eda课程设计讲解

eda课程设计讲解（共8篇）

eda课程设计讲解 篇1

EDA

课程设计

姓名：

学号：

班级：自动化

设计题目

多功能数字钟电路设计

设计任务及要求

多功能数字钟应该具有的功能有：显示时—分—秒、小时和分钟可调等基本功能。整个钟表的工作应该是在1Hz信号的作用下进行，这样每来一个时钟信号，秒增加1秒，当秒从59秒跳转到00秒时，分钟增加1分，同时当分钟从59分跳转到00分时，小时增加1小时，小时的范围为0~23时。

在实验中为了显示的方便，由于分钟和秒钟显示的范围都是从0~59，所以可以用一个3位的二进制码显示十位，用一个四位的二进制码（BCD码）显示个位，对于小时因为他的范围是从0~23，所以可以用一个2位的二进制码显示十位，用一个4位的二进制码（BCD码）显示个位。

实验中由于七段码管是扫描的方式

显示，所以虽然时钟需要的是1Hz时钟信号，但是扫描需要一个比较高频率的信号，因此为了得到准确的1Hz信号，必须对输入的系统时钟50Mhz进行分频。

调整时间的按键用按键模块的S1和S2，S1调节小时，每按下一次，小时增加一个小时；S2调整分钟，每按下一次，分钟增加一分钟。另外用S8按键作为系统时钟复位，复位后全部显示00—00—00。

三．基于Verilog

HDL语言的电路设计、仿真与综合（一）顶层模块

本程序采用结构化设计方法，将其分为彼此独立又有一定联系的三个模块，如图1所示：

图1：顶层结构框图

（二）子模块

1.分频器

分频器的作用是对50Mhz的系统时钟信号进行分频，得到频率为1000hz的信号，作为显示器的输入信号。

源程序如下：

module

fenpin(input

CP,output

CPout);

reg

CPout;

reg

[31:0]

Cout;

reg

CP_En;

always

@(posedge

CP)

//将50MHz分频为1kHz

begin

Cout

<=

(Cout

==

32＇d50000)

?

32＇d0

:

(Cout

+

32＇d1);

CP_En

<=

(Cout

==

32＇d50000)

?

1＇d1

:

1＇d0;

CPout

<=

CP_En;

end

endmodule

功能仿真波形如图2所示(以五分频为例)：

2.控制器和计数器

控制器的作用是，调整小时和分钟的值，并能实现清零功能。计数器的作用是实现分钟和秒钟满60进1，小时则由23跳到00。当到达59分55秒的时候，LED灯会闪烁来进行报时。因为控制器和计数器的驱动信号频率均为1Hz，故从分频器输出的信号进入控制器后，要进行二次分频，由1Khz变为1Hz。

if(Clk_En)

begin

if(R1==1)

begin

if(Hour<24)

Hour=Hour+1;

if(Hour==24)

begin

Hour=0;

end

R1=0;

end

if(R2==1)

begin

if(Minute<60)

Minute=Minute+1;

if(Minute==60)

begin

Minute=0;

if(Hour<24)

Hour=Hour+1;

if(Hour==24)

begin

Hour=0;

End

end

R2=0;

end

if(Second<60)

Second=Second+1;

if(Second==60)

begin

Second=0;

if(Minute<60)

Minute=Minute+1;

源程序如下：

module

kongzhiqi（CPout,S1,S2,RET,Hour,Minute,Second,LED);

input

CPout,S1,S2,RET;

output

[5:0]

Hour;

output

[5:0]

Minute;

output

[5:0]

Second;

output

LED;

reg

[5:0]

Hour;

reg

[5:0]

Minute;

reg

[5:0]

Second;

reg

R1;

reg

R2,R8,LED;

reg

[10:0]

Cout;

reg

Clk_En;

always@(posedge

CPout)

begin

if(S1==0)

begin

R1=1;

end

if(S2==0)

begin

R2=1;

end

if(RET==0)

begin

R8=1;

end

Cout=(Cout==32＇d1000)?32＇d0:(Cout

+

32＇d1);

Clk_En=(Cout==32＇d1000)?1＇d1:1＇d0;

LED=1;

end

else

LED=0;

if(R8==1)//清零

begin

Hour=0;

Minute=0;

Second=0;

R8=0;

end

end

end

endmod

if(Minute==60)

begin

Minute=0;

if(Hour<24)

Hour=Hour+1;

if(Hour==24)

begin

Hour=0;

end

end

end

if((Minute==59)&&(Second>55))

begin

if(LED==1)

LED=0;

else

功能仿真波形如图3所示：

3．显示器

显示器的作用是将时—分—秒的值在数码管上依次显示出来。从分频器输出的1Khz的信号作为数码管的扫描信号。SEL

表示三个数码管选择位，它的取值表示八个数码管，从左至右依次是111~000。LEDGA表示七段数码管，它的取值决定特定位数上显示的数字。

源程序如下：

4＇b0000:

Led

=

7＇b0111_111;

4＇b0001:

Led

=

7＇b0000_110;

4＇b0010:

Led

=

7＇b1011_011;

4＇b0011:

Led

=

7＇b1001_111;

4＇b0100:

Led

=

7＇b1100_110;

4＇b0101:

Led

=

7＇b1101_101;

4＇b0110:

Led

=

7＇b1111_101;

4＇b0111:

Led

=

7＇b0000_111;

4＇b1000:

Led

=

7＇b1111_111;

4＇b1001:

Led

=

7＇b1101_111;

default:

Led

=

7＇b0000_000;

endcase

if(SEL==3＇b100)

Led=7＇b1000_000;

if(SEL==3＇b011)

case(shiwei2)

4＇b0000:

Led

=

7＇b0111_111;

4＇b0001:

Led

=

7＇b0000_110;

4＇b0010:

Led

=

7＇b1011_011;

4＇b0011:

Led

=

7＇b1001_111;

4＇b0100:

Led

=

7＇b1100_110;

module

xianshi（CPout,Hour,Minute,Second,SEL,LEDAG);

input

CPout;

input

Hour，Minute，Second;

output

SEL，LEDAG;

reg

[2:0]

SEL;

reg

[6:0]

Led;

reg

[3:0]

shi1,ge1,shi2,ge2,shi3,ge3;

always

@(posedge

CPout)

begin

shiwei1=Hour/10;

gewei1=Hour%10;

shiwei2=Minute/10;

gewei2=Minute%10;

shiwei3=Second/10;

gewei3=Second%10;

if(SEL==3＇b110)

case(shiwei1)

4＇b0000:

Led

=

7＇b0111_111;

4＇b0001:

Led

=

7＇b0000_110;

4＇b0010:

Led

=

7＇b1011_011;

4＇b0011:

Led

=

7＇b1001_111;

4＇b0100:

Led

=

7＇b1100_110;

4＇b0101:

Led

=

7＇b1101_101;

4＇b0110:

Led

=

7＇b1111_101;

4＇b0111:

Led

=

7＇b0000_111;

4＇b1000:

Led

=

7＇b1111_111;

4＇b1001:

Led

=

7＇b1101_111;

default:

Led

=

7＇b0000_000;

endcase

if(SEL==3＇b101)

case(gewei1)

default:

Led

=

7＇b0000_000;

endcase

if(SEL==3＇b111)

case(gewei3)

4＇b0000:

Led

=

7＇b0111_111;

4＇b0001:

Led

=

7＇b0000_110;

4＇b0010:

Led

=

7＇b1011_011;

4＇b0011:

Led

=

7＇b1001_111;

4＇b0100:

Led

=

7＇b1100_110;

4＇b0101:

Led

=

7＇b1101_101;

4＇b0110:

Led

=

7＇b1111_101;

4＇b0111:

Led

=

7＇b0000_111;

4＇b1000:

Led

=

7＇b1111_111;

4＇b1001:

Led

=

7＇b1101_111;

default:

Led

=

7＇b0000_000;

endcase

SEL

=

SEL

+

3＇d1;

end

assign

LEDAG=Led;

endmodule

4＇b0101:

Led

=

7＇b1101_101;

4＇b0110:

Led

=

7＇b1111_101;

4＇b0111:

Led

=

7＇b0000_111;

4＇b1000:

Led

=

7＇b1111_111;

4＇b1001:

Led

=

7＇b1101_111;

default:

Led

=

7＇b0000_000;

endcase

if(SEL==3＇b010)

case(gewei2)

4＇b0000:

Led

=

7＇b0111_111;

4＇b0001:

Led

=

7＇b0000_110;

4＇b0010:

Led

=

7＇b1011_011;

4＇b0011:

Led

=

7＇b1001_111;

4＇b0100:

Led

=

7＇b1100_110;

4＇b0101:

Led

=

7＇b1101_101;

4＇b0110:

Led

=

7＇b1111_101;

4＇b0111:

Led

=

7＇b0000_111;

4＇b1000:

Led

=

7＇b1111_111;

4＇b1001:

Led

=

7＇b1101_111;

default:

Led

=

7＇b0000_000;

endcase

if(SEL==3＇b001)

Led=7＇b1000_000;

if(SEL==3＇b000)

case(shiwei3)

4＇b0000:

Led

=

7＇b0111_111;

4＇b0001:

Led

=

7＇b0000_110;

4＇b0010:

Led

=

7＇b1011_011;

4＇b0011:

Led

=

7＇b1001_111;

4＇b0100:

Led

=

7＇b1100_110;

4＇b0101:

Led

=

7＇b1101_101;

4＇b0110:

Led

=

7＇b1111_101;

4＇b0111:

Led

=

7＇b0000_111;

4＇b1000:

Led

=

7＇b1111_111;

4＇b1001:

Led

=

7＇b1101_111;

总结体会

这次课程设计虽然只有短短的四天，但我的收获却很大。通过这次实习，我掌握了EDA设计的基本流程（即设计输入—编译—调试—仿真—下载），领会了自顶而下结构化设计的优点，并具备了初步的EDA程序设计能力。

我感觉，这个程序最难的地方在于顶层模块的设计，因为顶层模块需要将各个子模块按照电路原理有机地结合起来，这需要扎实的理论功底，而这正是我所欠缺的。相比而言，子模块的设计就容易多了，因为Verilog语言和C语言有很多相似之处，只要明白了实验原理，就不难完成，水平的高下只体现在程序的简洁与否。Verilog源程序的编写很容易出现错误，这就需要耐心的调试。因为很多情况下，一长串的错误往往是由一个不经意的小错误引起的。当程序屡调屡错的时候，最好和其他同学沟通交流一下，他们不经意的一句话，就可能给我启发，使问题迎刃而解。

这次实习，给我感触最深的还是行为态度问题。人的能力有大有小，但只要端正态度，不抛弃，不放弃，任何人都能取得令自己满意的成绩。在此，我由衷的感谢在这次课程设计中给了我巨大帮助的老师和同学们！

eda课程设计讲解 篇2

一、数字电路课程设计中引入EDA技术的必要性

数字电路课程设计中要求学生运用电子技术课程中有关的理论知识和实验方法完成一些综合性较强的设计课题。目前在数字电路课程设计教学中, 有些院校仍然采用74系列固定功能标准芯片来实现设计功能。在了解课题原理和熟悉标准芯片功能的基础上, “自底而上”地设计数字系统。当设计的数字电路系统比较复杂, 需要多个集成芯片和大量连线时, 就增加了设计电路板的难度和故障调试难度, 延长设计周期, 降低了学生的学习兴趣, 同时.常用中小规模集成芯片的大量重复使用也大大增加了设计成本。特别是随着学生数量的剧增, 由于教学经费的原因而无法提供足量的所需芯片, 再加上实验场地和实验时间的制约, 以及辅导教师的缺少等因素, 使得课程设计题目受限制, 设计方案雷同, 缺少个性, 设计过程枯燥, 学生的综合能力和创新能力的培养严重受到阻力, 课程设计的教学目标不能很好的实现。因此在数字电路课程设计中引入EDA技术, 改革传统的课程设计方法已经成为一种趋势。Isp Lever是Lattice公司最新推出的一套EDA软件。设计输入可采用原理图、硬件描述语言、混合输入三种方式, 能对所设计的数字电子系统进行功能仿真和时序仿真。编译器是此软件的核心, 能进行逻辑优化, 将逻辑映射到器件中去, 自动完成布局与布线, 并生成编程所需要的熔丝图文件。软件中的Constraints Editor工具允许经由一个图形用户接口选择I/O设置和引脚分配。软件包含Synolicity公司的Synplify综合工具和Lattice的isp VM器件编程工具。Isp Lever软件提供给开发者一个简单而有力的工具, 其界面友好, 集成化程度高, 是最易学、最易用的可编程逻辑器件开发软件。利用它所配备的编辑、编译、仿真、综合、芯片编程等功能, 可以完成数字电路从设计、检查、模拟到下载的全过程。因此特别适合作为数字电路系统的设计和开发软件。在系统可编程逻辑器件 (In-System Programmable PLD, ISP-PLD) 是90年代推出的新型的可编程逻辑器件, 其最大特点是编程时既不需要使用编程器, 也不需要将它从所在的系统板上取下, 可以直接焊接在印刷电路板上, 然后通过计算机的并口和专用的编程电缆对焊接在电路板上的ISP器件进行多次编程, 对其逻辑功能进行修改, 从而加快了数字系统的调试过程, 提高了可靠性并避免对可编程器件造成机械损坏。PLD具有可重复使用、低投入、高性能、高密度、开发周期短等诸多优点, 不需要任何投片费用。

二、EDA技术在数字电路课程设计中的应用实例

下面采用“自顶而下”层次化的设计方法, 以DJ-E801型实验开发系统和Isp Lever3.0EDA开发软件设计时钟为例, 介绍基于EDA技术的数字电路系统设计的方法。运用此种方法进行课程设计时, 需要先学习Isp Lever3.0软件和Schematic的编程方法, 掌握DJ-E801型实验开发系统的使用。

1. 设计要求。

设计一个多功能数字钟。系统能进行正常的时、分、秒计时功能, 分别由6个数码管显示24小时、60分钟、60秒钟的计数器显示;能利用实验系统上的按键实现“校时”“校分”功能: (1) 按下“SA”键时, 计时器迅速递增, 并按24小时循环, 计满23小时后再回00。 (2) 按下“SB”键时, 计分器迅速递增, 并按59分钟循环, 计满59分钟后再回00, 但不向“时”进位。 (3) 按下“SC”键时, 秒清零。 (4) 要求按下“SA”、“SB”或“SC”均不产生数字跳变 (“SA″、“SB”、“SC”按键是有抖动的, 必须对其消抖动处理) ;能利用扬声器做整点报时: (1) 当计时到达59’50”时开始报时, 在59’50”、52”、54”、56”、58”鸣叫, 鸣叫声频可为l KHz; (2) 到达59’60”时为最后一声整点报时, 整点报时是频率可定为500Hz。

2. 设计思路。

本设计中采用“自顶向下”的层次化、模块化的设计思路, 将系统分为cdu24、cdu60、cdu60s、control等四个模块, 再将其在顶层连结起来, 完成系统功能。

下面介绍各个模块所完成的功能。cdu24在clk1的激励下有24进制计数功能, sa=1时在clk2的激励下快速24进制计数, 能完成校时功能。cdu60在clk1的激励下有60进制计数功能, ss=1时在clk2的激励下快速60进制计数, 但无进位, 完成校分功能。cdu60s在clk1的激励下有60进制计数功能, clr=1时秒清零即可。Control主要完成报警功能。

