## **为了体现自由、平等、公正的良好价值观，需要答案小伙伴们请点击关注并留言！！** 具体要求 一、总体要求： 1．本课程为专业必选类课程，以大作业加考试成绩的形式给定最终成绩。 2．每 2 人为一组，自由组合，分工合作。 3．所有作业需完成 VHDL 核心代码的设计，并采用 QuartusII 进行相关仿真并且平台实现， 否则全组不合格。 4．要求在 4 月 30 日前完成全部内容。每组同学于 5 月 10 日前提交一份电子版设计报告（含 源代码、设计文档、实验板验证图片或视频，以压缩文件格式提交，文件名为班级+组别.rar）， 并由学习委员统一收齐后送交老师。 5．每组所借实验板于 5 月 10 日前由各班收齐，由学习委员统一送到 427 朱老师处归还实验 室。实验设备系国有资产，如有丢失、人为损坏，须照价赔偿。 二、设计题目 题目一：数字频率计设计（平台实现）★ 1)能对输入的方波信号频率进行采样； 2)采样频率范围为 0~5999999Hz，以 1Hz 为单位进行显示； 3)采用七个七段数码管显示当前采样的频率值，如采样频率值为 500HZ，则只显示 500，而 不显示 0000500（即前面 4 个 0 不显示）； 4)本电路系统板输入时钟为 6MHz。 题目二：电子数字钟设计（平台实现）★ 1)系统的输入时钟为平台上可选的四组输入之一； 2)时间进制为 24 小时制，用 6 个数码管进行显示，第 7 个数码管用于进行时间的修改； 3)另设 YES 键、TIME 键、ALARM 键； 4)由于系统平台没有扬声器，对时间报警采用一个发光二极管闪烁 30 秒。 题目三：万年历设计（平台实现）★ 1)能显示年、月、日、星期 2)年、月、日均需可调（需要哪些按键自己设计），星期随万年历，不用设置； 3)系统默认时间为 2000 年 01 月 01 日星期 6。格式：00-01-01 4)数码管不够，默认显示年月日，设计一个切换按钮，切换显示星期，显示在最右一个数码 管即可。 题目四：竞赛抢答器设计（平台实现）★ 1)抢答器的输入路数为 8 路；(8 位二进制输入) 2)当主持人宣布开始（拨下 A7 键时为有效），抢答时当某一方先按下按键，其他键则失效； 3)用一个数码管显示抢中的路编号，并开始进行 60 秒倒计时（用两个数码管显示），时间到 用一指示灯进行闪烁提示； 4)A7 键回位后，进行下一轮抢答。 题目五：交通灯控制系统设计（平台实现）★ 1)交叉路口为十字路口； 2)每路口设直行、左转、右转的方向指示灯； 3)每个方向指示灯有三种颜色，即红、绿、黄三色。为简化设计，右转指示灯常绿； 

4)为应用实验板上的资源，每个方向用一个指示灯表示（灯亮表示停车等候，灯灭表示绿灯 通行，闪烁表示黄灯警示）。 5)每路口需用两个数码管显示允许通行或禁止通行的时间。 题目六：霓虹灯电路设计（平台实现）★ 1)使用平台上的 8 个七段数码管进行显示，即围绕平台上的 8 个数码管转圈； 2)要求同时显示的段数为 1、2、3 段可选； 3)可进行顺向、逆向显示（通过某一开关键进行选择）； 4)按下复位键后，重新开始旋转； 5)多种点亮方式自选，如全亮等。 题目七：数字秒表设计（平台实现）★ 主要内容：设计一个 0.00s-240s 的一个数字秒表。 1）选择或者设计何时的时钟频率，使用６个８段数码管来显示时间，精度为 1ms，格式 xxx.xxx。 每次按下 start 按钮，从 000.000 开始，计时显示到 240.000 停止。 2）设计一个停止按键，按下后停止计时。 3）设计一个暂停／恢复按键，按下后停止计时，再次按下后恢复计时。 4）设计异步或同步复位键，即复零：000.000 题目八：序列检测器设计（平台实现）★ 1)检测一段二进制码流，从第一个“00000000”开始检测，检测序列“01111110”，即 0x7e 2)设计开始检测按钮，用数码管显示检测到的个数。开始检测后数码管初始显示零，每检测 到一个特定序列，数码管数字加 1。 3)再次检测到“00000000”后，检测结束，用指示灯显示显示。 4)待测的二进制码流有使用 lmp_rom 存储，rom 的位宽为 4 ，深度为 256。 5)若没有检测到开始的“00000000”，报错指示灯 A 亮。 6)若没有检测到结束的“00000000”, 报错指示灯 B 亮。 题目九：出租车计价器设计（平台实现）★ 完成简易出租车计价器设计，选做停车等待计价功能。 