VHDL课程设计模板

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VHDL硬件课程设计实验报告参考模板

硬件课程设计实验报告一、全加器设计1、实验目的(1)了解四位全加器的工作原理。

(2)掌握基本组合逻辑电路的FPGA实现。

(3)熟练应用Quartus II进行FPGA开发。

2、实验原理全加器是由两个加数X i和Y i以及低位来的进位C i-1作为输入，产生本位和S i以及向高位的进位C i的逻辑电路。

它不但要完成本位二进制码X i和Y i相加，而且还要考虑到低一位进位C i-1的逻辑。

对于输入为X i、Y i和C i-1，输出为S i和C i的情况，根据二进制加法法则可以得到全加器的真值表如下表所示：全加器真值表X i Y i C i-1S i C i0 0 0000 0 1100 1 0100 1 1011 0 0101 0 1011 1 0011 1 111由真值表得到S i和C i的逻辑表达式经化简后为：这仅仅是一位的二进制全加器，要完成一个四位的二进制全加器，只需要把四个级联起来即可。

i3、实验内容本实验要完成的任务是设计一个四位二进制全加器。

具体的实验过程就是利用实验系统上的拨动开关模块的K1～K4作为一个加数X输入，K5～K8作为另一个加数Y输入，用LED模块的LED1～LED8来作为结果S输出，LED亮表示输出‘1’，LED灭表示输出‘0’。

实验箱中的拨动开关、LED与FPGA的接口电路，以及拨动开关、LED与FPGA的管脚连接在以前的实验中都做了详细说明，这里不在赘述。

4、实验现象与结果以设计的参考示例为例，当设计文件加载到目标器件后，拨动相应的拨动开关，输入两个四位的加数，则在LED灯上显示这两个数值相加的结果的二进制数。

5、实验报告(1)出不同的加数，绘仿真波形，并作说明。

(2)在这个程序的基础上设计一个八位的全加器。

(3)在这个程序的基础上，用数码管来显示相乘结果的十进制值。

(4)将实验原理、设计过程、编译仿真波形和分析结果、硬件测试结果记录下来。

二、七段数码显示设计1、七段显示基本原理七段显示器，在许多产品或场合上经常可见。

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分频器课程设计

VHDL分频器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解VHDL语言的基本概念，掌握VHDL语言的基本语法结构；2. 学生能掌握分频器的工作原理，了解分频器在数字系统中的应用；3. 学生能运用VHDL语言设计简单的分频器电路，并实现预期的分频功能。

技能目标：1. 学生能运用所学知识，独立完成VHDL分频器代码编写；2. 学生能通过仿真软件对所设计的分频器进行功能验证，并分析其性能；3. 学生能运用所学技能解决实际工程问题，具备一定的实践操作能力。

情感态度价值观目标：1. 学生对VHDL语言及数字系统设计产生兴趣，提高学习积极性；2. 学生通过课程学习，培养团队协作精神，提高沟通与交流能力；3. 学生在课程实践中，养成严谨、认真的学习态度，树立正确的工程观念。

课程性质：本课程为实践性较强的专业课，要求学生具备一定的数字电路基础和VHDL语言知识。

学生特点：学生处于高年级阶段，具有一定的专业基础知识和实践能力，但个体差异较大。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，充分调动学生的学习积极性，提高学生的实践操作能力。

在教学过程中，注重培养学生的团队协作精神和工程观念。

通过本课程的学习，使学生能够掌握VHDL分频器的设计方法，为后续相关课程的学习和实际工程应用打下坚实基础。

二、教学内容1. VHDL语言基础回顾：复习VHDL的基本语法、数据类型、信号与变量、行为描述与结构描述等基本概念，确保学生具备扎实的VHDL编程基础。

教材章节：第二章 VHDL语言基础内容列举：基本语法、数据类型、信号与变量、行为描述与结构描述2. 分频器原理及分类：介绍分频器的工作原理、分类及性能指标，使学生了解不同类型分频器的优缺点及适用场景。

