VHDL语言及其应用课程设计
VHDL课程设计
《VHDL语言》课程设计报告四路抢答计时器班级:学号:姓名:设计日期：2008年12月15日至2008年12月26日第1章课程设计概述1.1设计目的本次设计的目的就是在掌握MAX+plus II实验开发系统的初步使用基础上，了解并掌握VHDL硬件描述语言的设计方法和思想，使自己能将已学过的数字电子系统设计、VHDL 程序设计等知识综合运用于电子系统的设计中，掌握运用VHDL 设计电子系统的流程和方法，加强和培养自己对电子系统的设计能力。
任务是通过二周的时间，基本掌握EDA的基本方法，熟悉一种EDA软件（MAX+plus II），并能利用EDA软件设计一个电子技术综合问题。
通过学习的VHDL语言结合电子电路的知识理论联系实际，掌握所学的课程知识，学习基本单元电路的综合设计应用通过对四路抢答计时器的设计，巩固和综合运用所学的课程，摆脱一维的思维模式，以多维并发的思路来完成VHDL 的程序设计。
目前市场上已有各种各样的抢答器, 但绝大多数是早期设计的, 以模拟电路、数字电路或者模拟电路与数字电路相结合的产品。
这部分抢答器已相当成熟, 但功能越多的电路相对来说就越复杂, 且成本偏高, 故障高, 显示方式简单( 有的甚至没有显示电路) , 无法判断提前抢按按钮的行为, 不便于电路升级换代。
而与非门和非门后的反馈信号的高电平作为解锁存，用555定时器的模型来倒计时，同时以脉冲信号来控制加法器和减法器来控制抢答过程中的计分，应用二极管和数码显示管为主要部件来设计扫描显示器则降低了其复杂性、高故障性以及显示方式简单的问题。
通过课程设计深入理解VHDL语言的精髓和掌握运用所学的知识，达到课程设计的目标。
1.2 设计内容通过VHDL程序设计一个4人参加的智力竞赛抢答计时器，当有某一参赛者首先按下抢答开关时，相应显示灯亮并伴有声响，此时抢答器不再接受其他输入信号。
电路具有回答问题时间控制功能。
要求回答问题时间小于等于100s(显示为0~99)，时间显示采用倒计时方式。
数字逻辑原理与VHDL设计课程设计
数字逻辑原理与VHDL设计课程设计一、课程设计背景数字逻辑原理与VHDL设计是数字集成电路设计专业中的一门重要基础课程，内容涵盖数字电路基础知识、组合逻辑电路设计、时序逻辑电路设计以及数字电路综合和优化等方面。
本课程设计旨在以实践为主，巩固和加深学生的理论知识，提高学生综合运用数字逻辑原理和VHDL语言进行数字电路设计的能力。
二、实验目的通过本次课程设计，要求学生对数字逻辑原理及其应用有更加深入的认识，并掌握以下专业能力：1.掌握数字逻辑电路的基本知识与方法，以及基于VHDL设计数字电路的基本步骤与方法；2.能够运用数字逻辑原理及VHDL语言进行简单数字电路的设计、仿真、综合和下载；3.能够独立进行数字电路设计并解决设计过程中遇到的问题。
三、实验设备和工具1.Xilinx Vivado软件，用于数字电路的综合和仿真；2.FPGA开发板，用于数字电路的下载和实现；3.电脑，用于Vivado软件的安装和使用。
四、实验内容和步骤实验一函数计算器的设计与实现实验目的通过设计一个函数计算器，深入理解组合逻辑电路的设计、实现和仿真过程，同时练习使用VHDL语言进行数字电路的编写、仿真和下载。
实验内容设计一个函数计算器，能够计算并显示四个前缀表达式，包括：–23 45–11 + 22 * 33–23 - 45 / 561./ 45 + 67 - 89其中，加减乘除的运算需要满足基本的优先级规则，即在没有括号的情况下，先乘除后加减。
实验步骤1.设计并编写函数计算器的VHDL代码，包括各种运算模块、数字选择器、显示器控制器等；2.在Vivado软件中进行仿真，验证函数计算器设计的正确性；3.将函数计算器设计综合成比特流文件，下载到FPGA开发板上进行实现和测试。
实验二五位计数器的设计与实现实验目的通过设计一个五位同步加法计数器，深入理解时序逻辑电路的原理、设计和实现过程，同时掌握VHDL语言对时序电路进行设计、仿真和下载的方法。
vhdl与数字系统课程设计
vhdl与数字系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解VHDL的基本语法和结构，掌握VHDL编程的基本方法。
2. 学生能运用VHDL语言设计简单的数字系统，如组合逻辑电路和时序逻辑电路。
3. 学生能理解数字系统的基本原理，掌握数字系统的设计方法和步骤。
技能目标：1. 学生能运用VHDL语言编写代码，实现特定功能的数字电路。
2. 学生能使用相关的EDA工具，如ModelSim进行VHDL代码的仿真和调试。
3. 学生能通过课程设计实践，培养解决实际问题的能力和团队协作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生能培养对数字系统设计和VHDL编程的兴趣，激发创新思维和探索精神。
2. 学生在学习过程中，能树立正确的工程观念，注重实际应用和问题解决。
3. 学生能在团队合作中，学会互相尊重、沟通协作，培养良好的团队精神和职业素养。
课程性质分析：本课程为数字电路与系统相关专业的选修课程，旨在通过VHDL语言的学习，使学生掌握数字系统设计的基本方法和技能。