基本功能： 1）起步 8 元/3 公里，此后２元/公里； 2）里程指示信号为每前进 50 米一个高电平脉冲，上升沿有效；显示行驶公里数，精确到 0.1 公里。（模拟时速 40KM/h） 4）前进里程开始之前显示价钱，精确到 0.1 元； 5）用两个按键分别表示开始行程和结束行程。 选做功能： １）增加一个停车等待／恢复行程按钮，用２个数码管显示等待时间，精确到 0.1 分钟。 ２）等候费１元／分钟，计价精度为 0.1 元。 题目十：数字密码锁设计（平台实现）★ 完成一简易密码锁的设计，实现６位密码的设定与开锁。 1）使用６个按键进行密码输入，K0-K5,分别代表数字键 0-5，用右边６个数码管显示； 2）密码初始值为 555555；开锁方式：xxxxxx（x 代表密码数字，位数等于 6 位）；上电后， 

初始显示：＂PP------＂；输入一个数字就在最右数码管显示，前面的数字均左移一个数码管。 输入正确显示“--OPEN--”,输入错误显示“--EEEE--”。 3）设计一个重新输入按钮 K6，在输入未全或者错误（没达到 3 次）时，恢复输入，按下后 显示“PP------” 3）工作时钟 1khz；连续 3 次输错密码则锁死，只有重启电路；连续 2 次错误点亮警报灯。 4) 用按键 k7 设置密码，设定方式：旧密码，输入两次，输入前显示为“OP------”，正确后 提示输入新密码：“NP------”,连续输入 2 次。以上出错均显示“--EEEE--”，可按 K7 恢复设置， 或者 K6。 题目十一：带优先级的叫号机电路设计（平台实现）★ 单窗口叫号机电路，给每个新来客户编号，并计算等待队伍长度。 1）客户分普通客户和 VIP 客户两种，分两个按键叫号，当前服务客户号码和等待长度各由 4 个数码管显示； 2）初始时队长 0，每个普通客户到来，按排号按键进入队列尾部，VIP 客户排队与所有普通 客户之前；普通客户和 VIP 客户号码均由 1 顺序递增，七段数码管输出等待队长； 3）工作人员按服务按键，队长度减 1，并显示当前服务客户号码，注意，VIP 客户号码前加 “U”字形显示。 4）当等待队列达到 20 时，指示灯显示队满，停止叫号；队列小于 20 时，队满指示等灭， 自动恢复叫号。 题目十二：脉冲按键电话按键显示电路设计（平台实现）★ 设计一个具有 8 位显示的电话按键显示器，显示器应能正确反映按键数字，接通后能显示通 话时间。 1)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，八位数字输入 完毕后，电话接通，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，直到有新号码输入。 2)用电平信号 1 作为拿起话筒的信号，用 K0—K6 作为 0—6 的数字按键进行拨号；数码管显 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，八位数字输入完毕后，电 话接通，指示灯 1 亮。 3)用一电平信号 2 作为接通信号，接通后用指示灯 1 闪烁显示正在通话中； 4)设计一个计时电路，接通清除电话号码显示，数码管显示通话时间，精确到秒；显示格式： 时.分.秒，即” xx.xx.xx”。 5)自己挂断或者对方挂断，计时结束，显示总通话时长。 选做部分：设计一个寄存器，存放最后一次拨的电话号码，用 K7 作为重拨按键，当拿起话 筒时，按重拨键，数码管逐位显示最后一次的电话号码。 题目十三：CRC 编码模块设计（平台实现） １）输入数据为 16 位二进制字符（采用平台上的 A、B 两组开关输入）； ２）CRC 多项式为 X5+X4+X2+1，CRC 编码的规则大家自己上网阅读熟读资料； ３）输出为 X、Y、Z 三组发光二极管，同时要求用 6 个数码管显示其相对应的 16 进制编码 结果。 题目十四：8 位硬件乘法器电路设计（平台实现） 1)输入时钟为实验板上的时钟（可选 55、125、128 脚）； 

