BCD7段译码器1Word文档格式.docx
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1)课程设计说明书(论文)是体现和总结课程设计成果的载体,一般不应少于3000字。
2)学生应撰写的内容为:
中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献等。
课程设计说明书(论文)的结构及各部分内容要求可参照《沈阳工程学院毕业设计(论文)撰写规范》执行。
应做到文理通顺,内容正确完整,书写工整,装订整齐。
3)说明书(论文)手写或打印均可。
手写要用学校统一的课程设计用纸,用黑或蓝黑墨水工整书写;
打印时按《沈阳工程学院毕业设计(论文)撰写规范》的要求进行打印。
4)课程设计说明书(论文)装订顺序为:
封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献。
3.时间进度安排:
顺序
阶段日期
计划完成内容
备注
1
12.30-12.31
选题,搜集资料,熟悉设计环境
2
01.02-01.06
调试程序
3
01.07-01.08
仿真程序
4
01.09-01.10
完成课程设计说明书(论文)、进行答辩
EDA课程设计成绩评定表
系(部):
班级:
学生姓名:
指导教师评审意见
评价
内容
具体要求
权重
评分
加权分
调研
论证
能独立查阅文献,收集资料;
能制定课程设计方案和日程安排。
0.1
5
工作能力
态度
工作态度认真,遵守纪律,出勤情况是否良好,能够独立完成设计工作,
0.2
工作量
按期圆满完成规定的设计任务,工作量饱满,难度适宜。
说明书的质量
说明书立论正确,论述充分,结论严谨合理,文字通顺,技术用语准确,符号统一,编号齐全,图表完备,书写工整规范。
0.5
指导教师评审成绩
(加权分合计乘以12)
分
加权分合计
指导教师签名:
年月日
评阅教师评审意见
查阅
文献
查阅文献有一定广泛性;
有综合归纳资料的能力
工作量饱满,难度适中。
0.3
评阅教师评审成绩
(加权分合计乘以8)
分
评阅教师签名:
课程设计总评成绩
摘要
CD4511是一个用于驱动共阴极LED(数码管)显示器的BCD码—七段码器,具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的拉电流。
可直接驱动LED显示器。
CD4511是一片CMOSBCD—锁存/7段译码/驱动器。
其中abcd为BCD码输入,a为最低位。
LT为灯测试端,加高电平时,显示器正常显示,加低电平时,显示器一直显示数码“8”,各笔段都被点亮,以检查显示器是否有故障。
BI为消隐功能端,低电平时使所有笔段均消隐,正常显示时,B1端应加高电平。
另外CD4511有拒绝伪码的特点,当输入数据越过十进制数9(1001)时,显示字形消隐。
LE是锁存控制端,高电平时锁存,低电平时传输数据。
a~g是7段输出,可驱动共阴LED数码管。
关键字:
数码管,译码器,共阴极
目录
摘要I
引言1
1EDA概述2
1.1.EDA的概念2
1.2EDA的特点2
1.3VHDL语言的概念2
1.4VHDL语言的优点3
2BCD7段译码器工作原理4
2.1工作原理4
3程序设计6
3.1源程序6
4程序仿真7
4.1程序编译7
4.2器件设置7
4.3引脚设置8
4.4串口通信9
4.5波形仿真10
总结11
致谢12
参考文献13
附录14
引言
从目前的EDA技术来看,其发展趋势是政府重视、使用普及、应用广泛、工具多样、软件功能强大。
中国EDA市场已渐趋成熟,不过大部分设计工程师面向的是PCB制板和小型ASIC领域,仅有小部分(约11%)的设计人员开发复杂的片上系统器件。
为了与台湾和美国的设计工程师形成更有力的竞争,中国的设计队伍有必要引进和学习一些最新的EDA技术。
在信息通信领域,要优先发展高速宽带信息网、深亚微米集成电路、新型元器件、计算机及软件技术、第三代移动通信技术、信息管理、信息安全技术,积极开拓以数字技术、网络技术为基础的新一代信息产品,发展新兴产业,培育新的经济增长点。
要大力推进制造业信息化,积极开展计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工程(CAE)、计算机辅助工艺(CAPP)、计算机机辅助制造(CAM)、产品数据管理(PDM)、制造资源计划(MRPII)及企业资源管理(ERP)等。
有条件的企业可开展“网络制造”,便于合作设计、合作制造,参与国内和国际竞争。
