五人表決器_九九乘法表__交通燈(EDA報(bào)告)

1、武漢理工大學(xué)電子線路EDA實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)一 五人表決器的設(shè)計(jì)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 了解和初步掌握ISPlever軟件的基本操作方法以及電子線路的程序編寫abel語言的編寫。2、 通過實(shí)驗(yàn)，加深電路設(shè)計(jì)的概念以及了解計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)分析的過程3、 培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力以及理論知識的應(yīng)用能力。二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟本實(shí)驗(yàn)要求利用ISPLEVER軟件完成對五人表決器的設(shè)計(jì)及仿真，表決規(guī)則是，多數(shù)勝少數(shù)。分析題意，我們可以知道此次仿真應(yīng)有五個(gè)輸入端口，一個(gè)輸出端口。分別設(shè)置其A,B,C,D,E為輸入端口，F(xiàn)為輸出端口。故分析可知其真值表如下所示： ABCDEF00000000001000010000011000

2、1000001010001100001111010000010010010100010111011000011011011101011111100000100010100100100111101000101011101101101111110000110011110101110111111001111011111101111111 圖1：無人表決器真值表可分析：無人中任意三人通過則表決可以通過，故得到其邏輯表達(dá)式為F=ABC+ABD+ABE+ACD+ACE+ADE+BCD+BCE+BDE+CDE實(shí)驗(yàn)步驟：1、 打開ISPLEVER軟件，新建一個(gè)項(xiàng)目，并命名為Untitled.syn。2、 在新

3、建立的項(xiàng)目的基礎(chǔ)上新建一個(gè)原理圖文件，并為之命名為biaojueqi.sch。用軟件繪制原理圖如下所示： 圖2：五人表決器原理圖3、在頂層原理圖的基礎(chǔ)上，為模塊編寫ABEL語言程序，原理圖中建立了WTF模塊，新建立一個(gè)程序文件wtf.abl。 編寫此項(xiàng)目的仿真文件程序biaojueqi.abv得到： 對此項(xiàng)目文件進(jìn)行仿真，得到仿真結(jié)果如圖： 圖3：實(shí)驗(yàn)結(jié)果仿真分析三、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析本次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的是五人表決器，要求A,B,C,D,E五個(gè)輸入中只要有三個(gè)以上為1，那么實(shí)驗(yàn)的輸出即為1。通過分析，我們得到了表決器輸出的邏輯表達(dá)式，然后根據(jù)表達(dá)式完成了VOTE項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，項(xiàng)目設(shè)計(jì)后仿真得到，A,B,C

4、,D,E全為1時(shí)則全票通過；A,B,D,E為1，C為0時(shí)F為1；A,B,E為1，C,D為0時(shí)F為1；A,B為1，C,D,E為0時(shí)F為0；A,B,C,D為0，E為1時(shí)輸出F為0；當(dāng)A,B,C,D,E全為0時(shí)，則F=0；經(jīng)過TEST文件來對程序檢測，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)基本可以完成表決任務(wù)。四、 實(shí)驗(yàn)小結(jié) 作為EDA實(shí)驗(yàn)的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)，在完成的過程中仍存在著操作不嫻熟，操作失誤等問題。在寫程序時(shí)會輸錯(cuò)部分關(guān)鍵字或漏掉一些小的標(biāo)點(diǎn)之類的，導(dǎo)致編譯不通過，需要經(jīng)過反復(fù)查找，所以，覺得在輸程序時(shí)就應(yīng)注意細(xì)節(jié)，提高一次正確率，避免一些小錯(cuò)誤的發(fā)生，起到事半功倍的效果。經(jīng)過這次實(shí)驗(yàn)，已經(jīng)基本了解了ISPLEVER的操作方

5、法，掌握了用此軟件完成電子設(shè)計(jì)的基本流程，并能夠用ABEL語言完成對芯片模塊的程序設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)二 四位二進(jìn)制實(shí)現(xiàn)9*9乘法設(shè)計(jì)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 了解和掌握ISPlever軟件的基本操作方法以及電子線路的程序編寫abel語言的編寫。2、 通過實(shí)驗(yàn)，加深電路設(shè)計(jì)的概念以及了解計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)分析的過程3、 通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件完成乘法器的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)乘法表功能，以此來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力以及理論知識的應(yīng)用能力。二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 此次實(shí)驗(yàn)要求完成九九乘法表的設(shè)計(jì)，即要求輸入0-9之間的數(shù)字相乘，能得到相應(yīng)的積的結(jié)果。通過分析可以知道要完成此項(xiàng)功能我們需要8位輸入來送入乘數(shù)和被乘數(shù)，以及7位輸出來輸出

6、積的結(jié)果。若要明顯的顯示出此次的設(shè)計(jì)，則我們還要對積進(jìn)行BCD的編碼轉(zhuǎn)換（輸入為0-9時(shí)，二進(jìn)制碼與BCD碼保持一致，故乘數(shù)不需要譯碼即可輸出），即在乘法器的基礎(chǔ)之上再設(shè)計(jì)一個(gè)譯碼轉(zhuǎn)換模塊完成二進(jìn)制碼向BCD碼的轉(zhuǎn)換。 在實(shí)驗(yàn)中，我們可以設(shè)計(jì)A4,A3,A2,A1,為被乘數(shù)的四位二進(jìn)制碼，B4,B3,B2,B1為乘數(shù)的四位二進(jìn)制碼，Z7.Z0為乘積的八位BCD輸出碼，要實(shí)現(xiàn)乘法功能，經(jīng)分析可知： A4 A3 A2 A1 × B4 B3 B2 B1 _ A4*B1 A3*B1 A2*B1 A1*B1 A4*B2 A3*B2 A2*B2 A1*B2 A4*B3 A3*B3 A2*B3 A

7、1*B3 A4*B4 A3*B4 A2*B4 A1*B4_ S7 S6 S5 S4 S3 S2 S1 故我們可由上述規(guī)則得到其乘積的各位邏輯表達(dá)式為：S1=A1*B1S2=A2*B1+A1*B2S3= A3*B1 A2*B2 A1*B3S4= A4*B1 A3*B2 A2*B3 A1*B4S5= A4*B2 A3*B3 A2*B4S6= A4*B3 A3*B4S7= A4*B4 在譯碼的模塊，我們需要將乘積結(jié)果的二進(jìn)制碼轉(zhuǎn)換成為BCD碼。故通過分析可以知道在0-9內(nèi)，數(shù)字的二進(jìn)制碼等于其BCD碼；當(dāng)其10-19內(nèi)時(shí)，數(shù)字的BCD碼等于其二進(jìn)制碼加上6；當(dāng)其在20-29內(nèi)時(shí)，數(shù)字的BCD碼則等于

8、其二進(jìn)制碼加上12；并以此類推可以得到譯碼的相關(guān)邏輯表達(dá)式。實(shí)驗(yàn)步驟：1、打開ISPLEVER軟件，新建一個(gè)項(xiàng)目，并命名為chengfaqisyn。2、在新建立的項(xiàng)目的基礎(chǔ)上新建一個(gè)原理圖文件，并為之命名為chengfa.sch。用軟件繪制原理圖如下所示： 圖1 九九乘法器的原理圖3、在頂層原理圖的基礎(chǔ)上，編寫ABEL語言程序，在原理圖中我設(shè)計(jì)了兩個(gè)模塊，即JIA模塊和ZHUAN模塊。故我們應(yīng)對這兩塊模塊進(jìn)行邏輯功能設(shè)定，則我們可以得到如下程序：A、乘法器編程JIA.ablB、譯碼輸出部分編程ZHUAN.abl4、在完成功能設(shè)計(jì)和編程的基礎(chǔ)上，編寫仿真文件chengfa.abv來對程序進(jìn)行檢測

