上海电力学院。
2010 /2011 学年第二学期）
课程名称 sopc课程设计。
课程**130715001
院（系） 计信学院。
专业电子信息工程
班级 学生。
时间19周。
一、 设计目的。
本课程的授课对象是电子信息工程专业本科生，是电子类专业的一门重要的实践课程，是理论与实践相结合的重要环节。本课程作为《sopc技术与应用》的后续实践课程，有助于增强学生对sopc技术的理解，掌握sopc设计方法及调试能力，为今后从事现代电路设计与调试工作打下扎实的基础。
二、 设计内容、要求及组织形式。
本课程要求学生在掌握fpga技术和sopc技术的基础上，以quartusii、sopc builder和nios ii ide等软件为工具，分别完成sopc的硬件模块设计和软件模块设计。设计题目：lcd日历电子钟、抢答器设计和电梯控制器设计。
采用一人一题的方式，课堂形式则采用讲授与上机相结合。
三、 设计进度安排（时间及地点）
地点：计信学院实验室304
时间：19周。
第1天分析各设计的工作原理、设计目的
第2天硬件模块设计，软件流程图设计，整理设计思路。
第3天对软件模块进行划分，完成模块的**编写。
第4天**编写与调试。
第5天报告撰写及答辩。
下面给出三个任务的具体要求。
任务一： lcd日历电子钟。
1．实验任务及要求。
1）日历电子钟的显示：用niosii de2开发板实现电子钟功能。用lcd显示电子钟的日期和时间。
lcd分两行显示，第一行显示年、月和日（如：20090201）；第二行显示时、分和秒（如16:20:
30）。
2）日历电子钟的修改：用输入按钮key[0]来控制lcd行修改，同时让de2板上的绿色发光二级管ledg3的亮与灭来表示这个选择。当key[0]按下一次后，ledg3亮，可以修改年、月和日的数字；再按一次key[0]后，ledg3灭，可以修改时、分和秒的数字。
另外用输入按钮key[3]来控制日期和时间的修改，当处于日期修改方式时，每按动一次key[3]按钮，依次更换“年”、“月”和“日”的修改。当处于时间修改方式时，每按动一次key[3]按钮，依次更换“时”、“分”和“秒”的修改。修改对象被选中后，按动key[2]输入按钮可以增加显示的数字；按动key[1]输入按钮可以减少显示的数字。
2．实验原理。
sopc的硬件模块包括：
处理器：nios ii
存储器：sdram
pio：ledg、key
显示：lcd
定时器：timer（20ms）
调试口：jtag uart
软件模块的设计进程可分为以下几个步骤：
1） 电子钟功能的实现。可通过定时器定时1s“秒”加1，依次对“分”、“时”加1，实现简单的电子钟功能。
2） 日历的实现。在上述电子钟的基础上，每24个小时“日”加1，依次对“月”和“年”加１，实现日历的功能。
3） lcd显示。将上述时间与日期显示在lcd上。
4） 时间和日期的调整。在程序中需要加入按键中断程序，通过判断按键值按要求实现相应的功能。
3．实验报告要求。
1）画出（或打印出）硬件电路图。
2） 画出（或打印出）程序流程图。
3） 解释程序中各部分的功能。
4）书写实验报告时应结构合理， 层次分明。
任务二： 抢答器。
1．实验任务及要求。
1)抢答器可容纳四组12位选手，每组设置一个抢答按钮供选手使用。
2)电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。在主持人将系统复位后，灯闪烁提示抢答开始，这时显示器显示初始时间并开始倒计时，若参赛选手按抢答按钮，则该组指示灯亮并将其对应的分值加1。此时，电路具备自锁功能，使其它抢答按钮不起作用。
3)如果无人抢答，计时器倒计时到零，主持人可以按复位键，开始新一轮的抢答。
4)设置犯规功能。选手在主持人按开始键之前抢答，则认为犯规，犯规指示灯亮并将其对应的分值减1，抢答重新开始。
5)抢答器设置抢答时间选择功能。为适应多种抢答需要，系统设有10秒、15秒、20秒和3o秒四种抢答时间选择功能 。
6）输入输出界面。
输入：4个按键key、4个开关sw
输出：8位7段码，8个ledg
4个按键从右到左为：key0、key1、key2，key3；代表4位选手，只要检测到1位选手按下按键则关闭按键中断，其他按键按下无效。
4个开关sw从右到左为：sw0、sw1、sw2、sw3；功能在不同模式下定义不同：
sw0：复位秒表计时，抢答暂时处于暂停状态，如果此时有人按下key则意味着犯规，其相应分值减1；
sw1：选择抢答时间的设置值，分别为10秒、15秒、20秒和3o秒四种抢答时间；
sw2：所有选手的分数值清零键；
sw3：主持人的开始键，当主持人按下该键则抢答开始。
8位7段码从左到右编号为7-0
4位选手的分值分别显示在（3-0位）；秒表的倒计时时间显示在（5-4位）
4个开关ledg0～ledg7：
ledg0～ledg3：分别表示4组抢答成功的指示灯；
ledg4～ledg7：分别表示4组犯规的指示灯。
2．实验原理。
sopc的硬件模块包括：
