yumenabcdefghinst4NOTyPIN_U10OUTPUTSOUNDinst3RSTINPUTVCCINPUTVCCPIN_U18A1SUOCUNQIENRSTA1B1B2B3B4B5B6B7B8bianmaqiQ1Q2Q3Q4Q5Q6Q7Q8CQ[3..0]shumaxianshim[3..0]BCD[6..0]VGA[3..0]OUTPUTOUTPUTPIN_AB6BCD[6..0]A2INPUTVCCVGA[3..0]A2INPUTVCCPIN_AA6A4PIN_AB7A3INPUTVCCINPUTVCCinst2A3A4A5A6A7A8PIN_AA7PIN_AA8A5PIN_N1PIN_N2PIN_P1PIN_W11PIN_P2PIN_V11PIN_R1PIN_R15PIN_R2PIN_R14PIN_T1inst1A6INPUTVCCPIN_AB8A7INPUTVCCinstPIN_Y6A8INPUTVCCPIN_W7图3-13综合完整的编辑图
(2)综合完整的编译图
图3-14综合完整的编译图
(3)综合完整的时序仿真波形图
16
图3-15综合完整的时序波形仿真图
波形分析:由图3.15可知,此图为8路抢答器的完整的时序仿真波形,它把抢答器,编码和译码的模块综合为一体,使抢答输入一发生,便在数码显示管上显示该组最先抢答的编号。从上述文本语言输入可见,是将二者的语言综合写在了一块儿,综合后的文本更加简练,由仿真图形也可以清晰看出该电路的最终功能和应用。
3.3硬件调试与操作说明 3.3.1引脚锁定
图3-16引脚锁定图
可根据引脚图(图3.16)将eda实验箱上的引脚用电缆线连接好,准备下载测试。
(1)调试
引脚锁定完成,便进行硬件下载命令。试验箱接通电源后,便进行实验验证,按下清零键res,然后按下抢答的开关按钮,当下按的是第几个编号,数码管显示的就是该编号,同时蜂鸣器响起,再按其他的抢答按钮已无反应,表示抢答成功,该锁存模块电路时正确的。然后再按下清零键rest,再逐一尝试其他的抢答开关按钮,观察是否都能正常工作,如果都正常工作,则表示该8路智能抢答器设计正确。
打开实验箱,讲导线连接到对应的引脚上,按下复位键,此时只有发光二级管是亮的,然后按下一号组,蜂鸣器响起,同时显示器上显示1,这时再按下2,显示器仍然显示1.按下复位键,先按2,再按3,显示器显示2,蜂鸣器叫。这个时候实验成功。
17
(2)故障处理和分析
蜂鸣器一直叫不叫,考虑是不是试验箱问题,还要检测所用引脚是否是好的,用万用表检测。如果仍然一直叫,回来看程序,看程序中是否用了非门将低电平信号转换为高电平信号。
显示管不能显示数字。仍然首先考虑导线,各个线段进行测试,判断是否良好。若完好继续检测芯片是否完好。在8个显示引脚随意输入一个二进制数组,然后看该对应的显示断好不,依次检测。 数字常常变化,检测为试验箱老化感应电所致。
第4章 课程设计总结与体会
八路抢答器EDA课程设计,我熟练地掌握了EDA设计软件QuartusII的一些操作,之前学会了基本的课程设计以及编译仿真的操作,这次的智能抢答器又让我学到很多,但是其中也遇到了很多困难。这次实验不仅仅是验证性的,还要由自己来分析,思考,设计,测试和验证以及改正,所以这个期间我个人觉得还是有困难的。还好的是老师在课程设计之前给我们大家讲了一下抢答器的基本原理和功能,在理解了它的三个模块锁存器,编译器和译码器各自的功能和应用之后我们设计起来就事半功倍了,我们小组三个人,由我们共同来完成这个设计实验。