学生特点分析：学生已具备一定的电子电路基础知识，具有一定的编程能力和实践操作能力，但对VHDL语言和数字系统设计尚处于入门阶段。
教学要求：1. 结合课本内容，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。
2. 通过课程设计，培养学生分析问题、解决问题的能力，增强学生的工程素养。
3. 注重激发学生的学习兴趣，引导学生主动探索，培养创新意识。
二、教学内容1. VHDL基础语法与结构- 数据类型与运算符- 顺序语句与并发语句- 子程序与程序包- 配置与库的运用2. 数字系统原理与设计方法- 组合逻辑电路设计- 时序逻辑电路设计- 数字系统层次化设计方法3. VHDL在数字系统设计中的应用- 代码编写规范与技巧- 仿真与调试方法- 常用数字电路的VHDL实现，如：编码器、译码器、计数器等4. 课程设计实践- 设计题目与要求- 团队协作与分工- 设计报告撰写与答辩教学大纲安排：第一周：VHDL基础语法与结构介绍第二周：数字系统原理与设计方法第三周：VHDL在数字系统设计中的应用第四周：课程设计实践与指导第五周：课程设计总结与评价教学内容关联教材：1. 《数字电路与系统》相关章节：组合逻辑电路、时序逻辑电路设计原理。
vhdl课程设计报告
一、设计目的本课程设计的目的是熟练掌握相关软件的使用和操作。
能对VHD1语言程序进行编译，调试，以及通过计算机仿真，得到正确的仿真波形图，并根据所得仿真波形图分析判断并改进所设计的电路。
在成功掌握软件操作基础上，将所数字电路的基础课知识与VHD1语言的应用型知识结合起来并与实际设计，操作联系起来，即“理论联系实际:深入了解VHD1语言的作用与价值，对用硬件语言设计一个电路系统开始具备一个较完整的思路与较专业的经验。
对EDA技术有初步的认识，并开始对EDA技术的开发创新有初步的理解。
二、设计内容及操作1、设计循环彩灯控制器1.1设计内容设计一个循环彩灯控制器，该控制器控制红，绿，黄三个发光管循环点亮。
要求红发光管亮3秒，绿发光管亮2秒，黄发光管亮1秒。
1.2程序设计1IBRARYIEEE;USEIEEE.STD_10GIC_1164.A11;USEIEEE.STD_1OGIC_UNSIGNED.A11;ENTITYcaideng_2ISPORT(e1k:INSTD_1OGIC;red,green,ye11ow:OUTSTD1OGIC);ENDENTITYCaideng_2;ARCHITECTUREexamp1eOFcaideng_2ISSIGNA1dout:STD_1OGIC_VECTOR(2DoWNTO0);SIGNA1m:STD_10GIC_VECT0R(2DOWNTO0);BEGINred<=dout(2);green<=dout(1);ye11ow<=dout(0);PROCESS(e1k)ISBEGINIF(c1k,EVENTANDC1k=T')THENIF(In="110")THENm<="001";E1SEm<=m+1;ENDIF;CASEmISWHEN"001"=〉dout<=〃100〃；WHEN"010"=>dout<=T00";WHEN，/0ir=>dout<="100";WHEN"100"=>dout<="010";WHEN"101"=>dout<="010";WHEN"110"=>dout<="001";WHENOTHERS=>dout<="000";ENDCASE;ENDIF;ENDPROCESS;ENDARCHITECTURE;1.3仿真波形图14波形图分析在仿真时已经设置好开始时间和结束时间，根据以上的波形图可知，当e1k 信号处于高电平（高低电平可以根据自己所设计的情况自己定义），红发光管最先亮灯（高电平表示亮灯），时间为3s,3s之后绿发光管开始亮灯2s,2s结束黄发光管亮1s,以此循环亮灯，直到仿真结束时间。
VHDL课件VHDL语言及其应用
二选一 用 …⏐… 表示
定义为 用 ::= 表示
语句分隔 用分号 “；” 表示
特殊要强调的内容 用黑体表示
注释
用 “--” 前缀
7பைடு நூலகம்
第二部分 VHDL语言的学习基础 (2)
•书写规定与基本句法单元
▲ 标识符
基本标识符 由VHDL’87支持, 长度不能超过32 个有效字符序列， 字符集:0~9，a~z, A~Z和下划线“_”
--实数0.5的表示
注意：在相邻数字之间插入下划线只为增加可读性，对数值无影响。
9
第二部分 VHDL语言的学习基础 (4)
•书写规定与基本句法单元
▲字符、串、位串
字符： 用单引号括起来，例如，‘A’、‘a’、‘%’
串：用双引号括起来。串内包含双引号字符时，用双写双引号来表示。串长
度超过一行, 用运算符“&”把两个子串连接起来, 例如，
• 信号 抽象描述电路的导线，起保持改变的数值和连接子元件的作用。 信号总是在元件的端口连接元件，元件间交换的信息仅通过信号传送 信号赋值不意味着立即更新其保持的原有内容，因为任何对信号 的赋值操作只能作为预定数值存储在信号的驱动器中，仅当模拟时间 经过起同步作用的语句或再一次启动了进程时才会发生更新动作。 允许利用属性存取过去和当前的数值，可以接受来自变量的赋值
扩展标识符 由VHDL’93，VHDL2001支持，首尾用反斜杠“\”定界， 区分大小写，总与基本标识符不同，字符集：ASCII码， 反斜杠字符要双写，允许任意字符，包括保留字、类型字
