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EDA 技术及应用 实验安排. 实验一: 八位全加器的设计 要求: 1 、用 VHDL 设计四位半加器模块。 2 、用图形方式构成八位全加器的顶层文件。 3 、完成八位全加器的功能和时序仿真。 4 、熟悉 MAX+PLUS II 开发系统,初步掌握 EDA 技术的设计流程。. 实验二: 1 、具有清除端、使能端,计数范围为 0-999 的计数器设计。输出为 8421BCD 码。 2 、 8421BCD 码 --- 七段 LED 译码显示电路设计。 要求: 1 、用 VHDL 设计上述两个电路,用元件例化的
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EDA 技术及应用 实验安排
实验一: 八位全加器的设计 要求: 1、用VHDL设计四位半加器模块。 2、用图形方式构成八位全加器的顶层文件。 3、完成八位全加器的功能和时序仿真。 4、熟悉MAX+PLUS II 开发系统,初步掌握 EDA 技术的设计流程。
实验二: 1、具有清除端、使能端,计数范围为0-999 的计数器设计。输出为8421BCD码。 2、8421BCD码 ---七段LED译码显示电路设计。 要求: 1、用VHDL设计上述两个电路,用元件例化的 方式实现顶层设计。 2、完成功能仿真和时序仿真。 3、对设计结果进行时间分析(延迟、建立保 持时间和最高工作频率) 5、检查管脚情况,并进行手动分配。 4、掌握VHDL设计的基本方法,进一步熟悉 MAX+PLUSII 的使用。
设计参考: g a 1、七段数码管显示驱动电路 输入 “0”:译码值“011,1111”,3F a 输入 “1”:译码值“000,0110”,06 f b 输入 “2”:译码值“101,1011”,5B g 输入 “3”:译码值“100,1111”,4F e c 输入 “4”:译码值“110,0110”,66 d 输入 “5”:译码值“110,1101”,6D 输入 “6”:译码值“111,1101”,7D 输入 “7”:译码值“000,0111”,07 输入 “8”:译码值“111,1111”,7F 输入 “9”:译码值“110,1111”,6F 注意:译码值的高位和低位的选择与接线的顺序相关
2、计数、显示电路 百位 999 计数器 显示译码电路1 数码管1 clear [3..0] [6..0] en 十位 clk 显示译码电路2 数码管2 [3..0] [6..0] 个位 显示译码电路3 数码管3 [3..0] [6..0]
实验三: 扫描显示电路设计 要求: 1、了解实验系统箱中数码管显示模块及时钟 模块的工作原理,学习使用实验系统箱。 2、设计显示信号选择及扫描控制电路。 3、将实验二中的计数值用数码管显示出来。 4、将设计结果下载到实验箱中,按设计模块 连线,并检查设计结果。
1、实验箱中的数码管显示模块 1)8位数码管 2)显示信号输入: 输入信号为7段显 示译码电路的输 出信号,对应为: a b c d e f g和 Dp。 3)数码管选择信号 某一个时刻那一个 数码管显示由选择 信号SEL[3..0] 决 定。
第一位 第二位 ······第八位 LED数码管显示关系 SEL脚悬空为高电平。
2、实验箱中的数字时钟模块 1)CLK0由跳线JP7 设置。 2)CLK1由JP1和JP8设置。 CLK1=20*F_SEL1*CLK1 MHz 3)CLK2由JP1、JP2和JP9设置。 CLK2=20*F_SEL1*F_SEL2 *CLK2 MHz 4)CLK3由JP1、JP2、JP3和 JP10完成设置。 CLK3=20*F_SEL1*F_SEL2 *F_SEL3*CLK3 MHz 5)类推: CLK4=20*F_SEL1*F_SEL2 *F_SEL3*F_SEL4*CLK4 MHz CLK5=20*F_SEL1*F_SEL2 *F_SEL3*F_SEL4*F_SEL5*CLK5 MHz
接实验箱 的Sel 扫描时钟CLK_D的选择: 为使显示的计数值的可视度较好,扫描时钟CLK_D>25Hz,且大于3倍的计数器频率。
实验四: 8位数字频率计的设计及实现 一、要求: 1、用VHDL完成 8位数字频率计的设计,并完 成对设计电路的时序仿真。 2、频率测量范围:0 - 99999999 Hz 3、基准频率:20 MHz、10MHz、5MHz可选。 4、用实验系统箱实现该频率计,并用数码管 显示所测的频率值。 5、对频率计的测量精度进行分析,完成实验 总结报告,并提出改进设计方案。
二、数字频率计实验的基本原理 1、频率测量的基本原理就是在单位时间内计算 待测信号的脉冲个数 2、8位十进制数字频率计的原理框图 FSIN 8 位十进制计数器 CNT[31..0] REG[31..0] Dout[6..0] CLK 控制信号发生器 TSTEN 锁存器 扫描显示电路 数码管 RST CLR_CNT LOAD Sel [6..0] CLK_D 1S 2S RST CLK TSTEN LOAD CLR_CNT
CNT10 CNT10 Fsin DIN[3..0] DIN[19..16] CLK CQ[3..0] CLR CARRY_OUT ENA CLK CQ[3..0] CLR CARRY_OUT ENA Clk_78125 CNT78125 CLK_0.5 CLK CLK_1 CNT10 CNT10 DIN[7..4] DIN[23..20] CLK CQ[3..0] CLR CARRY_OUT ENA CLK CQ[3..0] CLR CARRY_OUT ENA TESTCTL CLK_0.5 rst CLK TESTEN RST CLR_CNT LOAD CNT10 CNT10 DIN[11..8] DIN[27..23] CLK CQ[3..0] CLR CARRY_OUT ENA CLK CQ[3..0] CLR CARRY_OUT ENA REG32B LOAD DOUT[31..0] DIN[31..0] CNT10 CNT10 DIN[31..0] DIN[31..28] DIN[15..12] CLK CQ[3..0] CLR CARRY_OUT ENA CLK CQ[3..0] CLR CARRY_OUT ENA DOUT [31..0] DO[3..0] SEL[2..0] LED Dout_d[6..0] DIN[3..0] Dout[6..0] CLK_D CLK_D SEL[2..0] SEL[2..0]
前三个实验每个实验时间为一次(4学时), 第四个实验时间为二次(8学时)。
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