EDA-計(jì)數(shù)器及時(shí)序電路

內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)信息工程學(xué)院PAGExxxxx信息工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱(chēng)：CPLD/FPGA應(yīng)用開(kāi)發(fā)技術(shù)實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)：計(jì)數(shù)器及時(shí)序電路實(shí)驗(yàn)類(lèi)型：驗(yàn)證性□綜合性□設(shè)計(jì)性■實(shí)驗(yàn)室名稱(chēng)：信息學(xué)院機(jī)房班級(jí)學(xué)號(hào)姓名：組別：同組人：成績(jī)：實(shí)驗(yàn)日期：2010年6月29日預(yù)習(xí)報(bào)告成績(jī)：指導(dǎo)教師審核（簽名）：年月日預(yù)習(xí)報(bào)告一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、了解時(shí)序電路的VHDL語(yǔ)言設(shè)計(jì)方法。2、了解同步計(jì)數(shù)器的使用方法。3、理解時(shí)序電路和同步計(jì)數(shù)器加譯碼電路的聯(lián)系，設(shè)計(jì)任意編碼計(jì)數(shù)器。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備：1、PC機(jī)2、EDA實(shí)驗(yàn)箱（主芯片是ALTERAEPM7128SLC84-15）。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、用VHDL語(yǔ)言輸入法設(shè)計(jì)一個(gè)同步四位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器和六進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器。2、用74LS161兩個(gè)宏連接成八位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器。3、用74LS161宏，同時(shí)采用清零和置數(shù)法組成六進(jìn)制和十二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1、采用文本編輯器輸入VHDL語(yǔ)言源程序，或采用原理圖輸入法從MF庫(kù)中調(diào)用器件74161，生成原理圖，之后建立工程。2、編譯。3、仿真。4、對(duì)芯片進(jìn)行編程。5、根據(jù)管腳分配情況連線。（1）根據(jù)芯片特點(diǎn)，管腳分配時(shí)一般將時(shí)鐘信號(hào)分配給83腳，復(fù)位信號(hào)分配給1腳。若有使能信號(hào)，使能信號(hào)分配給84腳。（2）時(shí)鐘信號(hào)的連接：將實(shí)驗(yàn)板上提供的時(shí)鐘與芯片的83腳相連。（3）復(fù)位信號(hào)的連接：將實(shí)驗(yàn)板上的某按鍵開(kāi)關(guān)輸出與芯片的1腳相連。（4）將計(jì)數(shù)器的輸出端分別與LED燈相連。6、按動(dòng)復(fù)位鍵，觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。7、改變輸入時(shí)鐘信號(hào)的頻率，觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求：1、給出電路的VHDL描述或電路原理圖、仿真結(jié)果。2、采用原理圖輸入法進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，說(shuō)明設(shè)計(jì)思路。3、說(shuō)明仿真波形圖中輸入數(shù)據(jù)的給定依據(jù)。4、說(shuō)明物理連線情況。5、時(shí)鐘頻率改變后，實(shí)驗(yàn)結(jié)果有何變化。實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)：指導(dǎo)教師審核（簽名）：年月日實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：用VHDL語(yǔ)言輸入法設(shè)計(jì)一個(gè)同步四位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器和六進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器。四位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器程序清單：libraryieee;useieee.std_logic_1164.all;useieee.std_logic_arith.all;useieee.std_logic_unsigned.all;entitycounter4isport(clk,clr:instd_logic;count:outstd_logic_vector(1downto0));endcounter4;architecturebehaofcounter4issignalcnt:std_logic_vector(1downto0);beginprocess(clk,clr)beginif(clr='0')thencnt<="00";elsif(clk='1'andclk'event)thenifcnt="11"thencnt<="00";elsecnt<=cnt+'1';endif;endif;count<=cnt;endprocess;endbeha;仿真結(jié)果：