9、。5 在完成的設(shè)計(jì)和仿真文件的基礎(chǔ)上，得到仿真結(jié)果如下: 圖2：九九乘法器的仿真圖像三、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 在這次設(shè)計(jì)中，預(yù)計(jì)完成九九乘法表的功能，并且要求輸入和輸出能夠按照BCD編碼輸出。通過完成對乘法器和譯碼電路兩個(gè)電路的設(shè)計(jì)編程和連接來完成了此項(xiàng)功能的設(shè)計(jì)。通過仿真，我們可以看到程序完成了1*2 4*5 5*5 5*9 7*8 9*9；此次實(shí)驗(yàn)成功完成了乘法的運(yùn)算，并能成功的完成0-9內(nèi)的數(shù)字的相乘。四、 實(shí)驗(yàn)小結(jié) 作為EDA實(shí)驗(yàn)的第二個(gè)實(shí)驗(yàn)，要求能夠完成九九乘法表的功能，實(shí)驗(yàn)設(shè)定的是8個(gè)輸入，即乘數(shù)4位，被乘數(shù)4位，且其輸入的范圍是0-9，乘積輸出為8位BCD編碼，輸出范圍為0-81。這次

10、設(shè)計(jì)雖然能基本熟練的完成實(shí)驗(yàn)的流程，但是在操作的過程中仍然會存在一些問題。首先，因?yàn)槌藬?shù)和被乘數(shù)是0-9范圍內(nèi)，它們的BCD編碼和二進(jìn)制編碼保持一致，故不需要譯碼。但是由于在乘數(shù)和被乘數(shù)兩個(gè)輸出端未加緩沖，出現(xiàn)了設(shè)計(jì)錯(cuò)誤的問題。其次，在實(shí)驗(yàn)中，設(shè)置了兩個(gè)不同的模塊，即JIA和ZHUAN，它們的名字均和項(xiàng)目的名字不一致，在進(jìn)行仿真文件的編寫的時(shí)候，跟一個(gè)模塊的名字相同而與項(xiàng)目的名字不一樣，出現(xiàn)了仿真失誤的問題。通過這次實(shí)驗(yàn)，不僅通過查閱資料開闊了自己的視野來設(shè)計(jì)九九乘法器，鞏固了電子設(shè)計(jì)的理論知識，而且通過又一次的實(shí)驗(yàn)練習(xí)，更加熟練的掌握了此電子設(shè)計(jì)軟件的流程，對此軟件的操作有了更深的了解。實(shí)驗(yàn)

11、三 交通燈的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 了解和掌握ISPlever軟件的基本操作方法以及電子線路的程序編寫abel語言的編寫。2、 通過實(shí)驗(yàn)，加深電路設(shè)計(jì)的概念以及了解計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)分析的過程3、 通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件完成交通燈的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)十字路口的交通燈功能，以此來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力以及理論知識的應(yīng)用能力。二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以及步驟 本次實(shí)驗(yàn)要求完成交通燈的相關(guān)功能的設(shè)計(jì)，即在馬路的東西向和馬路的南北向分別放置紅黃綠燈，在45秒東西向的紅燈亮，此時(shí)南北向的綠燈亮40秒，然后的5秒便是黃燈；緊接著東西向的40秒是綠燈亮，5秒是黃燈亮，此時(shí)南北向則是45秒的紅燈亮。經(jīng)分析此題目，我們可以知道要完成

12、的是計(jì)數(shù)部分，完成45的計(jì)數(shù)來顯示燈亮的時(shí)間，并完成90計(jì)數(shù)部分，因?yàn)槊總€(gè)方向燈亮的周期為90。當(dāng)遇到特殊情況，按下控制按鈕S，則兩個(gè)方向均為紅燈；特殊情況解除時(shí)，松開S，則還原，繼續(xù)之前的狀態(tài)自動運(yùn)行。經(jīng)分析，在設(shè)計(jì)的項(xiàng)目里面設(shè)置輸入端口CP,R,S即CP則是電路的時(shí)鐘控制，R是計(jì)數(shù)部分的清零端，S是計(jì)數(shù)器的使能控制端以及燈顯示部分的突發(fā)控制按鍵。設(shè)計(jì)的項(xiàng)目的輸出部分則是Q7.Q0,R1,G1,Y1,R2,G2,Y2，Q7.Q0是計(jì)數(shù)部分的BCD譯碼輸出，其他的輸出端口則是控制燈的亮?xí)r。方向持續(xù)時(shí)間40s5s40s5s東西紅紅綠黃南北綠黃紅紅 圖1：交通燈亮匯總表實(shí)驗(yàn)步驟：1、打開ISPLE