处理器：nios ii
存储器：sdram
pio：ledg、key、sw
显示：7段码。
定时器：timer（20ms）
调试口：jtag uart
软件模块包括以下几部分：
1）主持人控制模块。
在抢答比赛开始前，主持人可通过sw2将选手的分数全部清零；然后，通过sw1选择抢答时间的设置值可以是10秒、15秒、20秒和3o秒4档，设置的时间可同时显示在7段码（5-4位）；上述值全部设定完成后，通过sw3抢答开始；如果要进行新一轮的抢答则按下sw3重新开始。
2）选手抢答模块。
4位选手可以通过按下相应的key进行抢答，程序中可通过按键中断来判断是哪个按键按下，一旦判断到有按键按下则关闭按键中断，其他按键将不再起作用。
3）定时模块。
定时模块是通过定时器完成的，当主持人按下开始键后，秒表计时开始倒计时；当时间减到0时，没有选手按下按键，则本次抢答无效，重新开始新一轮抢答。
3．实验报告要求。
1）画出（或打印出）硬件电路图。
2） 画出（或打印出）程序流程图。
3） 解释程序中各部分的功能。
4）书写实验报告时应结构合理， 层次分明。
任务三： 电梯控制器设计。
1．实验任务及要求。
设计一个三层楼自动电梯控制器，电梯内有三个输入按钮响应用户的上下楼层请求，并有七段数码管显示电梯当前所在楼层位置；在每层电梯入口处设有请求按钮开关，指示用户的上或下的请求。由led灯显示电梯的上下运动情况和关门信息。电梯工作过程共有6种状态：
等待、上升、下降、开门、关门和停止状态。一般情况下，电梯工作起始点是第一层，起始状态是等待状态，启动条件是收到上升请求。电梯每上升或下降一层的时间假定为5秒，可通过7段数码管显示电梯的运行时间。
控制电路应能记忆所有楼层请求信号，并按方向优先控制规则依次响应：运行过程中先响应最早的请求，再响应后续的请求。如果无请求则停留当前层。
如果有两个同时请求信号，则判断请求信号离当前层的距离，距离近的请求先响应，再响应较远的请求。每个请求信号保留至执行后清除。
输入输出界面：
输入：8个开关sw
输出：2位7段码，4个ledg灯。
8个开关sw从右到左为：sw0～sw7；功能在不同模式下定义不同：
sw0：复位电梯工作状态，即楼层设置为1楼，而且状态为等待；
sw1：1楼电梯入口处请求“上”的按钮；
sw2，sw3：2楼电梯入口处请求“上”和“下”的按钮；
sw4：3楼电梯入口处请求“下”的按钮；
sw5～sw7：分部是电梯内部的输入按钮“1”，“2”和“3”。
2位7段码分别是hex0和hex1。
hex0：表示当前电梯所在的楼层；
hex1：表示电梯上升的时间（假设电梯上升1层所用的时间为5秒）。
4个ledg灯分别是ledg0～ledg3。
ledg0：表示电梯门打开。
ledg1：表示电梯门关闭。
ledg2：表示电梯上升。
ledg3：表示电梯下降。
2．实验原理。
sopc的硬件模块包括：
处理器：nios ii
存储器：sdram
pio：ledg、key、sw
显示：7段码。
定时器：timer（20ms）
调试口：jtag uart
软件模块包括以下几部分：
1）电梯状态模块。
电梯工作过程共有6种状态：等待、上升、下降、开门、关门和停止状态。一般情况下，电梯工作起始点是第一层，起始状态是等待状态。
电梯的状态会根据外部按钮所发出指令而改变。不同的状态也会通过相应的led灯或7段数码管显示出来。
2）判断命令模块。
电梯共有3个内部按钮和4个不同楼层的外部上下请求按钮。电梯在运行过程中需要判断外部按钮的信息以便及时做出响应。当判断到相应的按钮信息时，程序需要根据当前不同的状态和当前所在的楼层做出不同的动作。
当有多个请求信号时，则根据先后原则依次执行，所以命令模块还需要有命令储存功能。
3．实验报告要求。
1）画出（或打印出）硬件电路图。
2） 画出（或打印出）程序流程图。
3） 解释程序中各部分的功能。
课程设计 任务书
沈阳航空航天大学。课程设计。说明书 多人抢答电路的设计。班级。学号。学生姓名。指导教师。沈阳航空航天大学。课程设计任务书。课程名称模拟与数字电子技术课程设计。课程设计题目 课程设计的内容及要求 一 设计说明与技术指标。设计一个智力竞赛抢答器电路，技术指标如下 五人参赛每人一个按钮，主持人一个按钮，按...
桥梁课程设计任务书任务书
纯粹自用。设计资料。基本尺寸 见一般构造图 拱桥课程设计内容。1 主拱圈几何特性计算 截面面积 拱顶 拱脚 绕箱底边缘的静面积矩 拱顶 拱脚 主拱圈截面重心轴 拱顶 拱脚 主拱圈截面绕重心轴的惯性矩 拱顶 拱脚 主拱圈截面绕重心轴的回转半径 拱顶 拱脚 2 确定拱轴系数。先假定 计算出 对于空腹拱桥...
网页设计课程设计任务课程设计任务书
html css网页设计 课程设计任务书。一 设计题目 从以下课程设计项目中选择一个作为自己的设计开发主题，如果自己有新的选题构想，要取得授课教师的批准方可进行设计，否则不计成绩。必须要做一个div css布局的网页。主题参考 自己任选 1 校园青春群落，如 班级网页 校园 摄影 校园文化艺术 旅游...