EDA组合逻辑电路的设计.doc

内蒙古工业大学信息工程学院

xxxxx大学信息工程学院

实 验 报 告

课程名称： CPLD/FPGA 应用开发技术
实验名称： 组合逻辑电路的设计
实验类型： 验证性□ 综合性□ 设计性■
实验室名称： 信息学院机房
班级： 学号：
姓名： 组别：
同组人： 成绩：
实验日期： 2010年6月29日

预习报告成绩： 指导教师审核（签名）： 年 月 日

预习报告
一、实验目的：
1、掌握用VHDL 语言和EPLD 进行组合逻辑电路的设计方法。
2、加深对EPLD 设计全过程的理解。
3、掌握组合逻辑电路的静态测试方法。
二、实验设备：
1、PC 机
2、EDA 实验箱（主芯片是ALTERA EPM7128SLC84-15）。
三、实验内容：
1、用VHDL 语言输入法设计一个四舍五入判别电路，其输入为8421BCD 码，要求当
输入大于或等于5 时，判别电路输出为1；反之为0。
2、用VHDL 语言输入法设计四个开关控制一盏灯的逻辑电路，要求合任一开关，灯亮；
断任一开关，灯灭。
3、用VHDL 语言输入法设计一个优先权排队电路。排队顺序为：
A=1 最高优先级
B=1 次高优先级
C=1 最低优先级
要求输出端最高只能有一端为“1”， 即只能是优先级较高的输入端所对应的输出端
为“1”。
四、实验步骤：
1、采用文本编辑器输入VHDL 语言源程序，建立工程。
2、编译。
3、仿真。
4、对芯片进行编程。
5、根据管脚分配情况连线。
（1） 四舍五入判别电路的四个输入管脚分别与四个拨码开关相连，输出数据与
LED 灯相连。
（2） 开关控制电路的四个输入管脚分别与四个按键开关相连，输出管脚与LED
灯相连。
（3） 优先权排队电路的A、B、C 三个信号分别连三个按键开关，三个输出信号
分别连三个LED 灯相连。
6、控制输入信号（按键或拨码开关）， 观察电路输出（LED 灯的亮与灭）。
五、实验报告要求：
1、给出电路的VHDL 描述、仿真结果。
2、说明波形图中输入数据的给定依据。
3、说明物理连线情况以及物理连线与编译时进行管脚分配有何关系？

实验报告成绩： 指导教师审核（签名）： 年 月 日

实验报告
一、 实验结果分析：
1．用VHDL 语言输入法设计一个四舍五入判别电路，其输入为8421BCD 码，要求当
输入大于或等于5 时，判别电路输出为1；反之为0。
程序清单：

library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_arith.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;
entity pan4_5 is
port(d: in std_logic_vector(3 downto 0);
y: out std_logic);
end pan4_5;
architecture beha of pan4_5 is
signal datain:integer;
begin
datain<=conv_integer(d);
process
begin
if (datain>=5) then
y<='1';
else
y<='0';
end if;
end process;
end beha;

仿真结果：

结果分析：
由上图分析可知，d3,d2,d1,d0 表示又BCD码表示的一位的十进制数。当d3,d2,d1,d0分别设为0110，转化为十进制数为6，（6＞5）。则输出y为1。其他可以此类推得出结论。
2、用VHDL 语言输入法设计四个开关控制一盏灯的逻辑电路，要求合任一开关，灯亮；
断任一开关，灯灭
程序清单：

library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
entity dd is
port (a,b,c,d: in std_logic;
clk: in std_logic;
y:out std_logic);
end dd;
architecture beha of dd is
signal q:std_logic;
begin
process(clk)
begin
if(clk'event and clk='1')then
if(a='1')or(b='1')or(c='1')or(d='1')then
q<=not q;
end if ;
end if ;
end process;
y<=q;
end beha;

仿真结果：

结果分析：
由上图易得出：在时钟上升沿前有高电平，则输出结果翻转。代表若4个开关中有一个状态变化，则灯的状态也发生改变。
3、用VHDL 语言输入法设计一个优先权排队电路。排队顺序为：
A=1 最高优先级
B=1 次高优先级
C=1 最低优先级
要求输出端最高只能有一端为“1”， 即只能是优先级较高的输入端所对应的输出端为“1”。
程序代码：

library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
entity paidui is
port(din: in std_logic_vector(2 downto 0);
dout: out std_logic_vector(2 downto 0));
end paidui;
architecture beha of paidui is
begin
process(din)
begin
case din is
when "000"=> dout<="000";
when "001"=> dout<="001";
when "010"=> dout<="010";
when "011"=> dout<="010";
when others=> dout<="100";
end case;
end process;
end beha;

仿真结果：

结果分析：
当输入为，即A=1，输出。当输入为，即，A=0,B=1。输出为。同理当输入为2时，输出也为2。实现了优先排队的功能。

二、 实验心得体会
做完EDA实验，我感到受益匪浅。这不仅使我了解了EDA的实验系统，学习了MAX+PLUSⅡ软件的使用，掌握了基本的电路设计流程、方法以及技巧，更增强了我对EDA设计的兴趣。
在实验的过程中，老师又结合实际详细的教了我们VHDL语言的基本指令及编程方法，教我们熟悉了在PC机上运用MAX+PLUSⅡ软件和EPLD进行电路设计的设计和仿真过程。
之后，老师为我们布置了实验任务，开始，大家都不会编写程序，或是编出来的程序有很多错误，但是在老师的指导修改下，我们克服了困难，找到了问题所在，改正了错误，编出了正确的程序。但在软件使用及仿真的时候，大家都遇到了较大的困难，同学们都是第一次接触软件，而且软件都是纯英文，加上不熟悉使用流程，老师为我们了讲了使用方法之后大家还是不太懂，后来在同学们的互相讨论中，及个别问题请教老师后，终于也攻克了这一难关，得到了完美的仿真波形和结果。
具备这些基本知识，相信为我今后的自主学习奠定了良好的基础。