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山家农地丈喙.docx山家农地丈喙毕业论文题口:棊于FPGA的单片机设计 ——CPU的研究设计订钱・ 院部信息科学与工程学院5 专业班级电子信息科学与技术1班: 届次 2012届 i 学生姓名 壬涛 : 学号20085043 f 指导教师王成义副教授二O—二年六月十六口1绪论 11EDA技术及其发展 33FPGA/CPLD概述 4软件:QuarlusII 65 项目研究意义 62单片机原理与分析 81 80C51单片机内部结构 82 CPU结构 83 80C51的片内存储器 104 80C51的I/O口及功能单元 115 80C51的特殊功能寄存器(SFR) 117 中断系统 12CPU模块中control设计方法论述 141有限状态机的设计方法论述 142CONTROL(#制模块) 16存储器模块的VHDL语言实现 191RAM单元的设计实现 192ROM单元的设计实现 19结论 21参考文献 22致谢 23附录 24ContentsIntroduction 1EDAtechnologanditsdevelopmen 1CADstage 1CAEstage(theearly1980s,early1990s20thCentury) 2EDAphase(since the1990s) 2Overviewofthedevelopmentofprogrammablelogicdevices 3TheFPGA/theCPLDOverview 4Software:theQuartusII 5Significanceofresearchprojects 6MicrocontrollerTheoryandAnalysis 88051theinternalstructureof 8CPUarchitecture 8The80C51on-chipinternalmemory 10The80C51I/Oportsandfunctional units 1080C51specialfunctionregisters(SFRs) 10Timer/counter IIInterruptsystem 11MCUinstructionsthatananalysis 11ControldesignmethodsdiscussedintheCPUmodule 13Thefinitestatemachinedesignmethodsdiscussed 13CONTROL(controlmodule) 15VHDLlanguageofthememorymodule 17ThedesignandimplementationoftheRAMcell 17DesignandImplementationoftheROMunit 17Conclusions 18References 19Acknowledgments 21Appendix 22基于FPGA的单片机设计——CPU的研究设计2008级电子信息科学与技术1班于涛指导老师王成义 职称副教授【摘要】伴随着集成电路(TC)技术及EDA技术的发展,当前数字系统的设计正朝着速度快、容量大、体积小、重量轻的方向发展。FPGA以其功能强大,开发过程投资少、周期短,可反复修改,开发工具智能化等特点成为当今硬件设计的首选方式Z-o由Intel公司的80c51系列单片机被公认为8位机的工业标准,因此,使用FPGA模拟实现8051单片机及其外设的功能便成为大规模复杂数字系统设计屮的重要课题。木文首先综述了EDA技术和FPGA器件的发展概况;然后对8051单片机的原理进行介绍和分析;接着介绍使用FPGA进行开发设计的优点以及VHDI,语言和Quartus软件的特点,接着重点介绍单片机中CPU部分控制单元control的状态机的设计以及对于设计单片机指令的分析,报后对这次毕设的总结和对a己的这个设计的展望。【关键词】电子设计a动VHDL语言FPGA/CPLD8051单片机FPGA-basedsingle-chipdesign-InternalCPUdesignYutao[Abstract]Alongwiththedevelopmentofintegratedcircuit(IC)technologyandEDAtechnology,thedesignofdigitalsystemsismovingfast,largecapacity,smallsize,,lessinvestmentanddevelopme