开展“数控化”工程和“数字化”工程。
自动化仪表的技术发展趋势的测试技术、控制技术与计算机技术、通信技术进一步融合,形成测量、控制、通信与计算机(M3C)结构。
在ASIC和PLD设计方面,向超高速、高密度、低功耗、低电压方面发展。
外设技术与EDA工程相结合的市场前景看好,如组合超大屏幕的相关连接,多屏幕技术也有所发展。
中国自1995年以来加速开发半导体产业,先后建立了几所设计中心,推动系列设计活动以应对亚太地区其它EDA市场的竞争。
在EDA软件开发方面,目前主要集中在美国。
但各国也正在努力开发相应的工具。
日本、韩国都有ASIC设计工具,但不对外开放。
中国华大集成电路设计中心,也提供IC设计软件,但性能不是很强。
相信在不久的将来会有更多更好的设计工具在各地开花并结果。
据最新统计显示,中国和印度正在成为电子设计自动化领域发展最快的两个市场,年夏合增长率分别达到了50%和30%。
EDA技术发展迅猛,完全可以用日新月异来描述。
EDA技术的应用广泛,现在已涉及到各行各业。
EDA水平不断提高,设计工具趋于完美的地步。
EDA市场日趋成熟,但我国的研发水平仍很有限,尚需迎头赶上。
1EDA概述
1.1.EDA的概念
EDA(ElectronicDesignAutomation)即电子设计自动化,其技术是在电子CAD技术基础上发展起来的计算机软件系统,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。
EDA技术就是以计算机硬件和系统软件为操作平台,借鉴前人的电路和系统、数据库管理、图形学、图论和拓扑逻辑、编辑原理、计算数学、人工智能和微电子学集成电路设计等领域中的最新科技成果而研制开发的商品。
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。
1.2EDA的特点
1)现代化EDA技术大多采用“自顶向下(Top-Down)”的设计程序,从而确保设计方案整体的合理和优化。
2)HDL给设计带来很多优点:
①语言公开可利用;
②语言描述范围宽广;
③使设计与工艺无关;
④可以系统编程和现场编程,使设计便于交流、保存、修改和重复使用,能够实现在线升级。
3)自动化程度高,设计过程中随时可以进行各级的仿真、纠错和调试,使设计者能早期发现结构设计上的错误。
4)可以并行操作,现代EDA技术建立了并行工程框架结构的工作环境。
1.3VHDL语言的概念
VHDL的英文全名是Very-High-SpeedIntegratedCircuitHardwareDescriptionLanguage,诞生于1982年。
1987年底,VHDL被IEEE和美国国防部确认为标准硬件描述语言。
VHDL主要用于描述数字系统的结构,行为,功能和接口。
除了含有许多具有硬件特征的语句外,VHDL的语言形式和描述风格与句法是十分类似于一般的计算机高级语言。
VHDL的程序结构特点是将一项工程设计,或称设计实体(可以是一个元件,一个电路模块或一个系统)分成外部(或称可视部分,及端口)和内部(或称不可视部分),既涉及实体的内部功能和算法完成部分。
在对一个设计实体定义了外部界面后,一旦其内部开发完成后,其他的设计就可以直接调用这个实体。
这种将设计实体分成内外部分的概念是VHDL系统设计的基本点。
1.4VHDL语言的优点
1)VHDL语言功能强大,设计方式多样
2)VHDL语言具有多层次的电路设计描述功能
3)VHDL语言具有很强的移植能力,其主要体现在对于同一个硬件电路的VHDL描述,它可以从一个模拟器移植到另一个模拟器上、从一个综合器移植到另一个综合器上或者从一个工作平台移植到另一个工作平台上去执行。
4)VHDL语言的设计描述与器件无关
5)VHDL语言程序易于共享和复用
2BCD7段译码器工作原理
2.1工作原理
7段数码管是纯组合电路,通常的小规模专用IC,如74系列或4000系列的器件只能作十进制BCD码译码,然而数字系统中的数据处理和运算都是二进制的,所以输出表达都是十六进制的。
为了满足十六进制的译码显示,最方便的方法是利用译码程序在CPLD/FPGA中来实现。
但为了简化过程,首先完成7段BCD码译码器的设计。
共阳4位BCD译码器有4个输入端用来输入BCD码,7个输入端分别对应到七段显示器的a、b、c、d、e、f、g七段数码管。
根据BCD七段显示译码器的真值表原理进行实验,如表2.1.1
表2.1BCD七段显示译码器真值表
输入
输出
数字
A3
A2
A1
A0
Qa
Qb
Qc
Qd
Qe
Qf
Qg
字形
00
6
7
8
9
10