六進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器程序清單：libraryieee;useieee.std_logic_1164.all;useieee.std_logic_arith.all;useieee.std_logic_unsigned.all;entitycounter6isport(clk,clr:instd_logic;count:outstd_logic_vector(2downto0));endcounter6;architecturebehaofcounter6issignalcnt:std_logic_vector(2downto0);beginprocess(clk,clr)beginif(clr='0')thencnt<="000";elsif(clk='1'andclk'event)thenifcnt="101"thencnt<="000";elsecnt<=cnt+'1';endif;endif;count<=cnt;endprocess;endbeha;仿真結(jié)果：2、用74LS161兩個(gè)宏連接成八位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器。設(shè)計(jì)思路：采用原理圖輸入方式，由于同步四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS161，因此要實(shí)現(xiàn)八位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器，應(yīng)該使用兩個(gè)74LS161進(jìn)行有效級(jí)聯(lián)，使得74LS161（1）（低四位）得進(jìn)位輸出端CO與74LS161（2）（高四位）的使能端CTp、CTt連接，這樣低四位計(jì)數(shù)到1111，下一個(gè)上升沿到來(lái)，計(jì)數(shù)器74LS161（1）進(jìn)位輸出端為高電平，即計(jì)數(shù)器74LS161（2）使能端有效，此時(shí)計(jì)數(shù)器74LS161（2）開(kāi)始工作。電路原理圖：仿真結(jié)果：3、用74LS161宏，同時(shí)采用清零和置數(shù)法組成六進(jìn)制和十二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。設(shè)計(jì)思路：清零法：要實(shí)現(xiàn)六進(jìn)制計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器從0000開(kāi)始計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)到0101后，可利用與非門(mén)拾取狀態(tài)，并將與非門(mén)的輸出送至計(jì)數(shù)器的清零端CR（低電平有效），清零端有效計(jì)數(shù)器重新開(kāi)始計(jì)時(shí)；（對(duì)于十二進(jìn)制原理類(lèi)似）置數(shù)法：在輸入第N個(gè)計(jì)數(shù)脈沖CP后，通過(guò)控制電路，利用狀態(tài)SN產(chǎn)生一個(gè)有效置數(shù)信號(hào)，送給置數(shù)端，使計(jì)數(shù)器立刻返回到初始的預(yù)置數(shù)狀態(tài)SM，即實(shí)現(xiàn)了SM～SN-1計(jì)數(shù)。也就是說(shuō)，異步置數(shù)即利用74LS161的置數(shù)端LD（低電平有效），要實(shí)現(xiàn)六進(jìn)制計(jì)數(shù)，置數(shù)端應(yīng)該設(shè)置為1010，當(dāng)計(jì)數(shù)到1111后，輸出進(jìn)位端有效，并將信號(hào)送至置數(shù)端LD（低電平有效），重新開(kāi)始計(jì)數(shù)；（對(duì)于是二進(jìn)制原理類(lèi)似）清零6進(jìn)制電路圖原理圖：仿真波形：置數(shù)6進(jìn)制電路圖原理圖：實(shí)驗(yàn)心得體會(huì)做完EDA實(shí)驗(yàn)，我感到受益匪淺。這不僅使我了解了EDA的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，學(xué)習(xí)了MAX+PLUSⅡ軟件的使用，掌握了基本的電路設(shè)計(jì)流程、方法以及技巧，更增強(qiáng)了我對(duì)EDA設(shè)計(jì)的興趣。在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，老師又結(jié)合實(shí)際詳細(xì)的教了我們VHDL語(yǔ)言的基本指令及編程方法，教我們熟悉了在PC機(jī)上運(yùn)用MAX+PLUSⅡ軟件和EPLD進(jìn)行電路設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)和仿真過(guò)程。之后，老師為我們布置了實(shí)驗(yàn)任務(wù)，開(kāi)始，大家都不會(huì)編寫(xiě)程序，或是編出來(lái)的程序有很多錯(cuò)誤，但是在老師的指導(dǎo)修改下，我們克服了困難，找到了問(wèn)題所在，改正了錯(cuò)誤，編出了正確的程序。但在軟件