北理工可编程逻辑器件实验报告.docx

本科实验报告实验名称： 可编程逻辑器件实验报告 课程名称：可编程逻辑器件实验时间：任课教师：实验地点：实验教师：实验类型： 原理验证 综合设计 自主创新学生姓名：学号/班级：组 号：学 院：同组搭档：专 业：成 绩：9999计数器一、实验目的编程实现一个含清零功能9999计数器，并用7段数码管显示。二、实验器材EPM7128STC100-15，计算机三、实验过程（1）原理分析a、分频要实现一个0-9999计数器，并且肉眼可观，但是EPM7128STC100-15系统只有一个6M的时钟，频率太高，肉眼不可见，因此得用一个分频器将系统时钟降下来。本实验用了6个74LS190 BCD计数器级联，可实现1000000分频，从而将系统时钟变为6HZ。b、计数系统分频之后，接下来实现计数，仍然用74LS190 BCD计数器4个级联实现09999的计数功能，将每个计数器的管脚输出。c、扫描实验要求用4个7段数码管输出，计数输出是4个二进制数，因此本步骤的功能是将每个二进制数对应于一个7段数码管，再把单片机系统的时钟（6M Hz）作为扫描的时钟，从而实现4个7段数码管同步显示。d、译码计数输出的是00001001二进制形式的数，而7段数码管是abcdefg七段数码管，要实现这两个的连接，需要一个译码器，来将这四个数同步的显示在七段数码管上。（2）程序及图形设计a、分频和计数 图形设计如下：画好上面的图以后编译后再将上面的设计为一整个芯片，如下图所示：b、扫描 代码：-*LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;-*ENTITY Scaner isPORT(rst: instd_logic;- System RSTclk: in std_logic;- System Clocka,b,c,d: instd_logic_vector(3 downto 0);o_data: outstd_logic_vector(3 downto 0);o_comm: outstd_logic_vector(3 downto 0)- disp bit ctrl);END Scaner;-*architecture action of Scaner istype s_type is(LED0,LED1,LED2,LED3);signal s_LED : s_type; - State Signal Declarebeginprocess(clk,rst)beginif rst = 0 theno_comm= 1111;o_data= 1111;s_LEDo_comm= 1110;o_data= d;s_LEDo_comm= 1101;o_data= c;s_LEDo_comm= 1011;o_data= b;s_LEDo_comm= 0111;o_data= a;s_LEDs_LED= LED0;o_comm= 1111;end case;end if;end process; -/end action;同理，画好上面的图以后编译后再将上面的设计为一整个芯片，如下图所示：c、译码 源代码：-*LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;-*ENTITY encoder isPORT(i_data: instd_logic_vector(3 downto 0);- System Data Bus(in)i_rst: instd_logic;- System RSTo_code: out std_logic_vector(7 downto 0)- LED SEGCODE );END encoder;-*architecture behavior of encoder isbeginprocess (i_rst,i_data)beginif i_rst = 0 then-Reset Stateo_codeo_codeo_codeo_codeo_codeo_codeo_codeo_codeo_codeo_codeo_codeo_code= 01111011; end case;end if;end process; end behavior;同理，画好上面的图以后编译后再将上面的设计为一整个芯片，如下图所示：（3）模块的连接打开一个新的图形编辑窗口，用刚刚设计的芯片设计电路，如下图：（4）管脚的分配将设计好的电路分配到单片机的管脚上，具体分配如下：名称 管脚号rst 89 clk 87o_coad0 75o_coad1 72o_coad2 71o_coad3 70o_coad4 69o_coad5 68o_coad6 67o_coad7 65o_comm0 61o_comm1 63o_comm2 64o_comm3 77（5）烧程序打开Quartus II Programmer ，选择pof文件打开，烧入单片机，具体界面如下图： 观察结果。四、实验结果及问题分析a、实验结果：烧好板子之后，可以看到板子上的7段数码管从0开始计数。b、问题分析：第一次烧进之后板子开始计数，但是显示的数不是09依次计数，而是比较乱，并且现实的数不是09之间的某一个数，像是乱码，查看译码器之后确定译码器没有问题，各个对应的数都正确。最后检查到计数器和扫描器之间的时候，发现计数器后面括号中是从小到大，也就是说MSB是最右边的一位，而扫描器括号中是从大到小，也就是说MSB是最左边的一位。意识到把计数的大小顺序弄错之后，再修改了之后，计数器正常运行。五、心得体会这学期本来就学VHDL语言，虽然软件用的不一样，但是语法结构是一样的。经过了系统的VHDL语言的学习，这门课的VHDL语言没有什么问题，而我从这门课学到最多的是怎么将软件语言和硬件联系到一起，将计算机语言烧录到单片机中的步骤和方法。学会了一门单片机的编程，烧录等一系列的步骤，学习其他的单片机就会容易的很多。最后，感谢老师和师哥的教诲及帮助。