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2-3人为一组，自由组合，分工合作。相同的选题不得超过三组。

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，否则全组不及格。

4．要求在2周内全部内容。第16周各小组推选一人向老师讲解题目设计思路、源代码分析、演示实验结果，具体时间地点待定。

5．每名同学于第18周提交一份设计报告，并由学习委员统一送交老师。

二、设计题目

A．13级信息安全、计算机、网络工程大作业题目：

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00500（即前面两个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，其要求与教材P215相同；

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），星期随按万年历，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：海明码编码模块设计（平台实现）

1)海明码是计算机网络中普遍采用的一种纠错码，其基本原理的编码规则请大家自己从网上阅读相关资料；

2)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）；

3)输出为X、Y、Z三组发光管，同时要求用6个数码管显示其相对应的16进制编码结果。

题目八：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

题目九：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。

题目十：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。

题目十一：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。

题目十二：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。

题目十三：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。

题目十四：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。

B．潇湘13级计算机01班大作业题目：

题目一：8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）。

题目二：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。

题目三：拔河游戏设计（平台实现）

2）设计拔河游戏电路，用按键与LED表示输入与输出。 

3）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；

4）每按动一下按键，LED向对方移动一格；

5）只要LED移动到头，游戏结束；

6）工作时钟100Hz即可；

题目四：排队电路设计（平台实现）

单窗口叫号机电路，给每个新来者编号，并计算等待队伍长度。

1）进队、离队两个信号作为输入，当前服务号码和队长各由4个数码管显示；

2）初始时队长0，每个客户到来，按排号按键进入队列尾部；客户号码由1顺序递增，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。

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。

题目五：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。

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；下载本文