交通灯控制器的设计EDA课程设计报告书.doc

. . . 大 学 课程设计说明书 名称 交通灯控制器的设计 院 　系 电子信息工程系 班 级 姓 名 学 号 系　主　任 教研室主任 指导教师 目录 TOC \o 1-3 \h \z \u 第一章 绪论 3 1电子设计自动化简介 3 1.1概要 3 1.2 EDA数字系统设计 4 1.2.1 分析方法 4 第二章 设计要求 5 2 设计基本要求 5 2.1电路工作原理 5 第三章 系统的设计 6 3 系统设计要求 6 3.1 设计思路 7 3.2 设计流程 7 3.3 系统结构图 8 3.4 系统程序 9 3.5 仿真与调试 14 第四章 心得体会 15 参考文献 16 第一章 绪论 1电子设计自动化简介 1.1概要 EDA技术是指以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术的最新成果，进行电子产品的自动设计。 　　 利用EDA工具，电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统，大量工作可以通过计算机完成，并可以将电子产品从电路设计、性能分析到设计出IC版图或PCB版图的整个过程的计算机上自动处理完成。 　　 现在对EDA的概念或范畴用得很宽。包括在机械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域，都有EDA的应用。目前EDA技术已在各大公司、企事业单位和科研教学部门广泛使用。 1.1.1 EDA系统的设计分类 根据采用计算机辅助技术的介入程度，可以分为三类： 第一类：人工设计方法，这是一种传统的设计方法，从方案的提出到验证和修改均采用人工手段完成，尤其是系统的验证需要经过实际搭试电路完成，花费大、效率低、制造周期长。 第二类：借助计算机来完成数据处理、模拟评价、设计验证等部分，由人和计算机共同完成，但由于软件匮乏，该阶段许多工作尚需人工完成。 第三类：该阶段的世纪方法称为电子设计自动化，这个阶段发展起来的EDA工具，目的是在设计前期将设计工程师从事的许多高层次设计由工具完成。整个设计过程或大部分设计均有计算机完成。 1.1.2 EDA技术发展表现形式 (1) CPLD/FPGA系统：使用EDA技术开发CPLD/FPGA，使自行开发的CPLD/FPGA作为电子系统、控制系统、信息处理系统的主体。 (2) “CPLD/FPGA+MCU”系统：综合应用EDA技术与单片机技术，将自行开发的“CPLD/FPGA+MCU”作为电子系统、控制系统、信息处理系统的主体。 (3) “CPLD/FPGA+专用DSP处理器”系统：将EDA技术与DSP专用处理器配合使用，用“CPLD/FPGA+专用DSP处理器”构成一个数字信号处理系统的整体。 (4) 基于FPGA实现的现代DSP系统：基于SOPC(a System on a Programmable Chip)技术、EDA技术与FPGA技术实现方式的现代DSP系统。 (5) 基于FPGA实现的SOC片上系统：使用超大规模的FPGA实现的，内含1个或数个嵌入式CPU或DSP，能够实现复杂系统功能的单一芯片系统。 (6) 基于FPGA实现的嵌入式系统：使用CPLD/FPGA实现的，内含嵌入式处理器，能满足对象系统要求的特定功能的，能够嵌入到宿主系统的专用计算机应用系统。 1.2 EDA数字系统设计 1.2.1 分析方法 传统的电路设计方法都是自底向上进行设计的，也就是首先确定可用的元器件，然后根据这些器件进行逻辑设计，完成各模块后进行连接，最后形成系统。 在基于EDA技术的系统设计的最重要环节——在系统的基本功能或行为级上对设计的产品进行描述和定义时，我们采用自顶向下分析，自底向上设计的方法。所谓“自顶向下分析”，就是指将数字系统的整体逐步分解为各个子系统和模块，若子系统规模较大，则还需将子系统进一步分解为更小的子系统和模块，层层分解，直至整个系统中各子系统关系合理，并便于逻辑电路级的设计和实现为止。 1.2．2 实现方法 1．硬件描述语言编程实现法 2．原理图设计实现法 3．参数可设置兆功能块实现法 4．软的或硬的IP核实现法 第二章 设计要求 2 设计基本要求 1）设计一个十字路口的交通灯控制器，能显示十字路口东西、南北两个方向的红、黄、绿灯的指示状态。用两组红、黄、绿三种颜色的灯分别作为东西、南北两个方向的红、黄、绿灯。变化规律为：东西绿灯亮，南北红灯亮——东西黄灯亮，南北红灯亮——东西红灯亮，南北绿灯亮——东西红灯亮，南北黄灯亮