3. 功能仿真。

运行isp LEVER软件, 建立一个新工程, 然后在该工程下新建schematic文件, 输入原理图以clk.sch文件保存, 设为顶层, 进行编译, 对照设计要求查看仿真结果。电路仿真结果正确后, 其硬件的实现是Lattice公司的CPLD芯片isp LSI1032E-70LJ-84下载实验板。设置芯片属性及引脚分配, 执行编译综合后产生下载文件, 将其在线下载到下载板, 经过硬件验证完全符合设计要求。

在上面的例子中, 若采用传统的74系列中小规模集成器件来实现, 电路结构复杂很多, 难以调试, 几乎是“纸上谈兵”的设计, 设计过程枯燥乏味。基于EDA的数字电路设计采用“自顶向下”的设计方法, 具有便于层次式、结构化的设计思想, 设计周期短, 可以对每一层进行仿真验证, 设计电路错误可以在早期发现, 提高了设计的正确性, 逻辑综合之前的设计工作与具体的实现工艺器件等无关。因此, 设计的可移植性好。为了提高数字电路教学的质量, 培养能适应电子技术发展趋势的创新人才, 将EDA技术引入数字电路课程设计中, 不仅可以很好地锻炼学生的综合设计开发能力和动手能力, 激发他们的学习兴趣, 还可以大大节约数字电路课程设计实验的成本, 提高设计效率。

参考文献

[1]林敏, 方颖立.VHDL数字系统设计与高层次综合[M].北京:电子工业出版社, 2002.

[2]黄招娣, 黄德昌.数字逻辑设计与EDA仿真实验教学的实践与探索[J].华东交通大学学报, 2007, 24 (12) .

eda课程设计讲解 篇3

[关键词]EDA技术 课程设计 教学实践

[中图分类号] G420 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2012）10-0113-02

一、独立学院概况

北京科技大学天津学院是2005年经教育部批准，由北京科技大学和广东珠江投资集团有限公司合作举办的本科层次的全日制独立学院。学院依托北京科技大学优质教育资源，实施“应用型”理论教学和以“职业能力培养为主线”的实践教学，培养适应经济和社会发展需要的理论基础扎实、实践技能强、综合素质高并具有创新精神的应用型本科人才。[1]

二、EDA课程概述

EDA技术是在20世纪90年代逐渐成熟的一门新技术技术，它是设计者以计算机为工具，以大规模可编程逻辑器件为载体，以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式，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，最终形成集成电子系统或专用集成芯片的一门新技术。

可编程逻辑器件（如CPLD、FPGA）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。

随着EDA技术的发展和应用领域的扩大与深入，EDA技术在电子信息、通信、自控及计算机应用等领域的重要性日益突出。在技术市场与人才市场对EDA的需求在不断提高，产品的市场效率和技术要求也必然会反映到教学和科研领域中来。

三、教学实践内容

（一）教学手段

实践教学是高校一项重要的教学内容，可以培养学生的动手实践能力和创新能力，本课程设计作为一次重要的实践教学，将采用全程实验室教学，并设置每三人一组。小组教学采用先讲后练的原则，并在练习过程中增加师生间的互动性，有问题立即解决，充分调动学生的主观能动性。[2]

EDA技术课程作为电子信息类专业的核心专业课之一，在专业课程体系中它的功能定位是在专业培养目标中起到承上启下的作用。相比于其他课程，EDA应用技术的教学具有自身的规律和独特性。

首先是教学内容，学生应该是先修完数字电路后再来学习EDA应用技术这门课程，所以在讲授的过程中一些重要的理论知识需要学生提前复习。

其次是教学方法。本课程作为实践课程，以实验实践课为主，这就要求以引导性教学为主。对Verilog HDL的教学不会逐条语句讲授，而应结合具体实例讲解最基本的语句现象及其使用方法。

第三就是注重教学实效。数字电路与EDA技术课程的侧重点不同，前者侧重于逻辑行为实现的认知和验证；后者具有很强的实践性，侧重于实用电子系统的设计，侧重培养学生的自主创新的意识和能力，针对性强的实验应该是教学的重要环节。

（二）教学基础知识

EDA技术需要两方面的基础，一是硬件描述语言（Verilog或VHDL），二是FPGA芯片。

本次课程设计的硬件平台是综合性的实验箱，核心模块采用的FPGA芯片是ALTERA的芯片，型号是FLEX EPF10K10LC84-4，该实验箱还包括模拟信号源与数字时钟模块、按键及拨码开关阵列模块、7段数码管和点阵LED显示模块等常见外设。

在开发工具方面采用Quartus2软件平台，该平台ALTERA公司推出的FPGA、CPLD和ASIC的综合性开发软件，它不但支持电路原理图输入和硬件描述语言输入，而且具有完善的仿真功能。本文将Quartus2软件引入EDA课程设计教学环节目的在于提高学生对数字逻辑电路的分析和设计能力。

硬件描述语言常用的有两种，即VHDL和Verilog HDL。相较于VHDL，Verilog HDL更易学易用，可以在很短时间内掌握该语言，所以本次课程设计的采用了Verilog HDL。[3]

（三）教学内容

《EDA应用技术》的教学重点是基于EDA工具的系统设计技术的掌握，包括软件工具的熟练应用、Verilog HDL硬件描述语言、组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计仿真。其中难点是应用Verilog HDL语言进行电子系统的设计。

（四）实践内容设计

应根据EDA应用技术课程实践性强的特点，设计由浅入深的实践内容。针对这次课程设计的课时少并结合独立学院学生的实际情况，对应的课程设计的实验步骤如下：

1.入门实验

实验内容的第一个层次——入门实验，是相关的验证性实验。由教师提供详细的设计程序和实验方法，使学生能有章可循、快速入门。要求学生掌握Quarter2软件的2个基本方式（电路原理图输入法、硬件描述语言法）仿真的整个流程。

2.基础实验

实验内容的第二个层次——基础实验，包括基本的组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计和仿真。

3.设计实验

实验内容的第三个层次——设计实验，由教师给定设计目标、实现功能等，要求学生自主设计的实验。学生自行完成设计题目所提出的数字系统，并对出现的问题进行修改，直到完成预定的目标。[4]

（五）考核方式

针对《EDA应用技术》课程设计注重理论知识的实际应用和时间性强的特点，课程的考核分为两部分。

（1）平时成绩占40%，包括出勤和平时的实验表现，这可以反映学生的考勤情况及其在学习过程中的态度表现，促使学生遵守课堂纪律和养成良好的学习态度，增强自我管理能力。

（2）EDA课程实训验收成绩占60%，学生要完成教师给定的题目，反映学生的综合设计实践能力以及创新设计能力。验收实训时要演示设计的系统功能，提交实训设计报告，对设计过程进行总结，以及完成实训后的收获感想等。

（六）课程实施的体会

学生因素是实践教学的主体因素，学生的主观参与愿望兴趣和动机知识条件与基础等都是影响学生的关键要素，实践教学的成败最终体现在学生的变化上，所以学生是实践教学的核心。在课程设计的过程中要时刻调动学生的主动性。

由于本课程设计实践性强，相关理论知识的学习需要学生课下完成。由教师指定教材让学生在课下复习数字电路的理论知识，并预习完成基础语法的学习。

EDA技术在现代社会电子工程领域的应用越来越广泛，通过设置《EDA应用技术》课程设计的实训课程，提高了学生的开发和设计能力，使得学生能运用课本中所学到的知识，提高了学生学习的积极性。现代电子设计技术是发展的，相应的教学内容和教学方法也应不断改进，其中一定有许多问题值得我们继续深入探讨。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 于洋，霍素彦，杨会来，郝淑珍. 独立学院人才培养目标定位研究[J].文教资料， 2009，10（28）.

[2] 胡有林，朱玉梅.独立学院实践教学影响因素研究[J].黑龙江教育，2012，（5）.

[3] 潘松，黄继业，陈龙.EDA技术与Verilog HDL[M].北京：清华大学出版社，2010.

[4] 黄科，艾琼龙，李磊. EDA数字系统设计案例实践[M].北京：清华大学出版社，2010.