▲ 保留字 类型字 专用字
保留字 预留用于专门用途的标识符，VHDL’87,VHDL’93和VHDL2001有差别 类型字 用于表示数据类型的标识符 专用字 用于表示特别信息和常量的标识符
vhdl课程设计模板
vhdl课程设计模板一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握VHDL（Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language）的基本语法、编程技巧和设计方法，培养学生进行数字电路设计的实践能力。
具体目标如下：1.知识目标：–理解VHDL的基本概念、语法和规则；–掌握VHDL编程技巧，包括信号声明、实体描述、架构声明、端口映射、过程声明等；–了解数字电路的设计方法和流程，包括逻辑分析、模块划分、代码编写、仿真测试等。
2.技能目标：–能够使用VHDL编写简单的数字电路模块，如加法器、乘法器、计数器等；–能够进行数字电路的仿真测试，分析电路的功能和性能；–能够进行数字电路的硬件实现，使用FPGA或ASIC器件进行电路调试和验证。
3.情感态度价值观目标：–培养学生的创新意识和团队合作精神，鼓励学生进行自主设计和协作开发；–培养学生对电子工程领域的兴趣和热情，提高学生对数字电路设计的认识和理解。
二、教学内容根据教学目标，本课程的教学内容主要包括VHDL基本语法、编程技巧和数字电路设计方法。
教学大纲如下：1.VHDL基本语法：–信号声明和实体描述；–架构声明和端口映射；–过程声明和组合逻辑设计；–循环语句和条件语句；–子程序调用和参数传递。
2.VHDL编程技巧：–编写简单的数字电路模块，如加法器、乘法器、计数器等；–使用仿真工具进行电路仿真测试，分析电路的功能和性能；–使用硬件描述语言进行数字电路的硬件实现，使用FPGA或ASIC器件进行电路调试和验证。
3.数字电路设计方法：–逻辑分析和模块划分；–代码编写和模块集成；–仿真测试和硬件实现；–电路调试和性能优化。
三、教学方法为了达到教学目标，本课程将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法：教师通过讲解VHDL的基本语法、编程技巧和设计方法，引导学生掌握相关知识；2.讨论法：学生分组进行讨论，分享学习心得和设计经验，促进学生之间的交流和合作；3.案例分析法：分析典型的数字电路设计案例，让学生了解实际应用中的设计方法和技巧；4.实验法：学生动手进行数字电路设计，使用仿真工具进行电路仿真测试，提高学生的实践能力。
彩灯vhdl课程设计
彩灯vhdl课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握彩灯控制的基本原理，理解VHDL语言在数字电路设计中的应用。
2. 学会使用VHDL语言编写简单的彩灯控制程序，理解程序与硬件之间的关联。
3. 了解数字电路的基本测试方法，能够对设计的彩灯程序进行调试和优化。
技能目标：1. 培养学生运用VHDL语言进行数字电路设计的能力，提高编程技巧。
2. 培养学生动手实践能力，能够独立完成彩灯控制电路的搭建和调试。
3. 培养学生团队协作能力，能够在小组合作中发挥个人优势，共同完成课程设计任务。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子设计技术的兴趣，激发创新意识，增强学习动力。
2. 培养学生严谨的科学态度，注重实验数据，遵循实验规律。
3. 培养学生环保意识，关注节能降耗，提高资源利用效率。
本课程针对高年级学生，课程性质为实践性较强的电子设计课程。
结合学生特点，课程目标注重知识掌握、技能培养和情感态度价值观的引导。
通过本课程的学习，学生能够将理论知识与实践相结合，为今后的电子设计领域发展打下坚实基础。
同时，课程目标具体、可衡量，有利于教师进行教学设计和评估，确保课程实施效果。
二、教学内容1. 数字电路基础：回顾数字电路基本原理，重点掌握组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计方法。
相关教材章节：第1章 数字逻辑基础2. VHDL语言基础：学习VHDL语言的基本语法、数据类型、运算符和常用语句。
相关教材章节：第2章 VHDL语言概述与基本结构3. 彩灯控制原理：分析彩灯控制系统的硬件结构和软件设计方法，理解彩灯控制信号的产生与传输。
相关教材章节：第3章 数字电路设计方法4. VHDL编程实践：运用VHDL语言编写彩灯控制程序，实现不同模式的彩灯显示效果。
相关教材章节：第4章 VHDL程序设计实例5. 硬件电路搭建与调试：学习硬件电路的搭建方法，进行彩灯控制电路的调试和优化。
相关教材章节：第5章 数字电路测试与调试6. 课程设计报告：撰写课程设计报告，总结设计过程、经验教训和心得体会。
华工vhdl课程设计
华工vhdl课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握VHDL的基本知识和应用技能，能够使用VHDL进行简单的数字电路设计和仿真。
