計算機組成原理課程設計報告-基于vhdl的樓梯照明燈的控制的實現(xiàn)-展示頁
2024-11-24 16:04本頁面
【正文】 體定義了外部界面后，一旦其內(nèi)部開發(fā)完成后，其他的設計就可以直接調(diào)用這個實體。除了含有許多具有硬件特征的語句外， VHDL 的語言形式、描述風格以及語法是十分類似于一般的計算機高級語言。當然在一些實力較為雄厚的單位，它也被用來設計 ASIC。因此它的應用主要是應用在數(shù)字電路的設計中。最初是由美國國防部開發(fā)出來供美軍用來提高設計的可靠性和縮減開發(fā)周期的一種使用范圍較小的設計語言 。 VHDL 語言是一種用于電路設計的高級語言。現(xiàn)在， VHDL 和 Verilog 作為 IEEE 的工業(yè)標準硬件描述語言，又得到眾多 EDA 公司的支持，在電子工程領域，已成為事實上的通用硬件描述語言。 此后 VHDL 在電子設計領域得到了廣泛的認可，并逐步取代了原有的非標準的硬件描述語言。 1987 年底， VHDL 被 IEEE 和美國國防部確認為標準硬件描述語言 。目前應用比較廣泛的硬件描述語言就是VHDL(Very High speed lntegrated Circuit Hardware Description language)。 與傳統(tǒng)電路設計方法相比，可編程邏輯器件功能強大，開發(fā)過程投資小、周期短，可反復編程修改，保密性極好，開發(fā)工具智能化等特點，特別是隨著電子工藝的不斷改進，低成本 FPGAICPLD 器件推陳出新，促使 FPGAICPLD成為當今硬件設計的首選方式之一。 基于 VHDL 的樓梯照明燈的控制的實現(xiàn) 第 1 頁 共 18 頁 1 引 言 以前進行樓梯照明燈的控制，需要進行模擬電路和數(shù)字電路設計，使用的芯片多，電路復雜，出現(xiàn)問題不易查找，不易進行功能擴展。隨著 EDA(Electronics Design Automation)技術的出現(xiàn)，改變了傳統(tǒng)的設計電路的方法，人們可以用一片芯片實現(xiàn)所需要的各種功能，這就是可編程邏輯器件。 EDA 關鍵技術之一就是采用硬件描述語言對硬件電路進行描述，且具有系統(tǒng)級仿真和綜合能力。 圖 基于 VHDL 的樓梯照明燈的控制的實現(xiàn) 第 2 頁 共 18 頁 2 VHDL 簡介 VHDL 的 英 文 全 名 是 VeryHighSpeed Integrated Circuit HardwareDescription Language,誕生于 1982 年。自 IEEE公布了 VHDL的標準版本， IEEE1076（簡稱 87 版 )之后，各 EDA 公司相繼推出了自己的 VHDL 設計環(huán)境，或宣布自己的設計工具可以和 VHDL 接口。 1993 年， IEEE 對 VHDL 進行了修訂，從更高的抽象層次和系統(tǒng)描述能力上擴展 VHDL 的內(nèi)容，公布了新版本的 VHDL，即 IEEE 標準的 10761993版本，（簡稱 93 版）。有專家認為，在新的世紀中， VHDL 與 Verilog 語言將承擔起大部分的數(shù)字系統(tǒng)設計任務 。它在 80 年代的后期出現(xiàn)。 VHDL 的英文全寫是： VHSIC（ Very High Speed Integrated Circuit） Hardware Description 。目前，它在中國的應用多數(shù)是用在FPGA/CPLD/EPLD 的設計中。 VHDL 主要用于描述數(shù)字系統(tǒng)的結構，行為，功能和接口。 VHDL 的程序結構特點是將一項工程設計，或稱設計實體（可以是一個元件，一個電路模塊或一個系統(tǒng)）分成外部（或稱可視部分 ,及端口 )和內(nèi)部（或稱不可視部分），既涉及實體的內(nèi)部功能和算法完成部分。這種將設計實體分成內(nèi)外部分的概念是 VHDL 系統(tǒng)設計的基本點。在硬件電路設計過程中，主要的設計文件是用 VHDL 編寫的源代碼，因為 VHDL 易讀和結構化，所以易于修改設計。而描述既可以采用行為描述、寄存器傳輸描述或結構描述，也可以采用三者混合的混合級描述。 VHDL 支持預定義的和自定義的數(shù)據(jù)類型，給硬件描述帶來較大的自由度，使設計人員能夠方便地創(chuàng)建高層次的系統(tǒng)模型。 控制要求：只用一個按鈕控制，當按一次按鈕時，樓梯燈亮 4min 后自動熄滅；當連續(xù)按二次按鈕時，燈長亮不滅；無論是定時狀 態(tài)，還是燈長亮狀態(tài)，只要按下按鈕的時間超過 2s 時燈熄滅（注意如果按下時間不超過 2s，原狀態(tài)繼續(xù)）。狀態(tài)機的狀態(tài)圖如圖 2所示。 TD2=1 表示 2s 時間到。 ST_2=1 表示啟動 2s 定時器。 LAMP=1 表示燈亮。 燈按鈕 K E YL A M P樓梯燈控制器S _ T 2 4 0T D 2 4 0定時時間到定時器.....2 4 0 sS _ T 2定時器2s.. ..T D 2 圖 樓梯燈控制裝置框圖 基于 VHDL 的樓梯照明燈的控制的實現(xiàn) 第 5 頁 共 18 頁 實驗步驟： 在單獨的文件夾中建立項目、輸入各個底層 VHDL 源文件、仿真；建立頂層電路圖源文件，將各個底層描述形成模塊符號、連接電路、鎖定引腳、編譯、下載到實驗板、觀察結果。 （K E Y = 0 ）K E Y = 1 / L A M P = 1 , S _ T 2 4 0 = 1 , S _ T 2 = 0/ L A M P
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