教材章节：第五章分频器设计与实现内容列举：分频器原理、分类、性能指标3. VHDL分频器设计方法：讲解基于VHDL语言的分频器设计方法，包括计数器法、移位寄存器法等，并分析各种方法的优缺点。

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。

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课程设计报告写作参考模板(胡仕刚编).d22222总结

湖南科技大学潇湘学院信息与电气工程系《课程设计报告》题目：硬件描述语言课程设计专业：通信工程班级：二班姓名：学号：指导教师：胡仕刚2016年 1 月 8 日课程设计任务书摘要VHDL的英文全写是：VHSIC（Very High Speed Integrated Circuit）Hardware Description Language.翻译成中文就是超高速集成电路硬件描述语言。

因此它的应用主要是应用在数字电路的设计中。

VHDL主要用于描述数字系统的结构，行为，功能和接口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。

在目前，可编程逻辑器件、单片机、DSP已经成为数字系统的硬件基础，而从事数字系统的设计必须掌握可编程逻辑器件的设计方法，而VHDL语言是一种标准的数字系统硬件电路设计语言，为所有可编程逻辑器件厂商所支持，已成为电路设计人员和电子设计工程师必须掌握的工具。

VHDL语言是培养信息类专门人才的一门必修的专业基础课程。

通过本次课程设计，使我们能够学习和掌握现代电子系统设计的新技术、新器件，掌握硬件描述语言VHDL的编程技术和硬件描述方法，能够对设计系统进行规范描述掌握相关软件的使用，操作。

能对VHDL 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。

本次课程设计设计主要使用了VHDL语言，采用的开发软件是MAXPLUS II，设计一个多功能数字钟。

在MAXPLUS II开发平台下进行了编译、仿真、下载，实现了基本记时显示和设置、调整时间、报时和闹钟功能。

关键词：EDA；VHDL ；Max+plus II；目录1.设计目的 (2)2.设计任务 (2)3.设计要求 (2)4.设计内容 (3)5.电路工作原理 (4)5.1交通灯工作原理 (4)5.2五人表决器工作原理 (4)6.主要程序和仿真结果 (5)6.1交通灯程序 (5)6.2仿真结果模块分析 (6)6.3五人表决器程序 (7)4.4仿真结果模块分析 (9)7.心得体会 (13)参考文献 (14)一，设计目的：1，学习使用EDA开发工具MAX+plusII。

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课程设计报告

VHDL课程设计报告一、题目要求（1）、EDA实验板组装调试参照提供的EDA实验板电路原理图、PCB图以及元器件清单进行电路板的组装，组装过程中要求能读懂电路原理图，了解各部分电路工作的原理。

电路板组装完成后，编写以下三个小程序进行电路板测试：1、流水灯程序编写一个流水灯程序，使实验板上DS2—DS13十二个LED依次循环点亮。

2、数码管动态扫描程序了解BCD—七段锁存译码器CD4511的工作原理及数码管动态扫描技术，编写一个程序，使EDA实验板上的8位数码管由“0000 0000”按一定的频率自加一直到“9999 9999”，然后归零不断循环以上过程。

3、矩阵键盘扫描程序了解矩阵键盘扫描原理，编写一程序，当按下实验板上十六个按键任一键，数码管上显示相应键值1—16。

以上测试程序先经软件仿真通过后下载到实验板上进行测试，观察实验结果，若与预期设计不符则应对软、硬件进行细心检查，排除故障。

完成以上电路板组装且调试通过后可进行第二部分红外遥控系统的设计。

（2）、红外遥控系统的设计红外遥控系统由发射编码和接收解码两个部分组成，本课程设计要求制作发射编码电路板（遥控器）以及编写程序在EDA实验板上实现接收解码，具体说明如下：1、发射编码部分发射编码部分要求使用指定的元器件在万用板上完成红外遥控器的制作，该部分电路原理图参照《PT2248数据手册》，制作前请详细阅读《红外遥控器制作说明》，制作时要求元器件在万用板上排列整齐，布局合理，焊接良好，各按键功能正常，均能发送编码。

