《EDA技术及应用》课程实训指导书

3、《VHDL实用教程》（修订版） 潘松 王国栋 电子科技大学出版社 2001.7

本书的实用性很强，严格按照硬件设计的思路来讲解VHDL,对语言的理解相当深刻， 与国内多数简单的VHDL语法书不在一个技术层面上。本书对VHDL仿真和综合论述的也非常好，有很多实际运用的例子，适合各类层次的VHDL用户阅读。

4、《CPLD技术及其应用》宋万杰等编著，西安电子科技大学出版社，2000-6

本书主要介绍Alera公司的可编程逻辑器件和集成化的开发系统MAX+PLUS II，讲解相当详细，适合初学者学习参考。后半部的提高篇是作者经验的总结，值得一读。

5、《VHDL硬件描述语言与数字逻辑电路设计》候伯亨等编著，西安电子科技大学出版社，2001-4

本书主要介绍VHDL硬件描述语言，概念清楚，内容较丰富，是一本有关VHDL较好的参考书。

6、《CPLD/FPGA的开发与应用》 徐志军等编著，电子工业出版社，2002-7

本书介绍Xilinx公司的可编程逻辑器件和Foundation开发系统的使用。后半部分有很多非常有启发意义的例子，例如小数分频原理，实现位同步，CRC校验，MCU与PLD的接口等，对提高PLD的设计水平和拓宽设计思路非常有帮助。

7、《VHDL 数字系统设计与高层次综合》 林敏等编著 2002-01

着重介绍高层次的系统设计方法,适合中大规模FPGA的设计者和VHDL中高级用户阅读。

8、《基于FPGA的嵌入式系统设计》 作者： 任爱锋 初秀琴 常存 孙肖子 西安电子科技大学出版社 出版日期：2004年10月 书号：ISBN 7-5606-1453-1

本书介绍了Altera最新器件，各种最新开发软件,如QuartusII, Debuss, Modelsim, Synplify，以及NiosII软处理器,IP核等嵌入式系统开发技术, 是反映目前FPGA技术最新发展的 一本书籍。

9、《基于CPLD/FPGA的数字通信系统建模与设计》 作者： 段吉海 黄智伟 电子工业出版社 出版日期：2004年8月

本书主要介绍了基于CPLD/FPGA芯片和利用VHDL语言实现对常见数字通信单元及 系统的建模与设计。 全书针对性和应用性强，可作为通信与信息专业的科研人员及工 程技术人员参考。

附录一:EDA课程设计参考题目

设计一 数字式竞赛抢答器

1、设计一个可容纳6组(或4组)参赛的数字式抢答器，每组设一个按钮，供抢答使用。 2、抢答器具有第一信号鉴别和锁存功能，使除第一抢答者外的按钮不起作用。 3、设置一个主持人“复位”按钮。

4、主持人复位后，开始抢答，第一信号鉴别锁存电路得到信号后，有指示灯显示抢答组别，扬声器发出2~3秒的音响。

5、设置一个计分电路，每组开始预置100分，由主持人记分，答对一次加10分，答错一次减10分。

教学提示:

1、 此设计问题的关键是准确判断出第一抢答者并将其锁存，实现的方法可使用触发器或锁

存器，在得到第一信号后将输入封锁，使其它组的抢答信号无效。

2、 形成第一抢答信号后，用编码、译码及数码显示电路显示第一抢答者的组别，用第一抢答信号推动扬声器发出音响。

3、 计分电路采用十进制加／减计数器、数码管显示，由于每次都是加／减10分，所以个位

始终为零，只要十位、百位进行加／减运算即可。

设计二 数字钟

4、 设计一个能显示1/10秒、秒、分、时的12小时数字钟。 5、 熟练掌握各种计数器的使用。

6、 能用计数器构成十进制、六十进制、十二进制等所需进制的计数器。 7、 能用低位的进位输出构成高位的计数脉冲。

教学提示:

1、时钟源使用频率为0.1Hz的连续脉冲。

2、设置两个按钮，一个供“开始”及“停止”用，一个供系统“复位”用。 3、时钟显示使用数码管显示。

4、“时显示”部分应注意12点后显示1点。

5、注意各部分的关系，由低位到高位逐级设计、调试。

设计三 数字频率计

1、 设计一个能测量方波信号的频率的频率计。 2、 测量的频率范围是0?999999Hz。 3、 结果用十进制数显示。

教学提示:

1、 脉冲信号的频率就是在单位时间内所产生的脉冲个数，其表达式为，f为被测信号的频率，

N为计数器所累计的脉冲个数，T为产生N个脉冲所需的时间。所以，在1秒时间内计数

器所记录的结果，就是被测信号的频率。

2、 被测频率信号取自实验箱晶体振荡器输出信号，加到主控门的输入端。

3、 再取晶体振荡器的另一标准频率信号，经分频后产生各种时基脉冲：1ms，10ms，0.1s，1s等，时基信号的选择可以控制，即量程可以改变。 4、 时基信号经控制电路产生闸门信号至主控门，只有在闸门信号采样期间内(时基信号的一个周期)，输入信号才通过主控门。 5、 f=N/T，改变时基信号的周期T，即可得到不同的测频范围。

6、 当主控门关闭时，计数器停止计数，显示器显示记录结果，此时控制电路输出一个置零信号，将计数器和所有触发器复位，为新的一次采样做好准备。

7、 改变量程时，小数点能自动移位。

设计四 拔河游戏机

1、 设计一个能进行拔河游戏的电路。

2、 电路使用15个(或9个)发光二极管，开机后只有中间一个发亮，此即拔河的中心点。 3、 游戏双方各持一个按钮，迅速地、不断地按动，产生脉冲，谁按得快，亮点就向谁的方向移动，每按一次，亮点移动一次。 4、 亮点移到任一方终端二极管时，这一方就获胜，此时双方按钮均无作用，输出保持，只有复位后才使亮点恢复到中心。 5、 用数码管显示获胜者的盘数。

教学提示:

1、 按钮信号即输入的脉冲信号，每按一次按钮都应能进行有效的计数。

2、 用可逆计数器的加、减计数输入端分别接受两路脉冲信号，可逆计数器原始输出状态为

0000，经译码器输出，使中间一只二极管发亮。 3、 当计数器进行加法计数时，亮点向右移；进行减法计数时，亮点向左移。

4、 由一个控制电路指示谁胜谁负，当亮点移到任一方终端时，由控制电路产生一个信号，使计数器停止计数。

5、 将双方终端二极管“点亮”信号分别接两个计数器的“使能”端，当一方取胜时，相应的计数器进行一次计数，这样得到双方取胜次数的显示。 6、 设置一个“复位”按钮，使亮点回到中心，取胜计数器也要设置一个“复位”按钮，使之能清零。

设计五 乒乓球比赛游戏机

1、 设计一个由甲、乙双方参赛，有裁判的3人乒乓球游戏机。

2、 用8个(或更多个)LED排成一条直线，以中点为界，两边各代表参赛双方的位置，其中一

只点亮的LED指示球的当前位置，点亮的LED依此从左到右，或从右到左，其移动的速度应能调节。

3、 当“球”(点亮的那只LED)运动到某方的最后一位时，参赛者应能果断地按下位于自己一方的按钮开关，即表示启动球拍击球。若击中，则球向相反方向移动；若未击中，则对方得1分。 4、 一方得分时，电路自动响铃3秒，这期间发球无效，等铃声停止后方能继续比赛。 5、 设置自动记分电路，甲、乙双方各用2位数码管进行记分显示，每计满21分为1局。 6、 甲、乙双方各设一个发光二极管，表示拥有发球权，每隔5次自动交换发球权，拥有发球权的一方发球才有效。 教学提示:

1、 用双向移位寄存器的输出端控制LED显示来模拟乒乓球运动的轨迹，先点亮位于某一方

的第1个LED，由击球者通过按钮输入开关信号，实现移位方向的控制。

2、 也可用计数译码方式实现乒乓球运动轨迹的模拟，如利用加/减计数器的2个时钟信号实

现甲、乙双方的击球，由表示球拍的按钮产生计数时钟，计数器的输出状态经译码驱动LED发亮。

3、 任何时刻都保持一个LED发亮，若发亮的LED运动到对方的终点，但对方未能及时输入信号使其向相反方向移动，即失去1分。

4、 控制电路决定整个系统的协调动作，必须严格掌握各信号之间的关系。

设计六 交通信号等控制器

1、设计一个交通信号灯控制器，由一条主干道和一条支干道汇合成十字路口，在每个入口处设置红、绿、黄三色信号灯，红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停在禁行线外。

2、红、绿、黄发光二极管作信号灯，用传感器或逻辑开关作检测车辆是否到来的信号。

3、主干道处于常允许通行的状态，支干道有车来时才允许通行。主干道亮绿灯时，支干道亮红灯；支干道亮绿灯时，主干道亮红灯。

4、主、支干道均有车时，两者交替允许通行，主干道每次放行45秒，支干道每次放行25秒，设立45秒、25秒计时、显示电路。

5、在每次由绿灯亮到红灯亮的转换过程中，要亮5秒黄灯作为过渡，使行驶中的车辆有时间停到禁行线外，设立5秒计时、显示电路。 教学提示:

1、主、支干道用传感器检测车辆到来情况，实验电路用逻辑开关代替。 2、选择1HZ时钟脉冲作为系统时钟。

3、45秒、25秒、5秒定时信号可用顺计时，也可用倒计时，计时起始信号由主控电路给出，每当计满所需时间，即向主控电路输出“时间到”信号，并使计数器清零，由主控电路启、闭三色信号灯或启动另一计时电路。

4、主控电路是核心，这是一个时序电路，其输入信号为：车辆检测信号（A，B，；45秒、25秒、5秒定时信号（C，D，E），其输出状态控制相应的三色灯。主控电路可以由两个JK触发器和逻辑门构成，其输出经译码后，控制主干道三色灯R、G、Y和支干道三色灯r、g、y。

设计七 电子密码锁

1、 设计一个密码锁的控制电路，当输入正确代码时，输出开锁信号以推动执行机构工作，

用红灯亮、绿灯熄灭表示关锁，用绿灯亮、红灯熄灭表示开锁；

2、在锁的控制电路中储存一个可以修改的4位代码，当开锁按钮开关（可设置成6位至8位，其中实际有效为4位，其余为虚设）的输入代码等于储存代码时，开锁；

3、从第一个按钮触动后的5秒内若未将锁打开，则电路自动复位并进入自锁状态，使之无法再打开，并由扬声器发出持续20秒的报警信号。

教学提示:

1、 该题的主要任务是产生一个开锁信号，而开锁信号的形成条件是，输入代码和已设密码

相同。实现这种功能的电路构思有多种，例如，用两片8位锁存器，一片存入密码，另

一片输入开锁的代码，通过比较的方式，若两者相等，则形成开锁信号。

2、在产生开锁信号后，要求输出声、光信号，声音的产生由开锁信号触动扬声器工作，光信号由开锁信号点亮LED指示灯；

3、用按钮开关的第一个动作信号触发一个5秒定时器，若5秒内无开锁信号产生，让扬声器发出特殊音响，以示警告，并输出一个信号推动LED不断闪烁。

设计八 彩灯控制器

1、设计一个彩灯控制器，使彩灯（LED管）能连续发出四种以上不同的显示形式；

2、随着彩灯显示图案的变化，发出不同的音响声。