EDA数字钟课程设计 篇4

设计题目：用VHDL语言实现数字钟的设计

班 级：电子1002班 学 号：20102625 姓 名：于晓 指导教师：李世平、李宁 设计时间：2012年12月

摘要

数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的钟表。本设计主要是实现数字钟的功能，程序用VHDL语言编写，整体采用TOP-TO-DOWN设计思路，具有基本的显示年月日时分秒和星期的功能，此外还有整点报时功能。该数字钟的实现程序分为顶层模块、年月模块、日模块、时分秒定时模块、数码管显示模块、分频模块、星期模块，此外还有一个库。该程序主要是用了元件例化的方法，此外还有进程等重要语句。

没有脉冲时，显示时分秒，set按钮产生第一个脉冲时，显示年月日，第2个脉冲到来时可预置年份，第3个脉冲到来时可预置月份，依次第4、5、6、7、8个脉冲到来时分别可预置日期、时、分、秒、星期，第 9个脉冲到来时设置星期后预置结束，正常工作，显示的是时分秒和星期。调整设置通过Up来控制，UP为高电平，upclk有脉冲到达时，预置位加1，否则减1。当整点到达时，报时器会鸣响，然后手动按键停止报时。

关键词：数字钟，VHDL，元件例化，数码管

1、课程设计目的

掌握利用可编程逻辑器件和EDA设计工具进行电子系统设计的方法

2、课程设计内容及要求

设计实现一个具有带预置数的数字钟，具有显示年月日时分秒的功能。用6个数码管显示时分秒，set按钮产生第一个脉冲时，显示切换年月日，第2个脉冲到来时可预置年份，第3个脉冲到来时可预置月份，依次第4、5、6、7个脉冲到来时分别可预置日期、时、分、秒，第 8个脉冲到来后预置结束，正常工作，显示的是时分秒。Up为高电平时，upclk有脉冲到达时，预置位加1.否则减1，还可以在此基础上增加其它功能。

3、VHDL程序设计

3.1整体设计思路

本设计采用top-down 模式设计，分模块进行，各功能都使用元件例化方式设计，主要有LED显示模块、时分秒定时模块、日期模块、年月模块、分频模块、星期模块，此外还创建了一个程序包，用来实现年月日、时分秒的加减调整。主要运用了过程语句、元件例化语句、信号赋值语句、和顺序语句

图3-1-1 整体结构图

图3-1-2 顶层模块引脚图

3.2各模块设计思路

3.2.1 普通计数器（时、分、秒、月、年计数器）设计

时钟模块通过调用程序包的时分秒加减过程语句实现两个六十进制，一个二十四进制，秒的进位信号作为分的计数时钟信号，分的进位信号作为时的时钟信号。时的进位信号通过管脚映射到日期模块的计数时钟信号。

定时功能在时分秒模块中，是由分计数器在到达59时产生一个脉冲，让speaker产生高电位鸣响。

年月模块主要实现月份的十二进制计数器，和100进制的年份计数器。月份的计数信号由日期模块的进位信号传递过来，年份的时钟信号由月份的进位信号产生。

图3-2-1 时分秒引脚图 图3-2-2 年月引脚图 3.2.2 可变进制计数器（天计数器）模块设计

不同月中的天的数量是不同的，例如“大月”就有31“天”，“小月”有30“天”，平年“二月”有28“天”，而闰年“二月”有29“天”。所以天计数器应该具备进制可变的性能。日期模块主要分为三个部分，预置日期加，预置日期减和产生进位信号，使月份增加。平闰年的判断是通过年月模块传输过来年份信号（两个4位的BCD码），如果高位的信号为“xxx0”且低位的信号为“xx00”（如20，84等），或高位为“xxx1”且低位为“xx10”（如32等）则判断为闰年。这种方法的包含了一百年中的所有闰年的情况。然后判断大月小月可以判断月份来确定30进制还是31进制。进位信号也是分为大月、小月、平年闰年来确定是否产生。

图3-2-3 日模块引脚图

3.2.3 LED显示模块

主要通过接受setpin的控制信号来选择显示的内容，把不同的信号赋给输出的端口，从而实现时分秒，年月日的切换。3.2.4 星期模块

通过七进制计数器实现，同时带有预置的功能，不能同年月调整联动，但是能单独调整。

图3-2-4 星期模块引脚图

4、仿真与分析

4.1 日模块

4.1.1 年份为2000年，月份为2月，有29天，初值设为2000年2月28日，仿真中日为：28、29、1、2、„

4.1.2 年份为1999年，月份为2月，有28天，初值设为1999年2月28日，仿真中日为：28、1、2、„

4.1.3 年份为2000年，月份为3月，有31天，初值设为2000年3月30日，仿真中日为：30、31、1、2、„

4.1.4 年份为2000年，月份为4月，有30天，初值设为2000年4月30日，仿真中日为：30、1、2、„

4.2 年月模块

初值设为1999年12月，lock为1时，显示年月，lock为3时，预置月，lock为2时，预置年

4.3 时分秒定时模块

lock为0时，显示时分秒，lock为5时，预置时，lock为6时，预置分，lock为7时，预置秒。当分到达59时，整点报时器响，speaker高电位，随着手动清零，恢复原位。

4.4 星期模块

初值设为星期1，仿真中显示为：1、2、3、4、5、6、7、1、„

4.5 分频模块

4.6 顶层设计模块

5、课程设计总结

本次课程设计历时两天半，经过自己不断的努力完成了数字钟的设计，程序代码的编写调试及仿真。以前只是看书或者编一些很小的程序用来仿真，觉得没怎么难，但当进行此次课程设计真正处理一个较大程序时，问题便都显现出来。虽然在这个过程中遇到了很多的问题，但是最终都得到了很好的解决。

我此次设计的程序是在课本原有数字钟程序的基础上进行添加更改得来的，最初在运行原有程序时很顺利，但是随着加的东西越来越多，程序中出现的问题也就越来越多。很多同学都觉得在已有程序上再添加东西看似简单，实则很容易混乱，理不清头绪，而且这个原有程序是用进程所写，比较麻烦。虽然这样容易出现问题，不过我觉得这是一个锻炼的好机会。、在处理分频模块时，最开始按照老师的要求设置了频率，但是当运行时，发现根本出不来，后来与同学讨论后，发现频率过大，后来改为八分频，使得分频

模块能够使用。在一开始加星期模块时，没怎么考虑，可是当加进去后才发现，星期模块不能与其他模块很好的相连，不能很好的做到与“日模块”相合，后来虽有改动，但最终没能改成功。在加定时器功能时，一开始单独为定时器列了一个模块，所写的程序也很复杂，错误百出，最后程序改好后，仿真却出不来。后来经过同学的提点，就把程序改简单了，单纯的来个脉冲就出现高电平，但后来仿真发现高电平一直在高位，没法给脉冲，最后没办法便手动脉冲。与顶层模块连接后，又发现分满59的脉冲没给，因为我的时分秒全都放在了一起，只能将定时模块挪到时分秒模块中，这样反而使得整个工程简单了一些。

在各个模块都能仿真成功后，顶层模块的程序与仿真却出现了很多问题。首先是顶层模块程序有很多警告，例如“second_waver”没有用到之类的，后来在改动的过程中，便把内变量换为了外变量，但是有些原来的警告没有了，但是新的警告又出现了，原本能够连好的U3与U4 模块均不能正常连接，后来与同学自习查找，才终于将错误找出，由于粗心大意误动了一些元件例化时的变量，使得时间拜拜浪费。最后在仿真的时候，仿真结果出不来，经过与同学商量在每个程序中都给年月日等变量均付了初值，才让仿真出来。

此次课程设计虽然只有短短的两天半的时间，但是经过前期的查找资料，后来的实验室实际操作，再到现在的报告总结，我收获了很多。其实完成一个设计，编程只是很小的一部分，最主要的在于查找资料以及调试程序，此次设计我在查找资料方面做的不是很充分，以至于设计的面很小，而且在遇到问题后不能很快的找出，以后一定要做好准备工作。此次课程设计中遇到的问题看似不大，但都是很好的问题，对我以后的设计有很大的帮助，一定会牢牢记住。