A
11
B
12
C
13
D
14
E
15
F
4位BCD译码器应具备的脚位:
输入端:
A3、A2、A1、A0;
输出端:
Qa、Qb、Qc、Qd、Qe、Qf、Qg。
如当Q输出为“1101101”时,数码管的7个段:
a、b、c、d、e、f、g分别接1101101;
接有高电平的段发亮,于是数码管显示“5”。
图2.1数字显示译码器
BCD七段译码器就是根据上述原理组成的,只是为了使用方便,增加了一些辅助控制电路。
这类集成译码器产品很多,类型各异,它们的输出结构也各不相同,因而使用时要予以注意。
上图是BCD七段译码器驱动LED数码管(共阴)的接法。
图中,电阻是上拉电阻,也称限流电阻,当译码器内部带有上拉电阻时,则可省去。
数字显示译码器的种类很多,现已有将计数器、锁存器、译码驱动电路集于一体的集成器件,还有连同数码显示器也集成在一起的电路可供选用。
3程序设计
3.1源程序
LIBRARYIEEE;
USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
USEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
ENTITYDECORD7IS
PORT(A:
INSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);
Q:
OUTSTD_LOGIC_VECTOR(6DOWNTO0);
EN:
OUTSTD_LOGIC);
ENDDECORD7;
ARCHITECTUREBEHAVEOFDECORD7IS
BEGIN
PROCESS(A)
CASEA(3DOWNTO0)IS--BCD
WHEN"
0000"
=>
Q<
="
0111111"
;
0001"
0000110"
0010"
1011011"
0011"
1001111"
0100"
1100110"
0101"
1101101"
0110"
1111101"
0111"
0000111"
1000"
1111111"
1001"
1101111"
WHENOTHERS=>
0000000"
ENDCASE;
ENDPROCESS;
EN<
='
0'
ENDBEHAVE;
4程序仿真
4.1程序编译
选取窗口菜单File-Project-Save&
Compile,即可进行编译,针对Massage-Compiler窗口所提供的信息修改电路文件,直到没有错误为止。
图4.1程序编译
4.2器件设置
选Assign菜单中的Device,在DeviceFamily下拉菜单选择MAX7000S系列的EPM7128SLC84-15,单击OK按钮。
图4.2器件设置
4.3引脚设置
选取窗口菜单Assign-Device,出现对话框,单击Search按钮,出现对话框,单击List按钮,选择A0,单击OK按钮。
图4.3引脚设置
单击OK按钮后,出现对话框Pin/Location/Chip,选择Pin并且选择相应的引脚,单击OK按钮。
按以上顺序,依次给A0、A1、A2、A3、Q0、Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6引脚设置。
图4.4引脚设置
4.4串口通信
进入波形编辑窗口MAX+plus2-WaveformEditor,进行波形编辑窗口。
引入输入和输出脚:
选取窗口菜单Node-InsertNodes,出现对话框,单击list按钮,选择Nodes&
GroupsfromSNF中的输入与输出,单击OK按钮进行波形编辑。
设定时钟的周期:
选取窗口菜单缩小,设定为100.0ns。
图4.5串口通信
4.5波形仿真
设定初始值,选取窗口菜单File-Saveas,出现对话框,选择.scf,单击OK按钮。
选取窗口菜单File-SaveSimulate,显示如图所示的波形图。
图4.6波形仿真
观察输入结果的正确性,选取窗口菜单Node-InsertNodes,出现对话框,单击list按钮,选择Nodes&
GroupsfromSNF中的A与Q,单击OK按钮,分别双击A、Q,选择BIN,单击OK按钮。
总结
有了一个更深的的了解,并且不再局限于以前的书面上的东西,而是把所学的内容举一反三并不断扩展。
我在这次课设中我懂得了有些问题是可以自己慢慢看书、摸索,在反复尝试的过程中解决,虽仍会有些问题和某些缺陷,但它使我感到了一丝成就感。
我相信这种方法还可以运用到以后的实际工作当中去,是解决问题的一个方法,并在老师的指导会变得更加完善!