具体目标如下：1.知识目标：学生能够理解VHDL的基本概念、语法和规则，掌握数字电路的设计原理和方法。
2.技能目标：学生能够使用VHDL语言编写简单的数字电路模块，进行电路仿真和测试，并能够分析和解决设计过程中遇到的问题。
3.情感态度价值观目标：培养学生对电子工程领域的兴趣和热情，提高学生的问题解决能力和创新意识，培养学生的团队合作精神和沟通协调能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括VHDL基本语法、数字电路设计方法和仿真技术。
具体安排如下：1.VHDL基本语法：介绍VHDL的基本元素、数据类型、信号声明、实体描述、架构描述等。
2.数字电路设计方法：介绍组合逻辑电路、时序逻辑电路的设计方法和步骤。
3.仿真技术：介绍使用VHDL进行电路仿真的方法和技巧，包括波形显示、信号分析等。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法：通过教师的讲解和演示，向学生传授VHDL的基本知识和设计方法。
2.讨论法：学生进行小组讨论，鼓励学生提出问题、分享经验和互相学习。
3.案例分析法：通过分析具体的数字电路设计案例，让学生理解和掌握设计方法和技巧。
4.实验法：学生动手进行电路设计和仿真实验，培养学生的实际操作能力和问题解决能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用《华工VHDL课程设计》教材，作为学生学习的基本参考资料。
2.参考书：提供相关的数字电路设计和VHDL编程的参考书籍，供学生进一步学习和深入研究。
3.多媒体资料：制作课件、教学视频等多媒体资料，帮助学生更好地理解和掌握教学内容。
4.实验设备：提供必要的实验设备和工具，如电路仿真器、示波器等，让学生进行实际操作和验证。
vhdl课程设计三态门
vhdl课程设计三态门一、教学目标通过本节课的学习，学生应掌握三态门的基本原理和VHDL语言的编程方法，能够独立完成三态门电路的设计和验证。
具体目标如下：1.了解三态门的基本原理和功能；2.掌握VHDL语言的基本语法和编程方法；3.熟悉三态门电路的设计流程和验证方法。
4.能够运用VHDL语言编写三态门电路的代码；5.能够使用相关工具对三态门电路进行仿真和验证；6.能够分析并解决三态门电路设计中遇到的问题。
情感态度价值观目标：1.培养学生的创新意识和团队协作精神；2.增强学生对电子工程领域的兴趣和热情；3.培养学生严谨的科学态度和良好的沟通能力。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.三态门的基本原理和功能；2.VHDL语言的基本语法和编程方法；3.三态门电路的设计流程和验证方法；4.实际案例分析和相关练习。
具体的教学大纲如下：1.引言：介绍三态门的概念和应用场景；2.三态门的基本原理：讲解三态门的工作原理和电路结构；3.VHDL语言基础：介绍VHDL语言的基本语法和编程方法；4.三态门电路设计：讲解三态门电路的设计流程和注意事项；5.电路验证与仿真：介绍如何使用相关工具对三态门电路进行仿真和验证；6.案例分析与练习：分析实际案例，并进行相关练习。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本节课将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解三态门的基本原理和VHDL语言的基本语法；2.讨论法：引导学生进行小组讨论，共同解决问题；3.案例分析法：分析实际案例，让学生更好地理解三态门电路的设计和验证；4.实验法：引导学生动手实践，完成三态门电路的设计和验证。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将准备以下教学资源：1.教材：提供相关教材，为学生提供理论知识的学习参考；2.参考书：提供相关参考书，帮助学生深入了解三态门电路的设计和验证；3.多媒体资料：制作课件和教学视频，为学生提供直观的学习资源；4.实验设备：准备实验设备，让学生能够动手实践，提高实际操作能力。
VHDL课程设计报告
课程设计课程名称：交通灯设计.一、课程设计内容1．学习ALTERA公司的FPGA/CPLD的结构、特点和性能。
2．学习集成开发软件MAX+plus II/Quartus II的使用及设计过程。
3．熟悉EDA工具设计数字电路设计方法，掌握VHDL硬件描述语言设计方法。
4．根据给定题目设计数字电路，来加深对可编程逻辑器件的理解和掌握。
二、课程设计应完成的工作1．在所选择器件内完成交通灯控制器的设计，要求设计完成后芯片具有交通灯控制器的全部功能、包括显示和操作接口。
2．交通灯控制器要求控制十字路口两道路的交通灯，两道路交替通行，每次通行时间可设定20——60秒之间，每个路口要求有前行、禁止、人行灯。
（根据实际设计进度考虑可以增加左右转向灯，等待和通行时间显示等）。
3．撰写设计说明书一份(不少于2000字)，阐述系统的工作原理，软、硬件设计方法，重点阐述软件思路。
说明书应包括封面、任务书、目录、摘要、正文、参考文献(资料)等内容，以及硬件电路综合图和软件程序清单等材料。
