矩阵键盘控制接口电路设计

东北石油大学课程设计

课程硬件课程设计

题目矩阵键盘控制接口电路设计

院系计算机与信息技术学院

专业班级

学生姓名

学生学号

指导教师

2011年 07月 10 日

东北石油大学课程设计任务书

课程硬件课程设计

题目矩阵键盘控制接口设计

专业计算机与信息技术09-4 姓名学号

主要内容、基本要求、主要参考资料等

一、主要内容：

利用EL教学实验箱、微机和QuartusⅡ软件系统，设计并实现一个4×8键盘接口控制器。设计过程中使用层次设计方法和VHDL语言，完成硬件设计和功能仿真。最后下载到EL教学实验箱中予以实现。

二、基本要求：

1.按照层次设计方法实现键盘接口控制器中的时序产生电路、键盘扫描电路、弹跳消除

电路、键盘译码电路、按键码存储电路和显示八段数码管电路。

2.按下某一键时，在数码管上显示该键对应的键值。

三、参考文献：

[1] 潘松.EDA技术实用教程[M].北京：科学出版社, 2003.11-13.

[2] 杨恒.FPGA/CPLD最新实用技术指南[M].北京：清华大学出版社, 2005.20-22.

[3] EDA先锋工作室.Altera FPGA/CPLD设计[M].北京：人民邮电出版社2005.32-33.

[4] 潘松.SOPC技术实用教程[M] .清华大学出版社.2005.1-15.

完成期限：第19周

指导教师：

专业负责人：

2011年06 月28 日

目录

第1章EDA的概述 (1)

1.1 EDA的概述 (1)

第2章QUARTUS II系统 (3)

2.1 QUARTUS II (3)

第3章矩阵键盘控制接口电路 (4)

3.1 概述 (4)

3.2 底层实体电路 (7)

3.3 顶层实体电路 (10)

3.4 仿真结果 (17)

3.5 硬件验证结果 (18)

结论 (21)

参考文献 (22)

第1章EDA的概述

1.1 EDA的概述

EDA是电子设计自动化（Electronic Design Automation）的缩写，在20世纪90年代初从计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）和计算机辅助工程（CAE）的概念发展而来的。

20世纪90年代，国际上电子和计算机技术较先进的国家，一直在积极探索新的电子电路设计方法，并在设计方法、工具等方面进行了彻底的变革，取得了巨大成功。在电子技术设计领域，可编程逻辑器件（如CPLD、FPGA）的应用，已得到广泛的普及，这些器件为数字系统的设计带来了极大的灵活性。这些器件可以通过软件编程而对其硬件结构和工作方式进行重构，从而使得硬件的设计可以如同软件设计那样方便快捷。这一切极大地改变了传统的数字系统设计方法、设计过程和设计观念，促进了EDA技术的迅速发展。

EDA技术就是以计算机为工具，设计者在EDA软件平台上，用硬件描述语言HDL完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。EDA技术的出现，极大地提高了电路设计的效率和可操作性，减轻了设计者的劳动强度。

利用EDA工具，电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统，大量工作可以通过计算机完成，并可以将电子产品从电路设计、性能分析到设计出IC 版图或PCB版图的整个过程的计算机上自动处理完成。

现在对EDA的概念或范畴用得很宽。包括在机械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域，都有EDA的应用。目前EDA技术已在各大公司、企事业单位和科研教学部门广泛使用。例如在飞机制造过程中，从设计、性能测试及特性分析直到飞行模拟，都可能涉及到EDA技术。

二、几个有关EDA的专题网站

(1) EDA中心

(2) EDA中国门户网站

(3) 中国EDA工程网

(4) EDA爱好者

(5) EDA教学与研究

三、设计方法

(1) 前端设计(系统建模RTL 级描述)后端设计(FPGAASIC)系统建模

(2) IP 复用

(3) 前端设计

(4) 系统描述：建立系统的数学模型。

(5) 功能描述：描述系统的行为或各子模块之间的数据流图。

6) 逻辑设计：将系统功能结构化，通常以文本、原理图、逻辑图、布尔表达式来表示设计结果。

(7) 仿真：包括功能仿真和时序仿真，主要验证系统功能的正确性及时序特性。

四、EDA工具软件

EDA工具软件可大致可分为芯片设计辅助软件、可编程芯片辅助设计软件、系统设计辅助软件等三类。

目前进入我国并具有广泛影响的EDA软件是系统设计软件辅助类和可编程芯片辅助设计软件：Protel、PSPICE、multiSIM7(原EWB的最新版本)、OrCAD、PCAD、、LSIIogic、MicroSim，ISE，modelsim等等。这些工具都有较强的功能，一般可用于几个方面，例如很多软件都可以进行电路设计与仿真，同进还可以进行PCB自动布局布线，可输出多种网表文件与第三方软件接口。

EDA工具软件厂商三巨头：Synopsys、Mentor Graphics、Cadence。

“eda”在英汉词典中的解释(来源：百度词典)：

EDA abbr. 1. =Economic Development Administration (美国)(商务部)

经济开发署 2. =Economic Development Association (美国)经济开发协会

eda abbr. 1. =early departure authorized 经批准提前出发