此次课程设计制作让我了解有关BCD七段译码器的原理与设计理念;
在最后的仿真结果却不一定与理想的完全一样,因为,在实际操作操作失误。
所以,在设计时应考虑两者的差异,从中找出最适合的设计方法。
通过调试来发现自己的错误,并分析排除故障,使我对小功率放大其的知识得以加深。
我深深地感受到了自己所学到知识的有限,明白了只学好课本上的知识是不够的,要通过图书馆和互联网等各种渠道来扩充自己的知识。
另外,用MAX+PlusII仿真的过程中,我熟悉了这一仿真软件的用法,发现这是个很有用的软件,可以在不做实物的情况下,检查程序,看运行结果。
熟悉它的用法对以后应该很有帮助。
总之,在这次两周的课程设计中,我巩固了以前课本所学的知识,掌握了以前涉及但未研究的新知识,了解了调试的办法,还学习了一门新的仿真软件的用法,最主要的是锻炼了自己独立解决问题的能力。
致谢
我们专业上学期开设了EDA课程,对EDA这门课程有了初步的了解,这次的EDA课程设计短学期给了我们进一步了解并掌握EDA的机会,我们都感到非常的兴奋。
学习的过程中,帮助最大之一无疑是来自网络。
很多时候,通过网络,我们都可以获取到所需要的学习资料。
但是,随着我们学习的深入,我们会发现,网络提供的东西是有限度的,好像大部分的资料都差不多,或者说是适合大部分的初学者所需,而当我们想进一步提高时,却发现能够获取到的资料越来越少,EDA资料中大部分都是一些程序,并没有实际性有用的资料。
因此,我都非常珍惜这次的EDA课设,因为我个人都对EDA的学习产生了浓厚的兴趣,认为EDA对自己在编写程序学习有很大的帮助。
虽然这次短学期只有短短的两周的时间,但是我想只要我用心学习,认真准备,共同探讨,齐心协力,一定会有所收获,希望老师也能对我有所期待。
参考文献
[1]黄正瑾.在系统编程技术及其应用.南京:
东南大学出版社,1997
[2]彭介华.电子技术课程设计指导.北京:
高等教育出版社,1997
[3]李国丽,朱维勇.电子技术实验指导书.合肥:
中国科技大学出版社,2000
[4]潘松,黄继业.EDA技术实用教程.北京:
科学出版社,2002
[5]郑家龙,王小海,章安元.集成电子技术基础教程.北京:
高等教育出版社,2002
[6]宋万杰,罗丰,吴顺君.CPLD技术及其应用.西安:
西安电子科技大学出版社,1999
[7]张昌凡,龙永红,彭涛.可编程逻辑器件及VHDL设计技术.广州:
华南工学院出版社,2001
[8]卢杰,赖毅.VHDL与数字电路设计.北京:
科学出版社,2001
[9]王金明,杨吉斌.数字系统设计与VerilogHDL.北京:
电子工业出版社,2002
[10]张明.VerilogHDL实用教程.成都:
电子科技大学出版社,1999
[11]
[12]Essentialelectronicdesignautomation(EDA)=MarkD.Birnbaum
[13]SweeteningthePot:
AddingGlycosylationtotheBiomarkerDiscoveryEquation
[14]EthnicDifferencesinC-ReactiveProteinConcentrations
[15]Twosensitivetime-resolvedfluoroimmunoassaysforcellularfibronectin
附录
- 配套讲稿:
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- BCD7 译码器