2、接收解码部分接收解码用VHDL语言编写程序，在EDA实验板上实现解码，要求具有以下功能：（1）基本要求：（a）将一体化红外接收解调器的输出信号解码（12个单击键、6个连续键，单击键编号为7－18，连续键编码为1－6），在EDA实验板上用七段数码管显示出来；（b）当按下遥控器1—6号连续键时，在EDA实验板上用发光二极管点亮作为连续键按下的指示，要求遥控器上连续键接下时指示灯点亮，直到松开按键时才熄灭，用于区别单击键。

VHDL音频发生器课程设计

VHDL音频发生器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解VHDL语言的基本语法和结构，掌握利用VHDL进行数字电路设计的基本方法。

2. 学生能掌握音频发生器的原理，了解其工作流程及组成结构。

3. 学生能运用VHDL语言编写程序，实现一个简易的音频发生器。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，使用VHDL设计并实现音频发生器，提高实际操作能力。

2. 学生通过课程学习，培养解决实际问题的能力，学会查阅资料、分析问题、设计方案、调试程序等过程。

情感态度价值观目标：1. 学生在学习过程中，培养对电子设计、编程的兴趣和热情，提高创新意识和团队协作精神。

2. 学生能够认识到电子技术在现实生活中的应用，增强对科技发展的关注，培养社会责任感和使命感。

本课程针对高中年级学生，结合电子技术课程内容，以VHDL语言为基础，设计一个音频发生器。

课程性质为实践性、综合性，注重培养学生的动手能力和实际问题解决能力。

在教学过程中，要求教师引导学生积极参与，注重启发式教学，鼓励学生提出问题、解决问题，从而实现课程目标。

通过本课程的学习，学生能够达到以上所述的知识、技能和情感态度价值观目标，为后续相关课程学习打下坚实基础。

二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. VHDL语言基础：讲解VHDL的基本语法、数据类型、运算符、信号与变量等，对应教材第1章内容。

2. 数字电路设计原理：介绍数字电路设计的基本概念、原理和方法，重点讲解时钟信号、触发器、计数器等基本电路，对应教材第2章内容。

3. 音频发生器原理：分析音频发生器的工作原理、组成结构以及关键参数，对应教材第3章内容。

4. VHDL程序设计：结合实际案例，教授如何利用VHDL语言编写程序，实现数字电路的设计，对应教材第4章内容。

5. 音频发生器设计与实现：引导学生运用所学知识，设计并实现一个简易的音频发生器，包括程序编写、调试与优化等，对应教材第5章内容。

6. 实践操作与总结：安排学生进行实践操作，培养动手能力，并对设计过程中遇到的问题进行总结和分析，提高解决问题能力。

vhdl课程设计

《VHDL硬件描述语言与数字逻辑电路设计》课程设计报告实验台号：16号姓名：陈洁学号：0704040216专业：通信工程班级：2班指导老师：管志利老师湖南科技大学课程设计材料一、课程设计的目的和任务：1，熟悉软件编程环境，熟练使用max-plus2软件的各项功能；2，编写VHDL语言程序，熟悉程序编写调试的一般过程，通过具体实验巩固所学VHDL语言程序的理论知识；3,了解编译与仿真的作用与意义；4,熟练掌握简单的VHDL语言语句与程序结构。

踏实的完成此次课程设计的教学将为学生进一步深入了解电子产业的发展与内容，积极投身于工程技术的开发与研究特别是EDA 技术的发展奠定一定的基础。

二、设计的基本要求:1．熟悉数字电路及相关专业课程的基本知识并能联系具体程序2．正确操作使用VHDL语言相关软件，能编译，调试，仿真VHDL语言程序3．设计数字电路，编写程序，实现电路功能。

