使用VHDL设计的4位数字电压表

"这篇文档是关于东北石油大学计算机科学及技术学院的一次硬件课程设计，主题为‘数字电压表设计’。学生们需使用VHDL语言和层次设计方法，通过EL教学实验箱以及QuartusⅡ软件系统，实现4位数字电压表的设计。设计包括A/D转换接口电路、编码转换电路和七段显示电路三个主要部分，并要求参考相关教材完成。设计周期为两周。" 在这次课程设计中，学生需要掌握的关键知识点包括： 1. **VHDL语言**：VHDL是Very-High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language的缩写，是一种用于描述数字系统的硬件描述语言，广泛应用于FPGA和CPLD的设计。学生需要理解VHDL的基本语法和结构，以便编写A/D转换接口、编码转换和七段显示的逻辑代码。 2. **A/D转换接口电路设计**：ADC0809是一个8位模拟-to-数字转换器，学生需要设计电路以控制它，实现模拟电压到数字信号的转换。这涉及到对ADC的初始化、采样和转换过程的理解，以及与微处理器的接口设计。 3. **编码转换电路**：这部分要求将ADC转换得到的数字电压转换为BCD（Binary-Coded Decimal）码，以便后续的七段显示。学生需要理解二进制和BCD码之间的转换规则，并实现相应的逻辑电路。 4. **七段显示电路设计**：设计用于显示BCD码的七段数码管驱动电路，需要理解七段数码管的工作原理和驱动方式，以及如何将BCD码转化为七段码的逻辑。 5. **EDA工具的使用**：学生需要熟悉QuartusⅡ软件，这是Altera公司的一款综合、仿真和编程工具，用于实现FPGA和CPLD的设计。学生需要掌握如何在该软件中编写、编译和仿真VHDL代码。 6. **硬件实现**：最后，学生需要在EL教学实验箱上实现设计，将虚拟的VHDL设计转化为实际的硬件电路，这涉及实际电路连接和调试技能。 此外，参考文献提供了进一步学习的资源，涵盖了EDA技术、数字系统设计、SOPC技术等相关领域，有助于深化对课程设计内容的理解和实践。 整个设计过程不仅要求学生具备扎实的数字电子理论基础，还需要他们具备良好的问题解决能力和团队协作精神。课程设计的评价标准包括选题难度、工作量、出勤态度、设计方案的合理性、论文撰写质量以及创新意识等多方面，旨在全面评估学生的综合能力。