注：设计说明书题目字体用小三，黑体，正文字体用五号字，宋体，小标题用四号及小四，宋体，并用A4纸打印。
三、课程设计进程安排四、设计资料及参考文献1．康华光主编，《电子技术基础-数字部分》，高等教育出版社，1998。
2．谭会生等主编，《EDA技术及应用》，西安电子科技大学出版社，2001 3．潘松等主编，《EDA技术实用教程》，科学出版社，20064．雷伏容主编，《VHDL电路设计》，清华大学出版社，2006 5．Charles H.Roth等著，《数字系统设计与VHDL》，电子工业出版社，2008五、成绩评定综合以下因素：(1) 说明书及设计图纸的质量(占50%)。
(2) 独立工作能力及设计过程的表现(占30%)。
(3) 回答问题的情况(占20%)。
说明书和图纸部分评分分值分布如下：1、任务分析与设计思路（10分）要求说明设计任务的具体技术指标打算如何实现，根据实现各技术指标的解决方法，提出总体设计的思路和解决方案，说明其中关键问题及其解决办法。
《VHDL语言程序设计》课程教学大纲
《VHDL语言程序设计》课程教学大纲课程简介课程简介:本课程为软件工程专业嵌入式专业方向的专业课，是开发基于FPGA/CPLD嵌入式系统的必备基础。
主要内容包括FPGA/CPLD目标器件的结构和工作原理、EDA技术和工作流程、VHDL基础知识、VHDL实用方法和设计深入、原理图输入法、LPM宏功能模块实用方法、状态机设计以及EDA优化设计。
目的是为后续课程的学习和嵌入式系统的设计作必须的基础准备。
课程大纲一、课程的性质与任务：本课程是软件工程专业的专业方向课程。
教学任务主要包括使学生了解EDA技术的工作流程，正确使用开发平台，掌握以VHDL为代表的硬件描述语言的基本知识、编程实用方法和工程设计方法，掌握原理图设计法、状态机设计法，能够正确使用IP Core和LPM等宏功能模块。
本课程是软件工程专业嵌入式专业方向的第一门专业方向课，是后续课程的必备基础，具有较重要的地位。
二、课程的目的与基本要求：本课程涉及到的学科基础知识面广，要求软硬件兼备，需要较好的学科基础。
通过本课程的学习，最终达到能够设计基于FPGA/CPLD的ASIC，并能进行EDA优化的目的。
三、面向专业：软件工程四、先修课程:《计算系统基础》五、本课程与其它课程的联系：本课程的先行课程是计算系统基础。
服务的主要后续课程包括基于FPGA的嵌入式软件开发、基于ARM的嵌入式软件开发等。
六、教学内容安排、要求、学时分配及作业：第一章概述（2学时）1.1 EDA技术及其发展（C）1.2 硬件描述语言硬件描述语言种类、自顶向下设计方法、EDA工程设计流程。
（A）1.3 面向FPGA/CPLD的开发流程设计输入、分析综合、布局布线、仿真、下载和硬件测试。
（A）1.4 IP Core 及EDA技术发展趋势。
（C）第二章 FPGA硬件特性与编程技术（8学时）2.1 PLD发展历程及其分类（c）2.2 低密度PLD工作原理PROM、PLA、PAL、GAL。
VHDL数字电路设计教程课程设计 (2)
VHDL数字电路设计教程课程设计1. 课程设计背景随着数字电路在现代电子产品中的广泛应用，对数字电路设计的需求也越来越大。
而作为数字电路设计的重要工具和方法之一的硬件描述语言VHDL也被广泛应用。
为了让学生在学习数字电路和VHDL语言时能够掌握实际的设计技能，本课程针对数字电路和VHDL语言的基本原理和应用进行授课和课程设计，旨在培养学生的实际操作和解决实际问题的能力。
2. 教学目标本课程旨在使学生掌握数字电路和VHDL语言的基本原理和应用，具备以下能力：•掌握数字电路和VHDL语言的基本语法和编程思路；•能够独立完成数字电路和VHDL语言的设计、仿真和综合；•能够解决数字电路和VHDL语言设计中出现的实际问题；•具备一定的实际数字电路设计经验和VHDL编程能力。
3. 教学大纲3.1 数字电路基础•数字电路基本概念•数字逻辑门电路和代数表达式•组合逻辑电路设计•时序逻辑电路设计•计数器设计•存储器设计3.2 VHDL语言基础•VHDL语言概述•实体声明和体系结构•VHDL数据类型和常量•基本的VHDL语言结构•组合逻辑设计•时序逻辑设计•设计复用和程序结构•模拟和综合3.3 VHDL数字电路设计实践（1）多位计算机算术逻辑单元设计（2）VHDL编程设计电话拨号系统（3）VHDL和FPGA技术共同设计数字时钟4. 教学方法本课程将采用以下教学方法：•知识讲授：通过讲授数字电路和VHDL语言的基本原理，让学生掌握基本概念和设计思路；•实验操作：通过实验操作的方式带领学生熟练掌握数字电路和VHDL 语言的设计、仿真和综合技术；•课程设计：通过将学生划分为若干小组，让小组成员共同合作完成数字电路和VHDL语言的具体设计和实现，培养学生的团队合作和沟通能力；•课堂讨论：通过课堂讨论的方式激发学生的思维和提升学生的思考能力；•教师点评：通过对学生作业和课程设计的点评，提供指导和建议，帮助学生不断提升自身的设计能力。
VHDL硬件描述语言与数字逻辑电路设计修订版课程设计
VHDL硬件描述语言与数字逻辑电路设计修订版课程设计一、前言VHDL硬件描述语言作为一种定义数字电路和计算机应用领域的硬件的语言，被广泛使用。
数字逻辑电路是计算机系统中的基础，是计算机组成原理中十分重要的课程，学习数字逻辑电路对于理解计算机的工作原理、编写程序和实现硬件都是至关重要的。