三、课程设计内容：1．设计60进计数器：设计一个BCD码60进计数器。

要求实现同步，异步两种情况，且规定个位显示0~9，十位显示0~5，均用4位二进制数表示。

在此基础上试用VHDL语言描述中小规模集成电路74LS169。

2．循环彩灯控制器：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。

3，抢答器的程序设计：设计一个二人抢答器，用两灯来表示两人抢答的顺序，从而来表示是谁抢答到了四、课程设计方案及源程序:1．设计60进计数器：1)设计思想：两个同步计数器，一个实现个位计数，一个实现十位计数，当个位计数到9时，十位的计数器加一，并个位计数器清零，继续自加，如此循环，直到十位到5，即计数到59，一端口输出高电平，十位和个位计数器清零，如此循环。

2）源程序：LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY bcd60count ISPORT(clk,bcd1wr,bcd10wr,cin:STD_LOGIC;CO:OUT STD_LOGIC;datain:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);bcd1:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);bcd1m:OUT STD_LOGIC_VECTOR(2DOWNTO 0));END ENTITY bcd60count;ARCHITECTURE rtl OF bcd60count ISSIGNAL bcd1n:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); SIGNAL bcd10n:STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0); BEGINbcd1<=bcd1n;bcd1m<=bcd10n;PROCESS(clk,bcd1wr)ISBEGINIF(bcd1wr='1')THENbcd1n<=datain;ELSIF(clk'EVENT AND clk='1')THENIF(cin='1')THENIF(bcd1n=9)THENbcd1n<="0000";ELSEbcd1n<=bcd1n+1;END IF;END IF;END IF;END PROCESS;PROCESS(clk,bcd10wr)ISBEGINIF(bcd10wr='1')THENbcd10n<=datain(2 DOWNTO 0);ELSIF(clk'EVENT AND clk='1')THENIF(cin='1' AND bcd1n=9)THENIF(bcd10n=5)THENbcd10n<="000";ELSEbcd10n<=bcd10n+1;END IF;END IF;END IF;END PROCESS;PROCESS(bcd10n,bcd1n,cin)ISBEGINIF(cin='1' AND bcd1n=9 AND bcd10n=5)THEN co<='1';ELSEco<='0';END IF;END PROCESS;END ARCHITECTURE rtl;2．循环彩灯控制器：1）设计思想：一个六秒计数器，并通过一个控制器分别分给红发光管亮3秒，绿发光管亮2秒，黄发光管亮1秒。

乘法器vhdl课程设计

乘法器vhdl课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解乘法器的原理及其在数字信号处理中的应用。

2. 掌握VHDL语言的基本语法和结构，能够使用VHDL进行简单的程序编写。

3. 学习并掌握利用VHDL设计乘法器的方法，理解其位运算和结构设计。

技能目标：1. 能够运用所学知识，独立设计并实现一个简单的乘法器VHDL程序。

2. 培养学生利用电子设计自动化（EDA）工具进行代码编写、仿真和测试的能力。

3. 提高学生的问题分析能力，学会使用VHDL解决实际的数字电路设计问题。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对于电子信息和数字电路设计的兴趣，激发学生创新精神和探索欲望。

2. 增强团队合作意识，通过小组讨论和协作，提高学生之间的沟通能力和协作解决问题的能力。

3. 强化学生的工程伦理观念，了解所学技术在国家经济发展和国防建设中的重要性，树立正确的价值观。

本课程针对高年级电子信息工程及相关专业学生设计，结合学生已具备的基础知识和课程性质，以实践性和应用性为导向，旨在通过具体的乘法器VHDL课程设计，将理论知识与实践技能相结合，提升学生解决实际工程问题的能力。