最后，此次课程设计的完成很大程度上取决于老师和同学对我的指导与帮助，这更能说明，一个较大设计的完成及实现，不是仅限于自身，我们要学会与别人交流沟通，才能做到更好。

6、参考文献

[1]李景华,杜玉远.可编程逻辑器件与EDA技术.沈阳:东北大学出版社,2000 [2] 姜如东，VHDL语言程序设计及应用，北京邮电大学出版社

[3] 康华光．电子技术基础（数字部分）［M］．北 京：高等教育出版社，2001．

燕山大学EDA课程设计数字跑表 篇5

要求：1 具有暂停，启动功能；

具有重新开始功能； 用六个数码管分别显示百分秒，秒和分钟。

二、设计过程及内容 总体设计：

第一，对于要实现的暂停、启动和重新开始功能，需要有一个控制模块完成相关控制。第二由题意可知需要一个分频模块，将实验箱提供的频率转换为100HZ即数字跑表百分秒的频率。第三是计时模块，完成跑表的百分秒、秒和分钟的计时功能。第四由于实验箱提供的数码显示是扫描显示，这就需要一个选时模块。第五部分则是显示模块。详细设计过程：

根据要求，将设计分成五个模块：

1、控制模块：使跑表具有启动、暂停及重新开始的功能；

2、分频模块：将实验箱所提供的频率转换为设计题目所需要的100HZ的时钟脉冲；

3、计时模块：进行百分秒、秒、分的计时，并且将当前时间输出给选时模块；

4、选时模块：从计时器得到当前时间输出给显示模块；

5、显示模块：通过数码管显示时间。

总图如下：

仿真波形：

第一个模块：控制模块

控制模块主要运用了两个D触发器，输入到触发器的时钟信号CLK1频率为2.86Hz，对电路起到了防抖的功能。

START/STOP为启动暂停按钮，当跑表为START状态时CLK端为高电平，Q为1，时钟信号输出，当跑表为STOP状态时CLK端为低电平，Q为0，时钟信号不输出，从而实现开始和暂停的功能。与门可控制时钟信号是否被输出到下一级。

RESET端为全局清零按钮，接到控制模块和计时模块的清零端，负责将计数器清零。当RESET为低电平时，控制模块和总计数器模块清零，跑表重新开始工作。电路图如下：

仿真波形：

第二个模块：分频模块

为了将实验箱提供的1465HZ转换成实验需要的100HZ，我将74161接成15进制计数器，实现分频的功能，转换为100HZ的近似时钟信号。然后将输出的时钟接入到计时模块。电路图如下： 3

仿真波形：

第三个模块：计时模块

计时模块由一个100进制计数器和两个60进制计数器构成，从而实现百分秒向秒、秒向分的计数功能需求。100进制计数器和60进制计数器均采用两个74160，100进制采用并行进位方式，60进制采用整体置数方式。从100进制计数器和60进制计数器这三个输出端分别接出八个端口（百分秒、秒、分的个位及十位分别由四个二进制代码表示），将当前时间代码输送给选时模块，以实现时间的选择和显示。(百分秒个位：H0A,H0B,H0C,H0D;百分秒十位：H1A,H1B,H1C,H1D；秒个位：S0A,S0B,S0C,S0D;秒十位：S1A,S1B,S1C,S1D;分个位：M0A,M0B,M0C,M0D;分十位：M1A,M1B,M1C,M1D.)电路图如下：

仿真波形：

100进制计数器（count100）： 仿真波形：

60进制计数器（count60）：

仿真波形：

第四个模块：选时模块

选时模块由四个八选一数据选择器74LS151和一个地址选择器74LS161构成。

地址选择器74LS161接入一个1465 HZ的时钟信号，使能端和清零端接高电平，使其循环工作，产生的一组循环地址码接入到四个八选一数据选择器74LS151上，使其对地址相同的一组数据进行选择，产生四个二进制数CA,CB,CC,CD，即为数码管所要显示的数字的编码。同时，地址选择器74LS161产生一组循环地址码a、b、c，接到数码管的地址端，使其循环显示数字。

第一个74LS151上的输入端为百分秒、秒、分个位及十位的四位二进制的最低位（H0A, H1A ,S0A,S1A, M0A, M1A）, 第二个74LS151上的输入端为百分秒、秒、分个位及十位的四位二进制的次低位（H0B,H1B ,S0B,S1B,M0B,M1B）, 第三个74LS151上的输入端为百分秒、秒、分个位及十位的四位二进制的第二位（H0C,H1C ,S0C,S1C,M0C,M1C）, 第四个74LS151上的输入端为百分秒、秒、分个位及十位的四位二进制的第一位（H0D,H1D ,S0D,S1D,M0D,M1D），通过这四个八位二进制数比较器74LS151选出同一组数(百分秒个位：H0A,H0B,H0C,H0D;百分秒十位：H1A,H1B,H1C,H1D;秒个位:S0A,S0B,S0C,S0D;秒十位：S1A,S1B,S1C,S1D;分个位：M0A,M0B,M0C,M0D;分十位：M1A,M1B,M1C,M1D)作为输出CA,CB,CC,CD，接到显示模块输入端。电路图如下：

仿真波形：

第五个模块：显示模块

显示模块采用BCD—七段显示译码器7448对实验板上数码管进行驱 动。由选时模块输出的显示数字编码CA,CB,CC,CD接至输入端A,B,C,D，使输出端产生七位译码连接到实验箱公共数据输入端ABCDEDG，从而显示出数据。电路图如下：

仿真波形：

三、设计结论

两周的课程设计很快就结束了，虽然时间很短，但是收获颇丰。通过这次课程设计，我学到了许多关于EDA的知识，学习到了很多EDA的实用功能，更重要的是锻炼了我的实践动手能力，使我深刻地认识到仅仅学习课本上的知识是远远不够的，要多思考，多实践，才能真正把学到的知识用到实际中，而且我也深刻认识到通信专业在各个领域是多么有用武之地，更加使我有了学习深造的动力。

在设计的过程中遇到诸多问题，一个接一个，总结下来还是软件没有学深刻，出了问题也不知道如何排查，波形图一直找不到自己想看到的，后来经过问同学和自己的总结才知道这个仿真的时间要足够长，才能看到自己所需要的部分。让我知道做一件事之前的准备工作是多么重要，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。遇到问题才去翻书查资料，这些都是我以后要改进的地方。

课程设计题目选择讲解 篇6

1.智能救援车 2.电动车跷跷板 3.开关稳压电源 4.无线识别装置 5.数控充电电源 6.多功能电子计价秤

7.直流稳压电源的设计与制作 8.无线调频话筒 9.数字时钟设计 10.水位报警器 11.智能小车 12.数控电压源 13.数字示波器 14.电子防丢器

15.双向测距的电子超声尺 16.基于加速度传感器的运动检测 17.自动控制升降国旗系统 18.光伏并网发电模拟装置 19.声音导引系统 20.宽带直流放大器 21.无线环境监测模拟装置 22.电能收集充电器

23.数字幅频均衡功率放大器 24.低频功率放大器 25.LED点阵书写显示屏 26.模拟路灯控制系统 27.波形发生器

28.自动往返电动小汽车 29.竞赛抢答器 30.数字温度计

31.单片机乐曲演奏控制器 32.音乐彩灯控制器 33.电子秒表 34.数字钟 35.八路呼叫器

36.篮球竞赛24s计时器 37.交通灯控制器 38.数控电压源 39.简易数字示波器 40.电子防丢器

41.双向测距的电子超声尺 42.基于加速度传感器的运动检测 43.智能楼宇防盗及灯控系统 44.基于ATmega8数字功放的设计 45.基于DS18B20的温度测量系统的应用 46.ATmega8数据采集系统

