基于EDA技术的程序设计和软件仿真及硬件实现

雷时荣 施玉旺

【摘要】本论文精简的说明《基于EDA技术的程序设计和软件仿真及硬件实现》这一大学生创新实践项目的设计要点，包括用MAX+plusII软件编写VHDL程序、绘制GDF仿真电路图、实验箱上CPLD元器件中EPM7128SLC84-15合理利用，电路功能的调试等。

【关键词】EDA技术；MAX+plusII；VHDL语言；EPM7128SLC84-15

引言

EDA（Electronic Designed Automation）即电子设计自动化。EDA技术指的是以计算机硬件和系统软件为基本工作平台，继承和借鉴前人在电路和系统、数据库、图形学、图论和拓扑逻辑、计算数学、优化理论等多学科的最新科技成果而研制成的商品化通用支撑软件和应用软件包。EDA旨在帮助电子设计工程师在计算机上完成电路的功能设计、逻辑设计、性能分析、时序测试直至PCB（印刷电路板）的自动设计。

1.项目硬件和软件简述

本创新实践项目采用复杂可编程逻辑器件，即CPLD（Complex Programmable Logic Device），本创新实践采用EPM7128SLC84-15芯片。

采用Altera公司的MAX+plusII软件作开发系统，编程采用VHDL（Very High Speed Integrated Circuits Hardware Description Language）语言，超高速集成电路硬件描述语言，VHDL语言作为一种硬件描述语言，可用于数字电路与系统的描述、模拟和自动设计与仿真等，是当今电子设计自动化的核心技术。

在创新实践中设计出多功能数字钟、秒表、液晶显示编程等子项目的VHDL程序，软件仿真和硬件电路实现，最终在实验室实现各个子项目的功能。程序编写后先进行软件仿真，在软件环境中实现仿真功能，连接硬件电路，实现功能。

2.多功能数字钟设计

在多功能数字钟设计子项目中，GDF仿真电路图和VHDL程序，由时钟、控制、计时、数据译码、显示以及报时模块组成。经编译和仿真程序，软件仿真成功后，在EPM7128SLC84-15芯片上，下载运行，进行硬件仿真，最后调试出功能实现，性能良好的多功能数字钟。

本创新实践项目用晶体振荡器产生时间标准信号，采用石英晶体振荡器，经过分频得到秒计时信号。根据60秒为1分、60分为1小时、分别组成两个60进制（秒、分）、一个24进制（时）的计数器，构成秒、分、时的计数，实现计时的功能。显示器件选用LED七段数码管，在译码显示电路输出的驱动下，显示出清晰、直观的阿拉伯数字。

设计的技术参数和要求有：利用EDA技术实现对多功能数字钟的设计与控制；为达到电源输出5V电压的目标，完成电源电路的设计；用数码管完成电路的显示目标；用蜂鸣器电路完成报时的目标；完成调整时间的目标和复位电路；完成报警设计；设计时分成秒模块、分模块、时模块和选择模块，采用自顶而下的设计方法设计；用相关软件绘制原理图并附相关芯片引脚。

由于论文篇幅有限，以下列出选择器VHDL源程序如下：

library ieee；

4.结论

本创新实践项目设计的多功能数字钟和秒表在生产生活中应用广泛，具有高稳定性和精确性，符合新时代创新发展的要求。

参考文献

[1]顾斌.数字电路EDA设计[M].西安：西安电子科技大学出版社，2004.

[2]Altera公司.Altera Data Sheet 2003.Version 4.

作者简介：雷时荣（1985—），女，湖北大悟人，江苏省炎黄职业技術学院信息工程系教师，主要从事电气工程及其自动化、电子工程等相关专业教学工作。