通过本课程的学习，学生应能够展示出上述具体的学习成果。

二、教学内容1. 乘法器原理回顾：包括乘法器的基本工作原理，不同类型的乘法器结构对比，以及乘法器在数字信号处理中的应用。

- 相关教材章节：第三章“数字电路基础”，第5节“算术逻辑单元”。

2. VHDL语言基础：VHDL的基本语法，数据类型，信号与变量，运算符，顺序与并行语句，进程，实体和架构等。

- 相关教材章节：第五章“硬件描述语言VHDL”，第1-3节。

3. 乘法器的VHDL设计方法：- 位运算乘法器设计原理与实现。

- 流水线乘法器设计原理与实现。

- 相关教材章节：第五章“硬件描述语言VHDL”，第4节“VHDL设计实例”；第六章“数字信号处理器的硬件实现”，第2节“乘法器的硬件实现”。

4. EDA工具的应用：利用EDA工具进行VHDL代码的编写、编译、仿真和测试。

vhdl安全锁课程设计

vhdl安全锁课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解VHDL语言的基本概念，掌握VHDL语言的编程规范；2. 学生能运用VHDL语言设计并实现一个安全锁的数字电路；3. 学生了解安全锁的工作原理，理解数字电路的设计与仿真过程。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，独立完成VHDL代码的编写；2. 学生能够利用仿真软件对安全锁电路进行测试与验证；3. 学生通过课程学习，培养解决实际问题的能力，提高创新意识和团队协作能力。

情感态度价值观目标：1. 学生对电子设计产生兴趣，提高对电子信息类专业的热爱；2. 学生认识到安全锁在现实生活中的重要性，增强社会责任感和职业道德；3. 学生在课程学习过程中，培养严谨、细致、勇于探索的科学态度。

分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程旨在使学生在掌握VHDL语言的基础上，运用所学知识设计并实现安全锁电路。

课程注重培养学生的实践能力、创新意识和团队协作精神，使学生在完成课程任务的过程中，提升专业知识水平和综合素质。

通过分解课程目标为具体的学习成果，教师可针对性地进行教学设计和评估，确保学生达到预期的学习效果。

二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面：1. VHDL语言基础：- 引导学生掌握VHDL的基本结构、数据类型、运算符等基本概念；- 讲解VHDL的编程规范，使学生了解并熟练运用实体声明、端口声明、信号声明等；- 以课本相关章节为例，让学生了解VHDL在数字电路设计中的应用。

2. 安全锁电路设计：- 介绍安全锁的工作原理，分析其数字电路的实现方法；- 指导学生利用VHDL语言编写安全锁的代码，包括锁的设置、开锁、关锁等功能；- 结合课本内容，组织学生讨论并优化设计。

3. 电路仿真与测试：- 教授学生使用仿真软件（如ModelSim）进行电路测试与验证；- 制定详细的实验步骤，指导学生完成安全锁电路的仿真；- 通过仿真结果，分析并解决电路中可能存在的问题。

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。

VHDL课程设计(数字钟)

数字钟的VHDL设计
1.设计任务及要求：
设计任务：设计一台能显示时、分、秒的数字钟。具体要求如下：
（1）由实验箱上的时钟信号经分频产生秒脉冲；
（2）计时计数器用24进制计时电路；
（3）可手动校时，能分别进行时、分的校正；
（4）整点报时；
（5）选做：可设置闹时功能，当计时计到预定时间时，扬声器发出闹铃信号，闹铃时间为4s，并可提前终止闹铃。
end if;
end if;
if sethour='1' then
h0:=h0+1;
if h0="1010" then
h0:="0000";
h1:=h1+1;
ifh0="0100"and h1="0010"
then h0:="0000";h1:="0000";
end if;
end if;
end if;
3.2.3.秒计时模块
将“秒计时脉冲”clk接信号源单元的1HZ脉冲信号，此时秒显示将从00计时到59，然后回到00，重新计时。在秒位进行计时的过程中。
秒计时器是由一个60进制的计数器构成的，具有置数和计数功能。其中rst为置数信号，当rst为1时，秒计时器置数。clk为驱动秒计时器的时钟，sec1、sec0为秒计时器的高位和低位输出。
begin
if(clk1'event and clk1='1') then
if(count="10") then
count:=(others=>'0');
tmp<=not tmp;

vhdl课程设计

玩具电子琴设计一、设计功能与要求可用按键弹奏乐曲,也可反复播放预先设定好的乐曲,至少两首可供选择,可独立播放,也可循环播放二、设计思路音乐产生原理及硬件设计由于一首音乐是许多不同的音阶组成的，而每个音阶对应着不同的频率，这样我们就可以利用不同的频率的组合，即可构成我们所想要的音乐了，当然对于单片机来产生不同的频率非常方便，我们可以利用单片机的定时/计数器来产生这样方波频率信号，因此，我们只要把一首歌曲的音阶对应频率关系弄正确即可。

