基于EDA技術的程序設計和軟件仿真及硬件實現

雷時榮 施玉旺

【摘要】本論文精簡的說明《基于EDA技術的程序設計和軟件仿真及硬件實現》這一大學生創新實踐項目的設計要點，包括用MAX+plusII軟件編寫VHDL程序、繪制GDF仿真電路圖、實驗箱上CPLD元器件中EPM7128SLC84-15合理利用，電路功能的調試等。

【關鍵詞】EDA技術；MAX+plusII；VHDL語言；EPM7128SLC84-15

引言

EDA（Electronic Designed Automation）即電子設計自動化。EDA技術指的是以計算機硬件和系統軟件為基本工作平臺，繼承和借鑒前人在電路和系統、數據庫、圖形學、圖論和拓撲邏輯、計算數學、優化理論等多學科的最新科技成果而研制成的商品化通用支撐軟件和應用軟件包。EDA旨在幫助電子設計工程師在計算機上完成電路的功能設計、邏輯設計、性能分析、時序測試直至PCB（印刷電路板）的自動設計。

1.項目硬件和軟件簡述

本創新實踐項目采用復雜可編程邏輯器件，即CPLD（Complex Programmable Logic Device），本創新實踐采用EPM7128SLC84-15芯片。

采用Altera公司的MAX+plusII軟件作開發系統，編程采用VHDL（Very High Speed Integrated Circuits Hardware Description Language）語言，超高速集成電路硬件描述語言，VHDL語言作為一種硬件描述語言，可用于數字電路與系統的描述、模擬和自動設計與仿真等，是當今電子設計自動化的核心技術。

在創新實踐中設計出多功能數字鐘、秒表、液晶顯示編程等子項目的VHDL程序，軟件仿真和硬件電路實現，最終在實驗室實現各個子項目的功能。程序編寫后先進行軟件仿真，在軟件環境中實現仿真功能，連接硬件電路，實現功能。

2.多功能數字鐘設計

在多功能數字鐘設計子項目中，GDF仿真電路圖和VHDL程序，由時鐘、控制、計時、數據譯碼、顯示以及報時模塊組成。經編譯和仿真程序，軟件仿真成功后，在EPM7128SLC84-15芯片上，下載運行，進行硬件仿真，最后調試出功能實現，性能良好的多功能數字鐘。

本創新實踐項目用晶體振蕩器產生時間標準信號，采用石英晶體振蕩器，經過分頻得到秒計時信號。根據60秒為1分、60分為1小時、分別組成兩個60進制（秒、分）、一個24進制（時）的計數器，構成秒、分、時的計數，實現計時的功能。顯示器件選用LED七段數碼管，在譯碼顯示電路輸出的驅動下，顯示出清晰、直觀的阿拉伯數字。

設計的技術參數和要求有：利用EDA技術實現對多功能數字鐘的設計與控制；為達到電源輸出5V電壓的目標，完成電源電路的設計；用數碼管完成電路的顯示目標；用蜂鳴器電路完成報時的目標；完成調整時間的目標和復位電路；完成報警設計；設計時分成秒模塊、分模塊、時模塊和選擇模塊，采用自頂而下的設計方法設計；用相關軟件繪制原理圖并附相關芯片引腳。

由于論文篇幅有限，以下列出選擇器VHDL源程序如下：

library ieee；

4.結論

本創新實踐項目設計的多功能數字鐘和秒表在生產生活中應用廣泛，具有高穩定性和精確性，符合新時代創新發展的要求。

參考文獻

[1]顧斌.數字電路EDA設計[M].西安：西安電子科技大學出版社，2004.

[2]Altera公司.Altera Data Sheet 2003.Version 4.

作者簡介：雷時榮（1985—），女，湖北大悟人，江蘇省炎黃職業技術學院信息工程系教師，主要從事電氣工程及其自動化、電子工程等相關專業教學工作。