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1.引言..............................................................3

2. EDA 技术 ......................................................... 5

2.1 EDA 技术介绍 ..................................................5

2.2 硬件描述语言 ..................................................5

3 Quartus II 介绍 .................................................. 8

3.1 Quartus II 软件介绍 ..........................................8

3.2 Quartus II 软件界面介绍 ......................................9

3.2.1 代码输入界面..............................................9

3.2.2 编译界面..................................................9

3.2.3 波形仿真界面.............................................10

4 系统设计.........................................................12

4.1 设计过程.....................................................12

4.1.1 设计内容及要求...........................................12

4.1.2 输入与输出说明...........................................12

4.1.3 设计过程思路分析.........................................12

4.2 程序分析及仿真...............................................13

4.2.1 花型控制电路模块 .........................................13

4.2.2 显示电路模块...........................................14

4.2.3 发声电路模块...........................................17

4.3 程序仿真图...................................................17

5 下载.............................................................19

5.1 芯片选定.....................................................19

5.2 引脚设定 .....................................................19

5.3 程序下载.....................................................20

5.4 结果显示.....................................................20

课程设计说明书

1.引言

伴随着计算机、集成电路和电子设计技术的发展，当今社会是数字化的社会，

也是数字集成电路广泛应用的社会，数字本身在不断的进行更新换代。它由早起

的电子管、晶体管、小中规模集成电路发展到超大规模集成电路以及许多具有特

定功能的专用集成电路。EDA 技术在过去的几十年里取得了巨大的进步。EDA 技

术使得设计者的工作仅限于利用软件的方式，即利用硬件描述语言和 EDA 软件便

可完成对系统硬件功能的实现。如今，EDA 软件工具已经成为电子信息类产品的

支柱产业。从高性能的微处理器、数字信号处理器一直到彩电、音响和电子玩具

电路等，EDA 技术不单是应用于前期的计算机模拟仿真、产品调试，而且也在 P

哪的制作、电子设备的研制与生产、电路板的焊接、朋比的制作过程等有重要作

用。可以说电子 EDA 技术已经成为电子工业领域不可缺少的技术支持。相比传统

的电路系统的设计方法，VHDL 具有多层次描述系统硬件功能的能力，支持自顶

向下（Top to Down）和基于库（LibraryBased）的设计的特点。因此设计者可

以不必了解硬件结构。从系统设计入手，在顶层进行系统方框图的划分和结构设

计，在方框图一级用 VHDL 对电路的行为进行描述，并进行仿真和纠错，然后在

系统一级进行验证，最后再用逻辑综合优化工具生成具体的门级逻辑电路的网表，

下载到具体的 CPLD 器件中去，从而实现可编程的专用集成电路（ASIC）的设计。

而 EDA 技术就是以微电子技术为物理层面，现代电子设计为灵魂，计算机软

件技术为手段，最终形成集成电子系统或专用集成电路 ASIC 为目的的一门新兴

技术。

VHDL 的英文全名是 VHSIC（Very High Speed Integrated Circuit）Hardware

Descriptiong Language, 翻译成中文就是超高速集成电路硬件描述语言，诞生

于 1982 年。1987 年底，VHDL 被美国国防部确认为标准硬件描述语言。

自 IEEE 公布了 VHDL 的标准版本，IEEE-1076 之后，各 EDA 公司相继推出了自己

的 VHDL 设计环境，或宣布自己的设计工具可以和 VHDL 接口。1993 年，IEEE 对

VHDL 进行了修订，从更高的抽象层次和系统描述能力上扩展 VHDL 的内容，公布

了新版本的 VHDL，即 IEEE 标准的 1076-1993 版本。

现在，VHDL 和 Verilog 作为 IEEE 的工业标准硬件描述语言，又得到众多 EDA 公

司的支持，在电子工程领域，已成为事实上的通用硬件描述语言。有专家认为，

在新的世纪中，VHDL 于 Verilog 语言将承担起大部分的数字系统设计任务。目

前，它在中国的应用多数是用在 FPGA/CPLD/EPLD 的设计中。当然在一些实力较

为雄厚的单位，它也被用来设计 ASIC。

随着 EDA 技术的高速发展，电子系统的设计技术和工具发生了深刻的变化，大规

课程设计说明书

2. EDA 技术

2.1EDA 技术介绍

EDA 是电子设计自动化（Electronic Design Automation）缩写，是 90 年

代初从 CAD（计算机辅助设计）、CAM（计算机辅助制造）、CAT（计算机辅助测试）

和 CAE（计算机辅助工程）的概念发展而来的。EDA 技术是以计算机为工具，根

据硬件描述语言 HDL（ Hardware Description language）完成的设计文件，自

动地完成逻辑编译、化简、分割、综合及优化、布局布线、仿真以及对于特定目

标芯片的适配编译和编程下载等工作。 EDA 技术（即 Electronic Design

Automation 技术）就是依赖强大的计算机，在 EDA 工具软件平台上，对以硬件

描述语言 HDL（Hardware Ddscription Langurage）为系统逻辑描述手段完成的

设计文件，自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、布局布线以及逻辑优化和

仿真测试，直至实现既定的电子线路系统功能。它在硬件实现方面融合了大规模

集成电路制造技术、IC 版图设计、ASIC 测试和封装、FPGA(Gield Peogrammable

Gate Array)/CPLD(Complex Programmable Logic Device)编程下载和自动测试

等技术；在计算机辅助工程方面融合了计算机辅助设计(CAD)，计算机辅助制造

（CAM），计算机辅助测试（CAT），计算机辅助工程（CAE）技术以及多种计算机

语言的设计概念；而在现代电子学方面则容纳了更多的内容，如电子线路设计理

论、数字信号处理技术、数字系统建模和优化技术及长线技术理论等。

2.2 硬件描述语言

硬件描述语言 HDL 是 EDA 技术的重要组成部分，常见的 HDL 主要有 VHDL、

Verilog HDL、ABEL、AHDL、System Verilog 和 SystemC。其中 VHDL、Verilog

和现在的 EDA 设计中使用最多，并且我们学习的是 VHDL 的编程方法和实用技术。

VHDL 的英文全名是 VHSIC（Very High Speed Integrated Circuit）Hardware

Description Language,由 IEEE（The Institute of Electrical and Electronics

Engineets）进一步发展，并在 1987 年作为“IEEE 标准 1076”公布。从此 VHDL

成为硬件描述语言的业界标准之一。VHDL 技术与传统的数字电子系统或 IC 设计

相比之下有很大的优势，主要表现在：第一， VHDL 语言具有很强的电路描述

和建模能力，能从多个层次对数字系统进行建模和描述，从而大大简化了硬件

设计任务，提高了设计效率和可靠性。第二， VHDL 具有也具体硬件电路武官

和与设计平台无关的特性，并且具有良好的电路行为描述和系统描述的能力，

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