本次课程设计对VHDL硬件描述语言和数字逻辑电路设计进行了修订。
二、设计目的通过数字逻辑电路和VHDL硬件描述语言的基本概念的学习，使学生了解数字逻辑电路的原理和设计方法，掌握VHDL硬件描述语言的基本语法和使用方法，提高学生的分析和设计能力。
三、设计内容1.数字逻辑电路基础知识：包括数字逻辑基本概念、编码器、解码器、多路选择器、多路复用器、加法器、减法器、比较器等概念和电路图。
2.VHDL硬件描述语言基本概念：包括VHDL的发展简史、VHDL基本语法、数据类型、程序结构等内容。
3.VHDL语言在数字逻辑电路设计中的应用：包括VHDL编程环境（Xilinx软件的使用、仿真、下载）、VHDL的数据类型和运算符及实现方法、数字电路的建模方法等。
4.VHDL应用：以课程要求的特定数字逻辑电路为例，使用VHDL进行模块的建立、仿真、综合和下载。
完成数字逻辑电路的设计。
四、设计流程1. 数字逻辑电路基础知识的学习在课堂上，通过理论讲解和实例分析，学习数字逻辑电路的基本概念，并进行相关电路图的学习。
2. VHDL基础的学习通过理论讲解和实例分析，学习VHDL的基础知识，掌握VHDL的基本语法、数据类型和程序结构，了解VHDL的发展简史和应用领域。
3. VHDL语言在数字逻辑电路设计中的应用通过实例分析和教学实践，学习VHDL语言在数字逻辑电路设计中的应用，并熟练掌握VHDL编程环境（Xilinx软件的使用、仿真、下载）、VHDL的数据类型和运算符及实现方法、数字电路的建模方法等。
4. 数字逻辑电路设计的实践以课程要求的特定数字逻辑电路为目标，使用VHDL进行模块的建立、仿真、综合和下载。
《VHDL语言及应用》Quartus II 软件使用与 VHDL 基础程序设计实验
《VHDL语言及应用》Quartus II 软件使用与 VHDL 基础程序设计实验一、实验目的：（1）掌握 Quartus II 开发软件的基本使用，包括新建工程，代码编写与添加，工程编译与综合，建立波形仿真等步骤；（2）通过与门电路（AndGate）功能的编写，掌握 VHDL 程序的基本设计结构。
二、实验设备及软件：电脑，Quartus II 软件四、实验过程1.新建工程打开软件，File--New--New Quartus II Projec然后点击OK, 新建工程的第一个界面直接点击 Next, 界面第一行要在FPGA工程文件夹路径后再加上单独工程的名字，界面第二，第三行分别与工程目录名设定相同，因此都写AndGate。
选择实验需要的器件型号。
2.新建与添加代码文件对.vhd文件先进行编辑，编辑之后才可进行保存，点击左上方保存按钮，将代码文件保存至工程目录中，文件名为 AndGate。
第1行，第2行：库、程序包的调用说明。
第4行：ENTITY实体名IS。
第6行，第7行：输入的端口类型，输出的端口类型。
第12行：将信号赋值给对应的输出端口。
3.工程编译编译完成，通过下方的 Message窗口可以确认编译是否成功，如有错误，从Message信息提示判断代码何处出现错误，在编译完成后，点击左侧编译窗口中的RTL Viewer 可以查看代码综合生成的电路，此时编译窗口中还有一布EDA Netlist Writer没有自动完成，如果要进行功能波形仿真，则此时要再双击EDA Netlist Writer完成。
4.波形仿真点击左上角的 File—New--Vector Waveform File点击OK，出现波形文件界面后，点击左上方保存按钮，将其保存至工程目录中，默认命名与工程名相同，都为AndGate。
在波形文件界面左侧的Name拦中右键，选择Insert-->Insert Node or Bus，在弹出的界面中，点击Node Finder。
VHDL实用教程课程设计
VHDL实用教程课程设计1. 介绍VHDL（VHSIC Hardware Description Language）是一种硬件描述语言，适用于系统级设计和验证。
它是一个既能描述数字电路也能描述模拟电路的设计语言，在集成电路和嵌入式系统的设计中得到广泛应用。
本课程设计将通过实际练习，让学生掌握VHDL语言，并且了解其在数字电路设计中的应用。
2. 课程设计目标本课程设计旨在让学生：1.掌握VHDL语言的基本语法和结构；2.熟悉数字电路设计的方法论；3.理解数字电路中状态机的设计原理；4.实现一个功能齐全的电路设计，利用VHDL描述电路，并在FPGA上进行实际实现。
3. 预备知识在学习本课程设计之前，学生应该了解：1.数字电路基础知识，比如逻辑门、分频器等；2.编程基础知识，比如C语言等。
4. 课程设计内容4.1 熟悉VHDL学习VHDL的基本语法和结构，包括数据类型、变量声明、信号声明、过程语句等。
通过简单的代码编写和仿真，加深对VHDL语言的理解。
4.2 数字电路设计了解数字电路的基础知识，理解数字电路设计的方法论，学习数字电路中的门电路设计、分频器设计等。
4.3 状态机设计理解数字电路中状态机的设计原理，包括状态转移图、状态表等概念，学习状态机的实现方法。
4.4 电路设计实现利用之前所学的VHDL语言，实现一个功能齐全的电路设计，包括设计和仿真过程。
通过FPGA实际实现，检验电路设计的正确性和可行性。