该电子琴可以实现两个功能，用按键CS来选择不同功能，第一种功能是用手动即通过按键的形式输入不同音名，第二种功能是音乐发生器，可以自动重复播放“梁祝”音乐。

当CS为高电平1时，选择功能二，当CS为低电平0时，选择功能一。

开始TO初始化并开中断允放TO按键按下是否成功识别按键功能根据按键功能，装入音符T到TO启动TO工作按键释放是否成功？停止TO工作（原理框图）三、各个功能模块VHDL介绍1、顶层文件：LIBRARY IEEE; -- 硬件演奏电路顶层设计USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY Songer ISPORT ( clk1: IN STD_LOGIC;--xuanzegeclk2: IN STD_LOGIC;--xuanzebojiangpan:IN STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0);CLK12MHZ : IN STD_LOGIC; --音调频率信号CLK8HZ : IN STD_LOGIC; --节拍频率信号CODE1 : OUT STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0);-- 简谱码输出显示HIGH1 : OUT STD_LOGIC; --高8度指示SPKOUT : OUT STD_LOGIC );--声音输出END;ARCHITECTURE one OF Songer ISCOMPONENT NoteTabsPORT ( clk : IN STD_LOGIC;ToneIndex : OUT STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0) );END COMPONENT;COMPONENT anjiangPORT (clk: IN STD_LOGIC;a: IN STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0);y: OUT STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0));END COMPONENT;COMPONENT NoteTabs2PORT ( clk : IN STD_LOGIC;ToneIndex2 : OUT STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0) );END COMPONENT;COMPONENT ToneTabaPORT ( Index : IN STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0) ;CODE : OUT STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0) ;HIGH : OUT STD_LOGIC;Tone : OUT STD_LOGIC_VECTOR (10 DOWNTO 0) );END COMPONENT;COMPONENT SpeakerPORT ( clk : IN STD_LOGIC;Tone : IN STD_LOGIC_VECTOR (10 DOWNTO 0);SpkS : OUT STD_LOGIC );END COMPONENT;COMPONENT mux21PORT ( a: IN STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0) ;b: IN STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0) ;y : OUT STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0);s:IN STD_LOGIC);END COMPONENT;COMPONENT mux211PORT ( a: IN STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0) ;b: IN STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0) ;y : OUT STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0);s:IN STD_LOGIC);END COMPONENT;SIGNAL Tone : STD_LOGIC_VECTOR (10 DOWNTO 0);SIGNAL Index : STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0);SIGNAL Index1 : STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0);SIGNAL Index2 : STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0);SIGNAL ToneIndex : STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0);SIGNAL ToneIndex2 : STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0) ;BEGINu1 : NoteTabs PORT MAP (clk=>CLK8HZ, ToneIndex=>ToneIndex);u2 : NoteTabs2 PORT MAP (clk=>CLK8HZ, ToneIndex2=>ToneIndex2);u3 : mux21 PORT MAP ( a=>ToneIndex,b=>ToneIndex2,y=>Index,s=>clk1);u4 : mux211 PORT MAP ( a=>Index,b=>Index2,y=>Index1,s=>clk2);u5 : ToneTaba PORT MAP (Index=>Index1,Tone=>Tone,CODE=>CODE1,HIGH=>HIGH1); u6 : Speakera PORT MAP(clk=>CLK12MHZ,Tone=>Tone, SpkS=>SPKOUT );u7 : anjiang PORT MAP(clk=>CLK8HZ,a=>jiangpan, y=>Index2 );END;2、音阶发生器VHDL程序LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY ToneTaba ISPORT ( Index : IN STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0) ;CODE : OUT STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0) ;HIGH : OUT STD_LOGIC;Tone : OUT STD_LOGIC_VECTOR (10 DOWNTO 0) );END;ARCHITECTURE one OF ToneTaba ISBEGINSearch : PROCESS(Index)BEGINCASE Index IS -- 译码电路，查表方式，控制音调的预置数WHEN "0000" => Tone<="11111111111" ; CODE<="0000"; HIGH <='0';-- 2047 WHEN "0001" => Tone<="01100000101" ; CODE<="0001"; HIGH <='0';-- 773; WHEN "0010" => Tone<="01110010000" ; CODE<="0010"; HIGH <='0';-- 912; WHEN "0011" => Tone<="10000001100" ; CODE<="0011"; HIGH <='0';--1036; WHEN "0101" => Tone<="10010101101" ; CODE<="0101"; HIGH <='0';--1197; WHEN "0110" => Tone<="10100001010" ; CODE<="0110"; HIGH <='0';--1290; WHEN "0111" => Tone<="10101011100" ; CODE<="0111"; HIGH <='0';--1372; WHEN "1000" => Tone<="10110000010" ; CODE<="0001"; HIGH <='1';--1410; WHEN "1001" => Tone<="10111001000" ; CODE<="0010"; HIGH <='1';--1480; WHEN "1010" => Tone<="11000000110" ; CODE<="0011"; HIGH <='1';--1542; WHEN "1100" => Tone<="11001010110" ; CODE<="0101"; HIGH <='1';--1622; WHEN "1101" => Tone<="11010000100" ; CODE<="0110"; HIGH <='1';--1668; WHEN "1111" => Tone<="11011000000" ; CODE<="0001"; HIGH <='1';--1728; WHEN OTHERS => NULL;END CASE;END PROCESS;END;3、数控分频模块VHDL程序LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY Speaker ISPORT ( clk : IN STD_LOGIC;Tone : IN STD_LOGIC_VECTOR (10 DOWNTO 0);SpkS : OUT STD_LOGIC );END;ARCHITECTURE one OF Speaker ISSIGNAL PreCLK, FullSpkS : STD_LOGIC;BEGINDivideCLK : PROCESS(clk)V ARIABLE Count4 : STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0) ;BEGINPreCLK <= '0'; -- 将CLK进行16分频，PreCLK为CLK的16分频IF Count4>11 THEN PreCLK <= '1'; Count4 := "0000";ELSIF clk'EVENT AND clk = '1' THEN Count4 := Count4 + 1;END IF;END PROCESS;GenSpkS : PROCESS(PreCLK, Tone)-- 11位可预置计数器V ARIABLE Count11 : STD_LOGIC_VECTOR (10 DOWNTO 0);BEGINIF PreCLK'EVENT AND PreCLK = '1' THENIF Count11 = 16#7FF# THEN Count11 := Tone ; FullSpkS <= '1';ELSE Count11 := Count11 + 1; FullSpkS <= '0'; END IF;END IF;END PROCESS;DelaySpkS : PROCESS(FullSpkS)--将输出再2分频，展宽脉冲，使扬声器有足够功率发音V ARIABLE Count2 : STD_LOGIC;BEGINIF FullSpkS'EVENT AND FullSpkS = '1' THEN Count2 := NOT Count2;IF Count2 = '1' THEN SpkS <= '1';ELSE SpkS <= '0'; END IF;END IF;END PROCESS;END;4、自动演奏模块VHDL程序LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY NoteTabs2 ISPORT ( clk : IN STD_LOGIC;ToneIndex2 : OUT STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0) );END;ARCHITECTURE one OF NoteTabs2 ISCOMPONENT MUSIC2 --音符数据ROMPORT(address : IN STD_LOGIC_VECTOR (7 DOWNTO 0);clock : IN STD_LOGIC ;q : OUT STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0));END COMPONENT;SIGNAL Counter : STD_LOGIC_VECTOR (7 DOWNTO 0);BEGINCNT8 : PROCESS(clk, Counter)BEGINIF Counter=98 THEN Counter <= "00000000";ELSIF (clk'EVENT AND clk = '1') THEN Counter <= Counter+1; END IF;END PROCESS;u1 : MUSIC2 PORT MAP(address=>Counter , q=>ToneIndex2, clock=>clk);END;5、按键模块VHDL程序LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY anjiang ISPORT (clk: IN STD_LOGIC;a: IN STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0);y: OUT STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0));ARCHITECTURE one OF anjiang ISBEGINPROCESS (clk)BEGINIF(clk'EVENT AND clk='1')then y<=a;END IF;END PROCESS;END;6、两个二选一模块VHDL程序（1）LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY mux211 ISPORT ( a : IN STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0) ; b: IN STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0) ;y : OUT STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0); s: IN STD_LOGIC);END ENTITY mux211;ARCHITECTURE two OF mux211 ISBEGINPROCESS (a,b,s)BEGINIF s = '0' THEN y <= a ; ELSE y <= b ;END IF;END PROCESS;END ARCHITECTURE two ;（2）LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY mux21 ISPORT ( a : IN STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0) ; b: IN STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0) ;y : OUT STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0); s: IN STD_LOGIC);END ENTITY mux21;ARCHITECTURE one OF mux21 ISBEGINPROCESS (a,b,s)IF s = '0' THEN y <= a ; ELSE y <= b ;END IF;END PROCESS;END ARCHITECTURE one ;四、综合结果1综合RTL图：2引脚设置五、经验总结通过这些日子的设计，终于完成了简易电子琴设计，该设计让我懂得了许多的东西，包括专业方面和学习方面的，在系统设计上面我知道了要设计一个电子系统是要经过许多步骤，包括硬件和软件方面的知识，在学习方面，我懂得了学习要扎实，一开始我很简单的认为只要把VHDL语言弄懂了就算是完成了一个电子系统的设计，到了后来验收时，我才发现我是错误的，这里面包括要对整个系统做到完全的把握，包括每一个步骤，总之让我明白了很多的东西。