13、VER軟件，新建一個(gè)項(xiàng)目，并命名為jiaotongdesng.syn。2、在新建立的項(xiàng)目的基礎(chǔ)上新建一個(gè)原理圖文件，并為之命名為jiaotong.sch。用軟件繪制原理圖如下圖2所示：3、在頂層原理圖的基礎(chǔ)上，編寫ABEL語言程序，在原理圖中我設(shè)計(jì)了兩個(gè)模塊，即SUM1模塊和SUM2模塊和TRAN模塊和XSH模塊。故我們應(yīng)對這兩塊模塊進(jìn)行邏輯功能設(shè)定，則我們可以得到如下程序： 圖2：交通燈的原理圖設(shè)計(jì)程序：A、 SUM45模塊的程序設(shè)計(jì)SUM1.ablB、 SUM2模塊的程序設(shè)計(jì)SUM2.ablC、 TRAN的模塊程序設(shè)計(jì)TRAN.ablD、 XSH的模塊程序設(shè)計(jì)XSH.abl4、 根據(jù)已經(jīng)設(shè)

14、計(jì)好的原理圖以及程序的基礎(chǔ)上，我們來設(shè)計(jì)仿真文件對項(xiàng)目進(jìn)行仿真得到文件jiaotong.abv。仿真程序如下：MODULE jiaotongCP,R,EN,Q7.Q0,R1,G1,Y1,R2,G2,Y2 PIN;X=.X.;M=R1,G1,Y1,R2,G2,Y2;Q=Q7.Q0;C=.C.;TEST_VECTORS(CP,R,EN->Q,M)REPEAT 270 C,0,0->X,X;REPEAT 270 C,0,1->X,X;REPEAT 270 C,1,0->X,X;REPEAT 270 C,1,1->X,X;END5、在已經(jīng)設(shè)計(jì)好的項(xiàng)目基礎(chǔ)上，來對項(xiàng)目進(jìn)行仿

15、真，得到了仿真結(jié)果如下所示： 圖3：交通燈仿真圖像 圖4：交通燈的仿真圖像2 圖5：交通燈的仿真圖像3三、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 本次實(shí)驗(yàn)，要求完成交通燈的設(shè)計(jì)，我們對此項(xiàng)目進(jìn)行3個(gè)周期即270秒的仿真發(fā)現(xiàn)，在每一個(gè)周期內(nèi)，G1燈在4406秒內(nèi)亮然后05-00秒內(nèi)Y1燈亮，與此同時(shí)，R2燈亮?xí)r44-00秒；接下來的44-06秒內(nèi)G2亮然后0500秒內(nèi)Y2燈亮，與此同時(shí)R1燈亮44-0秒。通過仿真分析可以知道，基本完成此次實(shí)驗(yàn)任務(wù)。四、 實(shí)驗(yàn)小結(jié) 作為EDA實(shí)驗(yàn)的最后一個(gè)實(shí)驗(yàn)，要求能夠完成交通燈的功能，這是一個(gè)時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)實(shí)例，實(shí)驗(yàn)設(shè)定的是3個(gè)輸入，即時(shí)鐘信號、清零信號和特殊情況控制信號。實(shí)驗(yàn)設(shè)定14個(gè)輸出，8個(gè)計(jì)時(shí)顯示輸出，6個(gè)燈顯控制輸出，這次設(shè)計(jì)能熟練的完成實(shí)驗(yàn)的流程，但是在操作的過程中仍然會存在一些問題。這次實(shí)驗(yàn)，將生活中的實(shí)際巧妙的與我們所學(xué)習(xí)的理論知識相結(jié)合，交通燈的原理得以了解，并且因?yàn)橘N近實(shí)際更是引發(fā)我們更加的愛自己的專業(yè)，而且通過實(shí)驗(yàn)練習(xí)，更加熟練的掌握了此電子設(shè)計(jì)軟件的流程，對此軟件的操作有了更深的了解。目錄實(shí)驗(yàn)一：五人表決