5. 实测结果通过本次课程设计，我们实现了一个基于FPGA的电路设计，成功实现了目标功能。
通过课程设计的过程，学生们不仅学会了VHDL语言，更加深入了解了数字电路设计和状态机设计的原理。
同时，在实操中，学生们也掌握了电路设计的方法和实现过程。
本次课程设计对学生们的实践能力和电路设计能力提高非常有益。
6. 总结本课程设计通过实践的方式，让学生们更加深入地了解VHDL语言和数字电路设计。
通过实际操作，学生们熟练掌握了VHDL语言和数字电路设计的基础知识，同时也掌握了具体的实现方法。
VHDL专业课程设计
可编程逻辑器件及应用课程设计题目：数字电子钟设计和实现姓名：11111学号：班级：同组人员：1111指导老师：1111完成日期：目录一、设计目标二、设计内容三、设计原理四、设计方法4.1分频器（输入1024Hz频率，输出1Hz和512Hz信号）4.2六十进制计数器4.3二十四进制计数器4.4整点报时模块（数据选择器）4.5校时校分模块4.6完整数字钟4.7开发平台及硬件显示结果五、课程设计总结一、设计目标1.熟练利用数字系统设计方法进行数字系统设计2.掌握较复杂数字系统设计3.掌握原理图设计方法和VHDL语言设计方法二、设计内容分别用原理图和VHDL语言设计1.显示时、分、秒数字钟，显示格式以下：含有清零、校时、校分、整点报时等功效三、设计原理该系统由振荡器、分频器、“时、分、秒”计数器、译码器及显示器、校时电路、整点报时电路等组成。
石英晶体振荡器和分频器产生整个系统时基信号，它直接决定计时系统精度。
“秒计数器”采取六十进制计数器，每累计60秒向“分计数器”进位；“分计数器”采取六十进制计数器，每累计60分向“时计数器”进位；“时计数器”采取二十四进制计数器，根据“24翻1”规律计数。
“时、分、秒”计数器输出经译码器送显示器显示。
校时电路用来当计时出现误差时对“时、分、秒”进行校对调整。
整点报时电路是依据计时系统输出状态产生一脉冲信号，然后去触发音频发生器实现报时。
四、设计方法4.1分频器（输入1024Hz频率，输出1Hz和512Hz信号）数字钟系统中需要1Hz、512Hz、1024Hz三种脉冲信号。
1Hz信号用于计数秒信号，也用于校时、校分信号，1024Hz和512Hz用于整点报时。
因为系统板上提供1024Hz信号，用分频器可得到这些信号。
1)原理图设计原理图设计时，可用三个16进制计数器74161串接后得到1Hz、512Hz 两种脉冲信号。
分频器原理图：分频器仿真波形：由仿真波形能够看出，输入为1024Hz（试验仿真时没有正确计算周期）信号，512Hz输出端频率变为输入二分之一，1Hz输出端频率变为输入1/1024,可知所设计分频器含有将1024Hz信号分频得到512Hz和1Hz信号功效。
第3讲VHDL语言及应用
第三讲 VHDL语言及应用
例：一个 完整描述（3 bit计数器）
Entity counter3 is Port ( clk , reset : in bit; count : out integer range 0 to 7) ; End counter3 ; Architecture my_arch of counter3 is signal count_tmp : integer range 0 to 7 ; begin process begin wait until ( clk‘event and clk = ‗1‘ ); if reset = ‗1‘ or count_tmp = 7 then count_tmp <= 0; else count_tmp <= count_tmp + 1 end if ; end process ; count <= count_tmp; End my_arch ;
第三讲 VHDL语言及应用
类属（generic）说明语句
用以设定实体或元件的内部电路结构和规模。它
常用于定义实体端口的大小、设计实体的物理特性、
总线宽度、元件例化的数量等。模块化设计时多用于
不同层次模块之间信息的传递。可从外部改变内部电
路结构和规模。必须放在端口说明之前。 Generic （ 常数名称 ：数据类型[：=设定值]； … … 常数名称 ：数据类型[：=设定值]）； -- 注意最后语句
4. VHDL语言特点 ① VHDL具有强大语言结构，系统硬件描述能力强
、设计效率高；具有较高的抽象描述能力。
如 ‥ 一 个 8 位 全 加 器 的 电 原 理 图
第三讲 VHDL语言及应用
用VHDL描述的8位全加器：
用于逻辑综合的VHDL第三版课程设计
用于逻辑综合的VHDL第三版课程设计引言VHDL (VHSIC Hardware Description Language) 是一种硬件描述语言，广泛应用于数字电路设计和硬件设计领域。
在数字电路设计过程中，逻辑综合是一个非常重要的步骤。
逻辑综合是将高层次的电路设计代码转化为低层次的硬件布局，并且进行优化。
为了学习和掌握VHDL编程和逻辑综合技术，本文档将介绍一篇用于逻辑综合的VHDL第三版课程设计。
设计目标本课程设计的目标是为学生提供一种实践机会，让他们在具体的项目开发中学习和掌握VHDL编程和逻辑综合技术。
本课程设计的具体目标如下：1.学生可以熟练掌握VHDL编程的基本语法，包括entity、architecture、process等。