47.基于ATmega8直流电机PWM调速控制系统 48.AT89s52与PC机串行通信接口设计 49.时间可控红外热释报警装置设计 50.电子密码锁 51.液晶12232控制 52.8位数码管秒表 53.单片机对PS/2控制 54.基于AT89s52的I/O口扩展

55.基于AT89S52程控开关稳压电源设计 56.基于AT89S52的数字电压表的设计 57.基于AT89S52单片机的水温控制系统设计 58.基于AT89S52的奥运倒计时牌的设计 59.单片机多点温度检测系统 60.多功能万年历 61.四位计数器的设计 62.单片机的16*16点阵控制 63.简易电子琴

64.单片机的简易抢答器 65.基于单片机的波形发生器 66.照明电网节能系统的设计 67.电冰箱温度测控系统设计 68.出租车计价器的设计 69.自动供水系统设计 70.洗衣机水温控制系统设计 71.智能台灯 72.楼宇监控系统 73.GPS定位系统 74.GSM通信系统 75.无线通信系统 76.环境智能检测系统 77.门禁系统 78.考勤机系统 79.篮球比赛记分器 80.窗帘升降器模拟装置 81.RC阻容元件测量仪 82.单片机六路抢答器

83.基于USB端口的无线数据收发系统

84.利用直接频率合成技术（DDS）实现的跳频通信系统 85.基于超声波测距的汽车避撞技术 86.语音报警的温度、湿度监控仪 87.基于单片机的家用电器电话遥控装置 88.基于电力线载波的智能路灯控制系统 89.自动接续电话机

90.基于单片机的无线多路遥控发射、接收 91.远距离无线编码防盗报警系统 92.笔记本电脑专用无线有源音箱系统 93.妙趣横生的智能型声控娃娃 94.蔬菜大棚综合自动控制系统 95.会说话的数字万用表 96.受电话铃声控制的台灯 97.学生公寓用电自动控制系统 98.智能型随机检测客车超载系统 99.环保型烟缸告诫电路

100.酗酒驾车检测及自动停车系统 101.直接数字频率合成器（DDS）102.多点串行数据传输系统 103.音响放大器 104.语音放大器的设计 105.心电波信号放大系统

106.增益可程控的衰减及放大系统 107.模拟乘法器应用-功率测量仪 108.可编程增益放大器设计 109.宽带放大器设计 110.数字频率计设计 111.数字电压表 112.数字万用表 113.红外线数字转速表 114.电容数字测量仪 115.大电流测量仪

116.高速并行A/D转换系统 117.晶闸管调速系统 118.双向晶闸管交流调功器 119.步进电机控制器

120.自动切换量程峰值检测系统 121.多踪示波器

121.自动触发同步扫描系统设计 122.晶体管图示仪设计 123.多用信号发生器设计 124.锁相环应用-可编程倍频器

125.锁相环应用-数字显示相位差测量仪 126.超外差AM收音机设计 127.FM接收机设计 128.LC正弦振荡器的设计

129.50W高频宽带功率放大器的设计 130.CATV干线放大器设计 131.频率合成器的设计

132.小功率调幅高频发射机的设计 133.简易数控直流电源设计 134.数控恒流源设计 135.三相正弦变频电源设计 136.高频大功率感应加热电源设计 137.实用低频功率放大器设计 138.测量放大器设计

139.高效率音频功率放大器设计 140.波形发生器设计

141.简易电阻、电容和电感测量仪 142.简易逻辑分析仪设计 143.数字化语音存储与回放系统 144.数据采集与传输系统设计 145.葵花向太阳

146.基于PLC电梯控制系统 147.自动送料装车系统PLC设计 148.基于PLC自动门控制 149.基于PLC智能抢答器 150.基于PLC的立体车库设计 151.220KV变电站设计 152.DSP控制平台中CPLD逻辑设计与实现 153.电网安全稳定控制策略研究 154.基于遗传算法的有功功率经济分配 155.供用电系统谐波分析及滤波器的设计 156.基于遗传算法的电网规划

157.基于MATLAB的电流互感器特性仿真分析 158.电力系统谐波潮流计算的研究 159.通用型DSP数字控制硬件平台的研制 160.电压暂降监测装置的研究 161.电容式电压互感器谐振分析

162.基于串行通信的数字式虚拟示波器研究 163.无功环流的分析和控制

164.提高输电线路输电能力的技术研究

165.基于DSP的数字式虚拟示波器从机通信系统设计 166.中性点不接地配网潮流算法研究 167.电力市场中峰谷分时电价的研究 168.电网降低网损措施分析 169.电力市场环境下谐波问题分析

170.基于网络的电能质量监测仪的设计与应用 171.三相不对称情况下潮流计算问题的研究 172.电压暂降抑制中DC/DC电路的分析与设计 173.电容性设备在线检测原理及数据分析 174.基于MATLAB的励磁系统参数辨识 175.发电机励磁控制方法的研究

176.基于蓝牙技术的电缆局放无线传感器的蓝牙通讯设 177.电流互感器动态特性仿真研究 178.输电系统网损分摊方法综述 179.并网性太阳能光伏发电系统的设计 180.基于DSP的三相交流电机控制软件设计 181.Matlab在异步电动机中的仿真应用

182.基于蓝牙技术的电缆局放无线传感器的计算机接口设计

183.基于MSP430多点温度测量系统的设计 184.无线车载广告牌的设计与实现 185.基于红外线的手持抄表器设计

186.基于FPGA的水表抄表器的电路设计仿真 187.视频播放器的设计

188.用FPGA实现八路54MHZ并串、串并数据转换电路设计

189.基于FPGA 实现DMA控制器 190.电子血压计的设计 191.视频监控目标识别

192.基于FPGA的智能闹钟设计 193.基于FPGA的多功能计费系统设计 194.基于视频监控的火灾图像识别研究 195.基于颜色的汽车牌照识别系统 196.小尺寸TFT-LCD驱动电路设计 197.饮水机温度控制的单片机实现 198.mp3播放器制作

199.电动自行车快速充电器的设计与制作 200.小型智能汽车激光雷达 201.非接触式IC卡应用系统设计

202.基于FPGACPLD的直流电机PWM控制设计 203.基于FPGA乐曲自动演奏器及电子琴设计 204.应用FPGACPLD设计图像点阵型LCD控制 205.USB海量存储设备（U盘）设计

206.进出站口（车站）人数自动统计装置设计 207.智能化门锁系统

208.机动车驾驶员电子桩考试系统设计 209.公交车汉字显示系统

210.某商场2~ 7层消防报警系统设计

211.温度控制系统控制算法及输出驱动电路的实现 212.十字路口的交通灯控制 213.自整定PID仿真研究

214.基于PLC的粮库自动调运控制系统 215.数字录音笔设计 216.单片机设计太阳能热水器 217.鼠标遥控器（无线鼠标）218.舞台灯光设计单片机程序设计 219.智能红外遥控电风扇的设计

《EDA技术》精品课程建设 篇7

EDA技术是现代电子工程领域的一门新技术, 发展极为迅速。根据高职教育专业的培养目标, 掌握现代EDA设计技术是高职电子类专业学生的一项基本要求和必备技能, 苏州工业职业技术学院《EDA技术》课程的教学目标是要求学生拥有电子设计工程技能, 通过电路板设计, 制作印制电路板, 在动手安装调试后, 使实物达到设计要求。要让学生面向工程实际来完成项目或课题, 学生经历了“要做、能做、会做”的过程, 经历了发现问题、提出问题、解决问题的过程, 经历了将书本知识向工程实际迁移和延伸的过程, 同时在各种实践活动中, 培养学生职业道德、团队协作精神、严谨的工作态度、处事及与人交流的能力等, 以提高学生的创新能力和综合素质。通过近几年来的实践, 课程建设上取得了显著成绩, 在课程体系、管理体制、教学内容、教学手段和评价方案等方面已形成独特的、特色鲜明的一门课程, 该课程于2008年被评为江苏省精品课程。