2)有一个输入启动信号（采用板上的脉冲输入开关 K0－K7 中的一个）； 3)算法结束标志用一个发光二极管显示； 4)乘数和被乘数的输入采用两组 8 位电平输入（平台上已提供）； 5)输出结果采用十进制输出（用 1－5 个七段数码管显示），如结果为 500，则只显示 500， 而不显示 00500（即前面两个 0 不显示）。 题目十五：汽车尾灯控制电路设计（平台实现） 1）使用开发板上最左与最右两组指示灯作为汽车尾部左右灯组，使用按键开关作为操控汽 车的控制信号。 2）要求：汽车启动时尾灯全亮，持续约 1-2 秒钟后熄灭，汽车正常行驶时指示灯全灭，右 转时最右一组指示灯（八个）向右依次反复循环点亮；左转时最左一组指示灯（八个）向左 依次反复循环点亮；刹车时两组灯全亮，熄火时全灭。 题目十六：拔河游戏 A 设计（平台实现） 1）设计拔河游戏电路，用按键与 LED 表示输入与输出。 2）初始时，24 个 LED 中间的两个点亮（引脚编号是 100 和 99），然后游戏双方不停按动按 键（K7 和 K0），点亮的两个 LED 向按动按键慢的一方移动； 3）每按动一下按键，LED 向对方移动一格； 4）只要 LED 移动到头，游戏结束； 5）游戏结束时让胜利一方的 LED 灯（K7 方：118-110，K0 方：86-98）循环点亮。 6）设置复位键，按下复位键游戏重新开始。 7）工作时钟 100Hz 即可； 题目十七：拔河游戏 B 设计（平台实现） 1) 设计拔河游戏电路，用按键与 LED 表示输入与输出。 2) 初始时，24 个 LED 中间的两个点亮（引脚编号是 100 和 99），然后游戏双方不停按 动按键（K7 和 K0），点亮的两个 LED 向按动按键慢的一方移动； 3) 每按动一下按键，按键方向的 LED 灯就依次点亮一个，例如：K7 第一次按下，101 号 LED 灯点亮，第二次按下，102 灯点亮。 4) 一旦有一方的灯全部点亮，游戏立即结束； 5）游戏结束时让胜利一方的 LED 灯（K7 方：118-110，K0 方：86-98）循环点亮。 6）设置复位键，按下复位键游戏重新开始。 7) 工作时钟 100Hz 即可； 题目十八、洗衣机控制器的设计 ★ 1）洗衣机状态及其转换方式为：启动——正转 20 秒——反转 20 秒——浸泡 10 秒——脱水 10 秒——结束。 2）按键启动洗衣机控制程序，用 6 个 LED 灯指示洗衣机状态，其中启动指示灯按下启动按 键后即点亮，直至结束；正转、反转、浸泡、脱水指示灯为闪烁方式，结束状态灯点亮持续 5 秒后自动熄灭。 3）用两个数码管显示洗涤剩余时间（启动时为 60 秒）。 4）设置一个暂停/恢复键，和一个暂停 LED 指示灯，暂停时停止计时，暂停指示灯亮；恢复 时继续计时，暂停指示灯熄灭。 

题目十九、打地鼠游戏设计 ★ 1）选择一个拨码开关作为游戏开始开关； 2）使用一排 LED 灯（8 个，从左至右编号 1 到 8），灯亮表示地鼠出现，要求地鼠随机出现； 3）使用 8 个脉冲开关，对应位置（从左至右编号 1 到 8）开关可以打击对应地鼠（灯灭）； 4）击中一个地鼠得一分，用数码管显示当前分数； 5）一局游戏时间是 60 秒，时间到游戏结束，选择另外一个 led 灯亮指示时间到，拨下开始 开关指示灯灭，数码管得分显示消失，恢复初始状态。 题目二十、多模式彩灯控制器设计 1）使用 2 排 LED 灯，设计至少 3 种彩灯模式（例如：顺时针循环点亮和熄灭、间隔点亮、 从中间到左右两方向点亮等等）； 2）使用脉冲开关切换模式； 3）设置快慢两种的点亮频率，使用脉冲开关来改变； 题目二十一、自动售货机设计 ★ 1）6 个数码管代表六种商品，每种商品数量 0-9； 2）6 个按键代表对应商品的选择按钮，按下表示选择购买，只有该商品数量大于 0 是可以 购买，为零时提示缺货，用一个 LED 灯指示； 3）使用一组 LED 显示选中商品的价格，并开始计时（用剩下两个数码管显示倒计时），60 秒内没有收到成功付款（扫码付款）信号，则取消该交易，恢复成选择购买前状态； 4）用剩下按键或者拨码开关给出成功付款信号，收到该信号，倒计时结束，并出货（用 led 等指示已出货），该商品数量减一。 题目二十二：复印机逻辑控制电路设计★ 1）用按键输入复印的次数，用三个数码管显示，最大 555，初始为 0；（使用六个按键表示 0-5 数字键）； 2）用另外按键开关作为启动复印的“开始”开关，开始后连续复印，每复印一次，数字减 1，直到 0，停机，回复初始状态； 3）如果发生缺纸，用另外一个拨码开关给出缺纸信号，则立即停止复印，提示缺纸（用 LED 灯指示），复印暂停，加纸后，缺纸的拨码开关回复，则继续复印； 4）复印过程中可以取消复印，用最后一个按键开关给出取消复印信号，则立即回复到初始 状态。 三、大作业报告要求： 1．题目功能分析； 2．总体模块划分； 3．代码实现； 4．仿真结果； 5．设计心得、体会；