2.学生可以掌握VHDL模块化设计的基本原则，包括抽象、封装和复用。
3.学生可以了解逻辑综合的基础知识，包括综合基元、综合算法等。
4.学生可以针对给定的电路原理图设计VHDL模块，并进行逻辑综合，得到优化的逻辑电路。
5.学生可以通过仿真验证自己的VHDL设计是否正确，并进行分析和调试。
设计内容本课程设计是一个综合性实践项目，包括VHDL的基本语法和逻辑综合的基本知识。
具体设计内容如下：电路原理图给定一个简单的4位控制器电路原理图，如下所示：+---+reset ----------| |clr ----------| |--+---+| | | |d_in_0[3..0] ----| |--| | +-----+d_in_1[3..0] ----|ALU|--|nc |-----| |d_out_0[3..0] --- | |--| | |reg 0|d_out_1[3..0] --- | |--|nc |-----| || | | | +-----+| | |+---+ || +-----+clk ---------------------| | |----|reg 1|| |+-----+其中，reset, clr和clk均为电路的输入信号，d_in_0[3..0]和d_in_1[3..0]为4位输入数据，ALU为逻辑运算模块，d_out_0[3..0]和d_out_1[3..0]为4位输出数据，reg 0和reg 1为寄存器模块。
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VHDL语言及其应用课程设计
一、前言
VHDL（VHSIC Hardware Description Language）是一种用于描述数字系统、芯片、电路板和系统级应用的硬件描述语言。
作为一种硬件描述语言，VHDL使用定义来描述设计，供计算机程序执行和仿真。
VHDL被认为是数字电子工程领域中最强大、最灵活的硬件描述语言之一。
在本次课程设计中，我们将通过VHDL语言来设计一个数字系统，从而理解和熟悉VHDL语言的应用以及数字系统的设计方法。
二、开发环境
在我们进行VHDL语言开发之前，需要准备以下开发环境：
•Vivado：Vivado是一款由Xilinx公司开发的集成开发环境（IDE），可用于设计数字系统的FPGA、ASIC和Soc（System on Chip）。
•VHDL仿真器：VHDL仿真器用于测试和仿真我们设计的数字系统，常用的VHDL仿真器有ModelSim等。
三、课程设计
在本次课程设计中，我们将设计一个简单的数字系统，该系统可以对两个8位数字进行求和运算，并输出计算结果。
具体的设计过程如下：
1.设计输入
首先，我们需要定义输入信号的格式。
在本次设计中，我们需要两个8位的输入信号，因此输入信号的格式如下：
entity Input_Output is
port(
A_In, B_In :in std_logic_vector(7downto0);
Sum :out std_logic_vector(7downto0)
);
end Input_Output;
在上述代码中，我们使用标准逻辑向量来定义输入信号的格式，其中A_In和B_In是两个8位输入信号，Sum是输出结果。
2.计算过程
接下来，我们需要进行计算过程的设计。
在本次设计中，我们将对输入信号进行加法运算，因此我们需要定义一个计算模块来实现这一功能。
由于VHDL是一种面向过程的语言，因此我们需要使用过程来实现计算过程：
architecture Behavioral of Input_Output is
signal sum_temp :unsigned(7downto0);
begin
add_proc:process(A_In,B_In)
begin
sum_temp <=unsigned(A_In) +unsigned(B_In);
end process add_proc;
Sum <=std_logic_vector(sum_temp);
end Behavioral;
在上述代码中，我们首先定义一个sum_temp信号来存储计算结果，接下来使用一个过程来实现加法运算。
最后，将计算结果转换为标准
逻辑向量，并输出。
3.仿真和测试
最后，我们需要进行仿真和测试，以保证我们的数字系统能够正常
工作。
在这里，我们使用ModelSim仿真器来对我们的数字系统进行测试。
4.编译和实现
完成最后的测试之后，我们需要将数字系统编译并加载到我们的FPGA设备中。
在这里，我们使用Vivado工具来编译和实现我们的数字系统。
四、总结
通过本次课程设计，我们学习了VHDL语言的应用以及数字系统的设计方法。
VHDL是一种非常强大和灵活的硬件描述语言，可以用于描述数字系统、芯片、电路板和系统级应用。
在数字系统的设计中，我们需要设计输入信号、计算过程和输出信号，并使用VHDL仿真器进行测试和验证。
最后，我们还需要将数字系统编译并加载到我们的FPGA 设备中以进行实际应用。
在今后的学习和工作中，我们还可以进一步学习VHDL语言的高级应用，比如使用VHDL语言进行高级数字信号处理、FPGA加速和数字电路设计等。