教学大纲及参考选题_各专业选题方向参考
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《EDA课程设计》教学大纲
一、课程的目的与任务
《EDA课程设计》（注：EDA即电子设计自动化，Electronics Design Automation）是继《模拟电子技术基础》、《数字电子技术基础》课程后，电信专业学生在电子技术实验技能方面综合性质的实验训练课程，是电子技术基础的一个部分，其目的和任务是通过2周的时间，让学生掌握EDA的基本方法，熟悉一种EDA软件（QUARTUSII），并能利用EDA软件设计一个电子技术综合问题，并在实验板上成功下载，为以后进行工程实际问题的研究打下设计基础。
二、课程的基本要求
1、通过课程设计使学生能熟练掌握一种EDA软件（QUARTUSII）的使用方法，能熟练进行设计输入、编译、管脚分配、下载等过程。
2、通过课程设计使学生能利用EDA软件（QUARTUSII）进行至少一个电子技术综合问题的设计（内容可由老师指定或自由选择），设计输入可采用图形输入法或VHDL硬件描述语言输入法。
3、通过课程设计使学生初步具有分析、寻找和排除电子电路中常见故障的能力。
4、通过课程设计使学生能独立写出严谨的、有理论根据的、实事求是的、文理通顺的字迹端正的课程设计报告。
5、考查形式为：结合课程设计中的能力表现和设计报告，综合评分。
三、主要设备及器材配置
计算机、EDA软件（QUARTUSII）、下载实验箱。
四、课程设计的内容
学生拿到题目后首先进行电路设计，然后在微机上进行原理图输入、编译和软件仿真，满足设计要求后，再进行下载和硬件实验。如硬件实验结果不满足要求，需要修改设计，直到满足要求为止。设计报告要按以下要求撰写：
（1）按设计指导书中要求的格式书写，所有内容一律打印；
（2）报告内容包括设计过程、软件仿真的结果及分析、硬件仿真结果及分析；（3）报告中要有整体电路原理图、各模块原理图；
（4）软件仿真包括各个模块的仿真和整体电路的仿真；
（5）硬件仿真要标出各个信号的连接脚和输出信号的测试结果。
通过课程设计学生应掌握设计所用硬件电路的工作原理，EDA软件的使用方法。能较熟练地使用EDA平台设计较复杂的数字逻辑电路。
五、实习成绩及考核
(1)出勤记录（20%）(2)1个验证实验（10%）(3)学生的实际操做能力（40%）(4)课程设计报告（30%）
成绩按优、良、中、合格、不合格分为五等。
参考选题
（最迟第一周周四确定选题，可以自选题，但须报指导教师批准。）
设计一 数字钟电路设计
设计二 秒表电路设计 设计三 洗衣机控制器设计 设计四
乒乓球游戏电路设计 设计五 数字式竞赛抢答器 设计六 拔河游戏机 设计七 电子密码锁
设计八 脉冲按键电话按键显示器
设计一 数字钟电路设计 设计要求
1、具有时，分，秒，计数显示功能，以24小时循环计时。
2、具有清零，调节小时、分钟功能。
3、具有整点报时功能，整点报时的同时LED灯花样显示。设计原理
1．时钟计数： 秒——60进制BCD码计数；
分——60进制BCDD码计数； 时——24进制BCDD码计数；
整个计数器有清零，调分，调时功能，在接近整数时间能提供报时信号。
2．具有驱动8位八段共阴扫描数码管的片选驱动信号输出和八段字形译码输出。
3．扬声器在整点时有报时驱动信号产生。
4.LED灯在整点时有花样显示信号产生。
设计二 秒表电路设计 设计要求
秒表的逻辑结构较简单，它主要由、显示译码器、分频器、十进制计数器、报警器和6进制计数器组成。在整个秒表中最关键的是如何获得一个精确的100HZ计时脉冲，除此之外，整个秒表还需有一个启动信号和一个归零信号，以便秒表能随意停止及启动。
秒有共有6个输出显示，分别为百分之一秒、十分之一秒、秒、十秒、分、十分，所以共有6个计数器与之相对应，6个计数器的输出全都为BCD码输出，这样便与同显示译码器的连接，当计时达60分钟后，蜂鸣器鸣响10声。
结构组成四个10进制计数器：用来分别对百分之一秒、十分之一秒、秒和分进行计数；
两个6进制计数器：用来分别对十秒和十分进行计数； 分频器：用来产生100HZ计时脉冲； 显示译码器：完成对显示的控制。
设计三 洗衣机控制器设计 设计要求
1、设计一个洗衣机洗涤程序控制器，控制洗衣机的电机作如下规律运转：
2、用两位数码管预置洗涤时间（分钟数），洗涤过程在送入预置时间后开始运转，洗涤中按倒计时方式对，如果定时时间到，则停机并发出音响信号。洗涤过程作计时显示，用LED表示电机的正、反转。
结构组成洗涤预置时间编码模块
减法计数显示 时序电路 译码驱动模块
设计四
乒乓球游戏电路设计
可以由8个VHDL文件构成一个乒乓球游戏电路的完整设计。其中，模块tennis是顶层设计，在QUARTUSII中可设其为工程文件；ball是模拟乒乓球行进路径的发光管亮灯控制模块，在游戏中，以一排发光管交替发光指示乒乓球的行进路径，其行进的速度可由输入的时钟信号clk控制；board是乒乓板接球控制模块，即当发光管亮到最后一个的瞬间，若检测到对应的表示球拍的键的信号，立即将“球”反向运行，如果此瞬间没有接到键信号，将给出出错鸣叫，同时为对方记1分，并将记分显示出来；cou4和cou10分别是失球计数器的高低位计数模块；mway是乒乓球行进方向控制模块，主要由发球键控制；sound是失球提示发声模块。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。
设计五 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。
设计六 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 脉冲按键电话按键显示器
设计要求
设计一个具有7位显示的电话按键显示器，显示器应能正确反映按键数字，显示器显示从低位向高位前移，逐位显示按键数字，最低位为当前显示位，七位数字输入完毕后，电话接通，扬声器发出“嘟——嘟”接通声响，直到有接听信号输入，若一直没有接听，10秒钟后，自动挂断，显示器清除显示，扬声器停止，直到有新号码输入。
设计提示
号码输入显示控制模块 主控制模块
扫描显示模块
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