一、创建精品课程的核心是整合课程内容和建立课程结构体系

《EDA技术》通常包括Protel、电子仿真、可编程逻辑器件三部分内容, 以往把三部分内容分成三门课来讲授, 所需课时较多, 内容分散, 联系不紧密, 学生学习效率较低。随着计算机技术的发展, 可供选择的EDA软件越来越多, 如何在众多的软件中选择一款既适合教学又适合行业的EDA系统, 是很多电子工程技术人员所关心的。高职《EDA技术》课程, 不可能面面俱到。该课程应以EDA软件使用的普遍性、技术的先进性、操作的易用性、文档资料的兼容性为出发点, 同时兼顾到国内印制电路板制造业的情况, 通过调研, 从众多的EDA软件中选择了Protel 99SE与multisim两款EDA软件, 树立了以学生职业能力培养为核心、以项目、案例教学为形式、以就业为导向的模块化课程内容。课程设置突破学科框架, 融“教、学、做”为一体, 建立了基础实验、模拟仿真、技能训练、综合实践四个层次实践教学体系。把技能证书与教学内容相结合, 通过本课程的学习, 参加技能证书考试, 可同时获得《Protel中级》与《无线电调试中级工》证书, 提高了学生学习效率及就业竞争力。突出课程实践性教学环节建设, 确保整个实践教学贯穿于人才培养的全过程 (见表1) 。

二、先进的教学中心和教学网站是创建精品课程的基础

教学时采用多媒体教学方式, 制作了多媒体课件, 图文并茂、动态展示、通俗易懂;并充分利用EDA设计软件进行演示教学, 使学生对EDA软件的设计过程和设计方法有了更加直观清楚的认识理解。

学院建立了完整的实验实训体系, 充分体现了职业教育的特色。制定了实验大纲、实训大纲、实验指导、实训指导和实验实训考核方案等教学资料。注重学生实践技能培养, 自编了课程的实验实训指导书, 实验实训教学占总教学课时的75%。共有三个计算机机房150台PC机, 三间装配与调试实训室, 150个安装焊接调试工位, 可同时容纳三个班150人进行实验或实训。有4名专职指导教师, 负责实验设备的管理与维护以及实验、实训的指导工作。每次实验或实训, 确保有两名及以上的指导教师, 对学生进行有针对性的指导, 从而保证了实验课的顺利进行。

学生除了通过课堂学习之外, 也可以利用学院校园网进行学习, 同时还可以上网留言, 教师可网上答疑, 主讲教师和学生之间通过网络实时互动, 使沟通和交流更方便快捷。

三、工学结合是创建精品课程的鲜明特色

由行业、企业专家组成的专业指导委员会与教师共同制定教学计划、课程大纲。以典型应用电路为工作导向、以工作任务为载体, 设置以工学结合为特征的课程形式。以学生为中心, 以活动为过程, 创设典型的工作环境, 融“教、学、做”为一体, 有效实施工学结合。实验、实训指导手册, 实验报告真实体现企业生产过程及工艺要求。

在课程教学过程中, 聘请企业工程师来校讲课 (8课时) 。以项目为工作过程, 每个项目包括工作计划、任务、实施、检查和评估五个环节。通过项目的实施, 使学生掌握原理图设计, 元件库的设计, Multisim仿真在电路、电子技术中的应用, PCB板设计, 实物制作。

把企业产品的部分实际应用电路及对电路设计的工艺要求引入教学中, 通过对技能证书与教学内容相结合的学习, 参加技能证书考试, 可同时获得《Protel中级》 (全国网络CAD) 与《无线电调试中级工》 (劳动部) 证书。

教学中安排两次到企业参观学习, 掌握目前企业对《EDA技术》的要求及使用软件的版本。注重《EDA技术》的提升。有部分学生直接进入校外实训基地, 由企业专家进行培训, 通过培训考试合格颁发企业证书;还有部分学生在校内实训基地, 通过进一步培训考试合格颁发《Protel高级》 (全国网络CAD) 证书。

四、加强实践教学是创建精品课程的重要环节

实践教学是培养学生能力的重要教学形式和手段, 重点培养学生面对工程实际, 分析解决工程问题的能力。通过实践教学使学生更好地掌握电子设计自动化的基本方法, 培养学生的工程意识和严谨的工作作风, 培养应用知识解决实际问题的能力和创新意识, 实现以实践能力训练为目的的实践教学体系。实践教学部分我们以任务驱动式的方式分为五个模块:

1. 电路原理设计模块:

主要由Protel99se基础、简单原理图设计、复杂原理图设计、层次电路图设计、原理图元件库的设计五部分组成。

2. PCB设计模块:

主要由PCB设计基础、PCB设计规则、制作元器件封装、PCB板设计四部分组成。

3. Multisim仿真模块:

主要由Multisim基础与虚拟仿真仪器、Multisim仿真方法、Multisim在模电分析与设计中的应用、Multisim在数电分析与设计中的应用四部分组成。

4. Altium Designer 6.

0模块:主要由AD6原理图设计、AD6PCB设计二部分组成。

5. 综合实践模块:

主要由串联型稳压电源、场扫描电路、三位半A/D转换器、OTL功率放大器、脉宽调制控制器、数字频率计、交流电压平均值转换器、可编程定时器八部分组成。

曾经对三届学生进行过上述的实践教学, 效果较好。从毕业学生及相关单位反馈信息得知, 学生毕业到电子公司、企业即可对其产品进行PCB图纸设计及仿真, 制定相关工艺文件, 进行相关质量检测等。

五、高水平的师资队伍是创建精品课程的保证

在创建精品课程中, 师德高尚、治学严谨、学术水平和教学水平双高的课程负责人及主讲教师是课程质量的保证, 合理的师资队伍结构和优秀的青年骨干教师队伍是课程建设可持续发展的保证。在近年的《EDA技术》的教学过程中, 我系已形成了一支知识结构、年龄结构合理, 教学经验丰富, 责任感强、团结协作, 教研气氛浓厚的教师队伍。课程组成员共11人, 硕士4人, 本科7人。副教授2人 (18%) , 高级工程师 (企业) 2人 (18%) , 讲师与工程师4人 (36%) , 助教3人 (27%) ;45岁以上4人 (36%) , 30-45岁4人 (36%) , 30岁以下3人 (27%) ;课程组教学人员均来自电子、自动化专业, 承担全部理论与实践教学。师生比为1:28。

六、先进教学方法和评价方案是创建精品课程的关键

精品课程建设要切实加强教学方法和评价方案的改革。每门课程必须有一套适合本门课程教学并行之有效的方法, 能显著地提高学生学习的主动性和创造性, 为多数学生所接受。

树立了以学生职业能力培养为核心、以项目、案例教学为形式、以就业为导向的模块化课程内容。把技能证书与教学内容相结合, 通过本课程的学习, 参加技能证书考试, 可同时获得《Protel中级》与《无线电调试中级工》证书, 提高了学生学习效率及就业竞争力。依托行业办学, 把企业的实际应用电路及工艺要求引入教学中, 以任务引领的方式实现工学交替。以技术应用开发岗位的要求为出发点, 以培养学生的专业能力、社会能力、创新能力和职业素质为原则设计教学过程, 运用任务驱动, 行为导向的教学方法和手段来开展教学。

采用平时考核和项目考核。平时考核 (占50%) 包括学习态度、课堂学习、完成作业、实验项目实施过程及完成情况;项目考核 (占50%) 包括综合项目软硬件成果、项目分析报告质量、理论与实践答题质量。

七、切实有效的组织机构与激励机制是创建和实施精品课程的动力

要使课程达到“精品”的标准, 就要鼓励高水平教师积极投身教学工作, 鼓励教学管理人员和学生积极参与创建精品课程。精品课程的建设、实施和维护, 需要投入很大的时间和精力, 这就要建立切实有效的激励机制, 要使建设和实施精品课程所付出的努力和精力得到鼓励和肯定, 以提高教师推广精品课程的积极性。