VHDL设计拔河游戏课程设计

VHDL设计拔河游戏课程设计一、教学目标本课程旨在通过VHDL设计拔河游戏的项目实践，让学生掌握数字电路设计的基本原理和方法，培养学生的实际动手能力和创新能力。

知识目标：使学生了解并掌握VHDL语言的基本语法和数字电路设计的基本方法；理解拔河游戏的规则和逻辑。

技能目标：培养学生使用VHDL语言进行数字电路设计的能力；培养学生解决拔河游戏中遇到的问题的能力。

情感态度价值观目标：培养学生对数字电路设计的兴趣，提高学生解决实际问题的积极性；培养学生团队合作的精神，增强学生的社会责任感和使命感。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括VHDL语言的基本语法、数字电路设计的基本方法、拔河游戏的规则和逻辑。

1.VHDL语言的基本语法：介绍VHDL语言的基本元素、数据类型、信号声明、实体声明、架构声明等。

2.数字电路设计的基本方法：介绍组合逻辑电路、时序逻辑电路的设计方法，以及状态机的设计原理。

3.拔河游戏的规则和逻辑：介绍拔河游戏的规则，以及如何用数字电路设计实现拔河游戏的逻辑。

三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用讲授法、案例分析法、实验法等多种教学方法。

1.讲授法：通过讲解VHDL语言的基本语法、数字电路设计的基本方法，使学生掌握相关知识。

2.案例分析法：通过分析拔河游戏的实际案例，使学生理解拔河游戏的规则和逻辑。

3.实验法：让学生动手设计并实现拔河游戏的数字电路，培养学生的实际动手能力。

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：《数字电路设计》2.参考书：《VHDL编程入门》、《数字电路与系统》3.多媒体资料：VHDL语言的教学视频、拔河游戏的实际视频4.实验设备：数字电路实验板、编程器五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业和考试三个部分，每个部分所占比例分别为30%、30%和40%。

1.平时表现：主要评估学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，以体现学生的学习态度和积极性。