:begin row=8b01111111; lineg=6b001100; liner=4b0000; endendcasea=a+1;if(a7)begin a=0; endendelse if(j=1) /j=1时显示图 1.1-b所示图形begincase(b) 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书共 20 页第 6 页0:begin row=8b11

12、111110; lineg=6b001100; liner=4b0000; end1:begin row=8b11111101; lineg=6b001100; liner=4b0000; end2:begin row=8b11111011; lineg=6b011110; liner=4b0000; end3:begin row=8b11110111; lineg=6b101101; liner=4b0000; end4:begin row=8b11101111; lineg=6b001100; liner=4b0000; end5:begin row=8b11011111; lineg=6

13、b001110; liner=4b0000; end6:begin row=8b10111111; lineg=6b010010; liner=4b0000; end7:begin row=8b01111111; lineg=6b100010; liner=4b0000; endendcaseb=b+1;if(b7)begin b=0; endendelse if(j=2) /j=2 时显示图 1.1-a所示图形begincase(c)0:begin row=8b11111110; lineg=6b001100; liner=4b0000; end1:begin row=8b11111101;

14、 lineg=6b001100; liner=4b0000; end2:begin row=8b11111011; lineg=6b001100; liner=4b0000; end3:begin row=8b11110111; lineg=6b001100; liner=4b0000; end4:begin row=8b11101111; lineg=6b001100; liner=4b0000; end5:begin row=8b11011111; lineg=6b001100; liner=4b0000; end6:begin row=8b10111111; lineg=6b001100

15、; liner=4b0000; end7:begin row=8b01111111; lineg=6b001100; liner=4b0000; endendcasec=c+1;if(c7)begin c=0; endendelse if(j=3) /j=3 时显示图 1.1-b所示图形begincase(d) 0:begin row=8b11111110; lineg=6b001100; liner=4b0000; end1:begin row=8b11111101; lineg=6b001100; liner=4b0000; end2:begin row=8b11111011; lineg

16、=6b011110; liner=4b0000; end3:begin row=8b11110111; lineg=6b101101; liner=4b0000; end4:begin row=8b11101111; lineg=6b001100; liner=4b0000; end5:begin row=8b11011111; lineg=6b001110; liner=4b0000; end6:begin row=8b10111111; lineg=6b010010; liner=4b0000; end燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书共 20 页第 7 页7:begin row=

17、8b01111111; lineg=6b100010; liner=4b0000; endendcased=d+1;if(d7)begin d=0; endendelsebegincase(e) /j=4,5,6，7 时都显示图 1.1-c 所示图形0:begin row=8b11111110; liner=4b0110; lineg=6b000000; end1:begin row=8b11111101; liner=4b0110; lineg=6b000000; end2:begin row=8b11111011; liner=4b1111; lineg=6b000000; end3:be

18、gin row=8b11110111; liner=4b1111; lineg=6b000000; end4:begin row=8b11101111; liner=4b1111; lineg=6b000000; end5:begin row=8b11011111; liner=4b0110; lineg=6b000000; end6:begin row=8b10111111; liner=4b0110; lineg=6b000000; end7:begin row=8b01111111; liner=4b0110; lineg=6b000000; endendcasee=e+1;if(e7)

19、begin e=0;endendendendmodule（附）后来又加入了橙色人形闪动的画面，扩展后的源程序为：module lubiao(clk1,clk2,lineg,liner,row);output lineg,liner,row;input clk1,clk2;reg7:0 row;reg6:1 lineg;reg5:2 liner;reg2:0 a,b,c,d,e,f,g,h,m,n,o;reg3:0 j;always(posedge clk1) beginj=j+1;if(j13)begin 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书共 20 页第 8 页j=0; endenda

20、lways(posedge clk2)beginif(j=0)begincase(a) 0:begin row=8b11111110; liner=4b0110; lineg=6b001100; end1:begin row=8b11111101; liner=4b0110; lineg=6b001100; end2:begin row=8b11111011; liner=4b1111; lineg=6b011110; end3:begin row=8b11110111; liner=4b1111; lineg=6b011110; end4:begin row=8b11101111; line

21、r=4b1111; lineg=6b011110; end5:begin row=8b11011111; liner=4b0110; lineg=6b001100; end6:begin row=8b10111111; liner=4b0110; lineg=6b001100; end7:begin row=8b01111111; liner=4b0110; lineg=6b001100; endendcasea=a+1;if(a7)begin a=0;endendelse if(j=1)begincase(b) 0:begin row=8b11111110; liner=4b0000; li

22、neg=6b000000; end1:begin row=8b11111101; liner=4b0000; lineg=6b000000; end2:begin row=8b11111011; liner=4b0000; lineg=6b000000; end3:begin row=8b11110111; liner=4b0000; lineg=6b000000; end4:begin row=8b11101111; liner=4b0000; lineg=6b000000; end5:begin row=8b11011111; liner=4b0000; lineg=6b000000; e

23、nd6:begin row=8b10111111; liner=4b0000; lineg=6b000000; end7:begin row=8b01111111; liner=4b0000; lineg=6b000000; endendcaseb=b+1;if(b7)begin b=0;endendelse if(j=2)begin燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书共 20 页第 9 页case(c) 0:begin row=8b11111110; liner=4b0110; lineg=6b001100; end1:begin row=8b11111101; liner=4b011

24、0; lineg=6b001100; end2:begin row=8b11111011; liner=4b1111; lineg=6b011110; end3:begin row=8b11110111; liner=4b1111; lineg=6b011110; end4:begin row=8b11101111; liner=4b1111; lineg=6b011110; end5:begin row=8b11011111; liner=4b0110; lineg=6b001100; end6:begin row=8b10111111; liner=4b0110; lineg=6b0011

25、00; end7:begin row=8b01111111; liner=4b0110; lineg=6b001100; endendcasec=c+1;if(c7)begin c=0;endendelse if(j=3)begincase(d) 0:begin row=8b11111110; lineg=6b001100; liner=4b0000; end1:begin row=8b11111101; lineg=6b001100; liner=4b0000; end2:begin row=8b11111011; lineg=6b001100; liner=4b0000; end3:beg

26、in row=8b11110111; lineg=6b001100; liner=4b0000; end4:begin row=8b11101111; lineg=6b001100; liner=4b0000; end5:begin row=8b11011111; lineg=6b001100; liner=4b0000; end6:begin row=8b10111111; lineg=6b001100; liner=4b0000; end7:begin row=8b01111111; lineg=6b001100; liner=4b0000; endendcased=d+1;if(d7)b

27、egin d=0; endendelse if(j=4)begincase(e) 0:begin row=8b11111110; lineg=6b001100; liner=4b0000; end1:begin row=8b11111101; lineg=6b001100; liner=4b0000; end2:begin row=8b11111011; lineg=6b011110; liner=4b0000; end3:begin row=8b11110111; lineg=6b101101; liner=4b0000; end4:begin row=8b11101111; lineg=6b001100; liner=4b0000; end5:begin row=8b11011111; lineg=6b001110; liner=4b0000; end