学院成立了院长挂帅的“教学工作委员会”负责课程建设的整体规划和政策制订, 分管院长领衔的“课程建设领导小组”负责组织实施, 教务处具体组织协调, 系主任“务必”跟进每门精品课程的建设。“课程建设项目组”和“课程建设服务组”分工合作, 开展建设工作。精品课程建设经费列入学院单独预算, 平均每门课程按照2万元列支。经费分为“课程建设经费”、“课程奖励经费”和“课程发展经费”。建立“课程负责人”制度, 开展课程负责人和教学团队的培训工作。培训经费由学院统一划拨, 不占课程建设经费。培训采用“分级管理、分层培训”, 学院组织教学理念、课程设计等高职教育理论培训和精品课程建设培训, 系部组织具体课程建设的业务研讨和学习。专业实验、实训室建设始终与课程建设相结合。围绕“一门课程一个实验 (训) 室”的原则建设, 理论和实践相结合, 教、学、做一体化。学院数字化校园建设与发展中心承担网站平台建设, 提供技术服务、网站美化和优化、视频的录制和编辑。教学团队中设有“网站建设专员”, 协助教学团队进行教学资源的搜集和整理。

八、社会认可是创建精品课程的根本目标

《EDA技术》课程的建设取得了很好的效果, 课程满意度达95%以上, 得到教师和学生的肯定, 受到专家和企业人士的一致好评。企业人士普遍认为苏州工业职业技术学院电子系的学生不论是到单位实训还是就业, 在电子绘图方面有良好的应用软件进行绘图的能力, 理论知识比较扎实, 来公司后能较快适应工作。学院开设的《EDA技术》课程教学方法先进, 教学模式合理, 实践教学设施完善, 教师们的实践动手能力强, 能使学生较快掌握EDA技术, 对就业有较大的帮助, 使学生符合企业用人的需要。

eda课程设计讲解 篇8

关键词：EDA技术；教学改革；项目教学；互联网+

【中图分类号】G642.0； 文献标识码：A

一、引言

EDA（Electronic Design Automation，EDA，电子设计自动化）技术是一门发展迅速、工程性强、须紧密结合技术发展前沿的现代电子设计技术课程。它是以计算机科学和微电子技术发展为先导，汇集了计算机图形学、拓扑逻辑学、微电子工艺与结构学和计算数学等多种计算机应用学科最新成果的先进技术。目前《EDA技术》已成为各高校电子信息类专业的核心专业课程。本课程在专业培养目标中具有承上启下的桥梁作用，是引领学生进入现代电子设计领域的必修课程。

随着社会经济、科技的迅猛发展，高校的人才培养要求也随之发生了很大变化。2010年颁布的《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010～2020年）》也特别强调要通过“遵循教育规律和人才成长规律，深化教育教学改革，创新教育教学方法，探索多种培养方式，形成各类人才辈出、拔尖创新人才不断涌现的局面”，以及“注重学思结合，倡导启发式、探究式、讨论式、参与式教学，帮助学生学会学习，激发学生的好奇心，培养学生的兴趣爱好，营造独立思考、自由探索的良好环境”等。很多学者对高校人才培养的问题进行了深入分析并提出解决问题的思路 [1-3]。

二、教学内容改革

《EDA技术》课程是一门理论与实践并重，工程性、综合性、实践性很强的课程。该课程包括五大部分：第一部分主要以原理图输入方式为例介绍EDA的开发流程和软件操作过程；第二部分主要介绍采用VHDL语言进行EDA的开发，包括VHDL语言结构、常用组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计；第三部分主要介绍利用宏功能模块进行程序的开发方法；第四部分介绍有限状态机的设计；第五部分是电子技术综合设计。

三、教学方法和手段的改革

学生是高校、教师、学生这三个人才培养的基本要素的中心，成为教学的主体[6]。为了提高学生分析问题、解决问题的能力，培养学生的团队合作能力和师范能力，充分发挥学生的主观能动性，激发学生的求知欲望，教学过程中采取以学生为本的教学理念，加强课堂参与度，有效利用互联网资源。在教学过程中主要采用多种教学方式。

（1）结合CDIO 的教学方式

CDIO（构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate））工程教育模式以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程[7]。对于电子系统综合设计采取学生课下设计、课堂交流的方式。学生充分利用互联网资源，对教师在课堂上布置的题目或自选题目以小组为单位进行设计。小组内学生以CDIO 的要求对题目进行构思，设计，实现和运作，从工程的角度来实现系统。

（2）课堂讲授与学生自学相结合的方式

重点知识在课堂讲授，需要学生了解和扩展性内容由学生自学，提高他们的自主学习能力，激发学习欲望。本课程中可编程逻辑器件基础及其应用一章，由于芯片内部结构图片较多，而且较大，因此该部分内容的视频和PPT通过网络传给学生，让学生自主下载学习。

（3）现代教育技术应用与教学改革

该门课程充分利用网络资源，采取的措施主要有：教师提供给学生主要的学习网站，学生通过网络进行自主学习；学生和老师通过QQ或微信就学习中存在问题进行交流，以提高时效性；教师建立了QQ群，将一些视频，软件和学习资料放到群中，供学生学习下载，学生编写的程序及调试的视频也可以通过QQ传给教师。

四、实践教学与创新能力培养改革

实践教学是工科院校重要教学环节。本课程设置相应的实验、上机等实践性教学，该课程设置20学时实验，同时还安排了2周的课程设计。

（一）课内实验改革

（二）在实验中，减少验证性的实验内容，增大设计性、综合性的实验内容；在每个实验设计中，都增加一些加宽、加深的内容，希望那些基础好、动手能力强的学生学到更多知识，创新能力得到提高。

（二）创新能力培养

要培养学生的创新能力，创设和营造有利于创新人才成长的条件和环境是关键。在学生的“EDA技术” 课程创新能力培养方面，主要采取的措施如下：

充分利用EDA技术实验室，进行综合系统设计和SOPC系统设计。EDA技术的高级应用是利用FPGA等芯片设计SOPC系统，而由于课时有限，在课上教师将采用FPGA芯片如何实现SOPC系统的方法及进行讲解，供有能力的学生进行自主开发设计。

（三）课程设计

EDA技术课程设计是EDA技术课程综合性实践教学环节。在该课程设计的题目拟定中，采取以学生学习的需要和兴趣为中心，重在所学知识的综合运用和实际问题的解决，学生可以自行拟定题目也可以选择教师推荐的题目，要求题目要有一定的综合性和创新性。

五、教材使用改革

EDA技术是一门应用性较强的课程，主要通过理论教学、实验、实训和课程设计4个环节来提高学生的技能水平，将这4个教学环节融为一体即“四位一体”教学法。这也是我校长期为社会培养高技能应用型人才过程中总结出来的一套行之有效的教学方法[8]。结合本校学生的实际，教材选用了本校教师编写的清华大学出版社出版的《EDA技术基础与实验教材》。该教材将理论和实验充分结合，为实训和课程设计提供了素材，体现了“四位一体”的教学理念。

七、总结

随着社会的发展，科技的进步，高校人才培养要求的变化，传统的培养方式和授课方法已经不能满足学生实践能力、创新能力培养的要求。本文探讨了EDA技术课程的教学改革方法，提出了教学过程中注重学生知识运用能力和创新性思维的培养，采用CDIO式、项目式等教学方法，加强互动性，提高学生的参与的积极性和自主学习的能力，充分利用互联网资源，使学生从被动学习到主动学习，切实提高学生的实际动手能力和创新意识。教学实践证明，提出的改革方法取得了很好的教学效果，得到学生的一致认同。

参考文献：

[1] 董泽芳. 高校人才培养模式的概念界定与要素解析.大学教育科学[J].2012.3：30-36

[2] 张典兵.论高校创新人才培养的几个基本问题.教育现代化[J]2015.5：52-57