实验过程中,我们遇到的最大的问题就是在设计用VHDL语言编程的时候,总是不能完成硬件模块的连接,编译时总是有错误,记得有天晚上我用了整整三小时去编译子模块锁存器,在定义使能信号端口EN时总是出错,最后我通过定义一个输入信号EN才解决了程序问题。在我经过子模块的编译波形仿真后,我开始连接各个子模块,这时模块又出错了,几个模块中只有一个模块能够通过封装图打开编译的程序,弄了很久没弄好,最后去上课时我把所有子模块的文件装载一然后新建一个项目把所有模块连接到了一起,这次所有封装都可以点进去查看编译的程序,正当我们高兴时编译又出了问题,可是我们想了很久也没找到原因,最后在杨老师的指导,我们忘记了添加输入输出端口,我们把输入输出端口接上最后通过了编译。我们小组在实验室进行实物操作时也没有想象中的那么顺利,我们重复操作了很多次,我们遇到以下问题:在编译完成后我们进行了仿真,但是问题出现了,试验箱上的数码管需要在程序中添加 VGA:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0)); VGA<=\程序,然后我们又在译码器程序中修改程序,接下来编译,再封装、仿真。然后我们打开总的项目把新的译码器封装模块替换进去,接下来又编译,成功后又进行波形仿真,在波形正确后我们进行引脚锁定、下载。可是这里又遇到了问题,蜂鸣器在复位后一直在叫,我们检查了引脚锁定、线路连接后没有发现问题,我们向老师寻求帮助,老师过来让你真的从头到尾检查了一遍,没有错误,然后进行下载,这时蜂鸣器又一直在叫,最后老师决定修改程序,在改完程序后下载发现问题还是没有解决,我们决定更换实验箱,再换试验箱后蜂鸣器还是在叫,而且数码管不稳定,老师推断实验箱端口有感应,影响力实验结果。最后看波形对了的,老师说这次试验是成功的。
这次设计,我体会到耐心很重要而且做事情要谨慎,问题往往出现在容易忽略的地方。团队合
18
作给我的启示太大了,团队的力量远远大于一个人,只有我们队友之间团结一致,不断地发现问题,探索问题,才能解决问题。最后,这次设计让我懂得了理论与实际相结合是很重要的,只有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,实践是检验真理的唯一标准,通过这次课程设计,不但进一步掌握了数字电子技术的基础知识及一门专业仿真软件的基本操作,还提高了自己的设计能力及动手能力,同时对于智能抢答器的设计有了深刻的认识,明白了凡事需要耐心,这将有助于我今后的学习,端正自己的学习态度,更加踏实有毅力的学习。
这次八路抢答器课程设计的成功,感谢学院给了我们这样一个很好的平台,其次感谢杨老师的细心指导,同时也感谢我一起并肩作战的队友,感谢在实验过程中帮助过我们的同学,他们热心的帮助给了我们莫大的感动。。我们一起发现问题,探索问题,解决问题。相互鼓励,共同取得进步。在此也特别感谢我们的杨老师,认真的教学让我们打下了坚实的理论基础。在做实验之前他就很认真的给我们讲解如何有效率的使用软件。并且在做实验的过程中,他不厌其烦的回答我不知道的问题和给我讲解芯片作用以及帮助我分析错误的产生原因及引导我去解决,让我不至于在课程设计中走很多弯路。以便我们更高效率地解决实验中发生的问题。
再次感谢大家在这次实验中的帮助!
19
参考文献
[1] 王锁萍.电子设计自动化(EDA)教程.成都:成都电子科技大学出版社,2000. [2] 徐志军,徐光辉.CPLD/FPGA的开发与应用.北京:电子工业出版社,2002. [3]杨颂华.电子线路EDA仿真技术[M].西安:西安交通大学出版社,2008年2月.
[4]王冬梅,张建秋.《八路抢答器设计与实现》[J].佳木斯大学学报(自然科学版),2009,(06).22-26.
20