时序电路实验报告
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
实验5
时序电路实验
预习实验报告
疑问:
1、时序电路的组成原理和控制原理分别是什么?
2、计算机中的周期,节拍和脉冲之间有什么关系?
实验报告
一、波形图:
参数设置:
Endtime:2.0us Gridsize:25.0ns
信号设置:
clk:时钟信号,设置周期为25ns占空比为50%。
reset: 重置信号,用于清除当前状态机的状态,二进制输入,高电平有效。qd:启动信号,用于启动状态机,二进制输入,低电平有效。
tj:停机控制信号,用于使状态机保持当前状态,二进制输入,高电平
有效。
dp:单拍执行信号,用于使状态机输出且仅输出一次脉冲,二进制输入,
高电平有效。
t1,t2,t3,t4:节拍脉冲信号,二进制输出,高电平时有效。
仿真波形
1.初始状态(0-25ns):reset=1,qd=1,tj=0,dp=0,此时为初始化状态,无输出;
2.启动(25-550ns):保持reset=0,使qd=0,则四个节拍脉冲依次有效;
3.停机(550-650ns):保持tj=1,则节拍脉冲停留在t2的状态;
4.单拍(650-1000ns):恢复tj,使dp=1,则经过一个周期的节拍脉冲后不在产生节拍脉冲;
5.单拍(1000-1750ns):使qd=0再次启动状态机,保持dp=1,则输出一个周期的节拍脉冲后将不再有节拍脉冲输出,在单拍状态为结束时再次使qd=0,启动状态机,最
后恢复dp,也不再有节拍脉冲出现,此时,节拍的出现主要由qd来控制。
6.重置(1750-2000ns):使reset=1,此时,所有状态都恢复到初始值。
结论:
本实验的设计能正确实现模拟状态机的重置,启动,停机,单拍功能,故电路设计正确。
二、实验日志
预习疑问解答:
1、 时序电路的组成原理和控制原理分别是什么?
答:各种计算机的时序电路不同,但基本结构一样。时序电路实验的功能就是产生一系列的节拍点位和节拍脉冲,它一般由时钟脉冲源,时序信号产生电路,节拍脉冲和读写时序译码逻辑,启停控制电路等部分组成。时序电路的结构及原理框图如图所示:
2、 计算机中的周期,节拍和脉冲之间有什么关系?
答:CPU 每取出并执行一条指令所需要的时间通常叫做一个指令周期,一个指令周期一般由若干个CPU 周期(通常定义为从内存中读取一指令字的最短时间,又称机器周期)组成。时序电路最简单的单位体制是“节拍电位—节拍脉冲”二级体制。一个节拍电位表示一个CPU 周期的时间,在一个节拍电位中,又包含若干个节拍脉冲,节拍脉冲表示较小的时间单位。指令周期,节拍点位(机器周期),节拍脉冲之间的关系如图所示:
思考题: 启动
信号:单拍 停机 节拍脉冲
启停控制逻辑 转换为节拍脉冲的逻辑电路
环形脉冲发生器
时序脉冲源H T4~T1
T40~T10 Q4~Q1 节拍电位 节拍脉冲 时钟周期 T
P0 P1 P2 P3 C0 C1 C2
C3
1.时序电路实行了哪几种启停控制逻辑?
时序电路用启动,停机,单拍三种控制信号来控制T1-T4的发送,使原始节拍脉冲变成CPU真正需要的节拍信号T1-T4。
2.举例说明机器周期,节拍,脉冲?
如本次实验中,机器周期就是CLK,节拍就是四个脉冲循环一次所用的时间,脉冲就是t1,t2,t3,t4单次触发用的时间。
3.单步运行状态如何进入?用途是什么?
单步运行状态进入的方式是在状态机启动后,且不为停机状态时,使单拍信号有效,即dp=1。其用途是实现状态机产生一个节拍,即t1,t2,t3,t4单个脉冲循环且仅循环一次。
4.时序电路参考电路图4.5-3中的停机控制电路未能实现停机功能,如何修改?
实现全停:
实现暂停:
实验中遇到的问题:
1.在制作状态机的时候,有些参数忘记了是怎么设置的了。
找出了上个学期EDA实验书,又请教了一下别的同学,还是搞出来了。
2.编译时出错,提示entity有问题。
原因是我将状态机的名字和状态机生成的VHDL的名字及最终的顶层图的名字都设置成了一样的,将状态机的名字改成其他的非工程名就可以了。
实验心得: