可编程逻辑器件、FPGA、CPLD实验报告1
可编程逻辑器件CPLD和FPGA的特点和应用
可编程逻辑器件CPLD和FPGA的特点和应用一、可编程逻辑器件(CPLD)的特点和应用：CPLD是一种具有很高逻辑容量的可编程逻辑器件，它通常由可编程逻辑单元(PLE)和可编程互连网络(PIN)组成。
CPLD的主要特点如下：1.逻辑容量大：CPLD的逻辑容量通常可以达到数千个逻辑门等效。
这使得CPLD非常适合那些需要大规模逻辑功能的应用，如控制器、通信接口和高级数学运算等。
2.可编程性强：CPLD可以通过编程操作来实现不同的逻辑功能。
它使用类似于电荷耦合器(CPL)的可编程逻辑单元来实现逻辑功能，其中每个CPL可以实现与或非门、与非门或非与门等逻辑运算。
3.器件内部拓扑复杂：CPLD具有丰富的内部互连网络，可以将各个逻辑元件之间的信号按照需要进行连接。
这使得CPLD可以实现复杂的信号处理和数据流处理功能。
4.快速重编程：CPLD可以在运行时进行在线编程，从而允许系统进行动态配置和故障恢复。
这一特点使得CPLD广泛应用于技术验证、原型设计和快速迭代开发等场景。
CPLD的应用主要集中在以下几个领域：1.控制器：CPLD可以用于实现各种控制器，如数字信号处理器(DSP)的外围控制器、数据采集/输出控制器等。
其高逻辑容量和可编程性强的特点使得CPLD非常适合这些应用场景。
2. 通信接口：CPLD可以实现多种通信协议和接口，如串行通信接口(SPI/I2C/UART)、嵌入式总线接口(PCI/USB/Ethernet)等。
这些接口在通信系统中起到了关键的作用。
3.高级数学运算：CPLD可以实现各种高级数学运算，如矩阵运算、滤波运算、FFT运算等。
这些运算对于数字信号处理(DSP)和图像处理等应用非常重要。
4.逻辑分析仪：CPLD可以实现逻辑分析仪的功能，用于捕获和分析数字信号的时序和逻辑关系。
逻辑分析仪在系统调试和故障分析中非常有用。
二、现场可编程门阵列(FPGA)的特点和应用：FPGA是一种具有大规模逻辑容量和可编程性的可编程逻辑器件。
通信原理实验一实验报告 CPLD 可编程数字信号发生器实训
11脚
10脚
9脚
8脚
6脚
5脚
4脚
81脚
80脚
79脚
77脚
76脚
75脚
74脚
73脚
70脚
69脚
68脚
12脚
3.CPLD可编程模块电路
图1CPLD可编程模块电路图
三、
1.打开电源总开关，电源指示灯亮，系统开始工作；
2.用示波器测出下面所列各测量点波形，并对每一测量点的波形加以分析；
(2)CPLD可编程模块组成：ALTERA公司的EPM7128(或Xilinx公司的XC95108)、编程下载接口电路（J101）和一块晶振（OSC1）。
(3)晶振：产生系统内的16.384MHz主时钟。
2.各种信号的功用及波形
(1)CPLD型号为EPM7128由计算机编好程序从J101下载写入芯片，OSC1为晶体，频率为16.384MHz，经8分频得到2.048MHz主时钟。
(2)取样时钟、编码时钟、同步时钟、时序信号还将被接到需要的单元电路中。
(3)PN32kHz、PN2kHz伪随机码的码型均为111100010011010，不同的是码元宽度不一样，PN2kHz的码元宽度T＝1/2K＝0.5ms，PN32kHz的码元宽度T＝0.03125ms。
面板测量点与EPM7128各引脚信号对应关系如下：
五
图21CPLD可编程ຫໍສະໝຸດ 字信号发生器模块512Hz的时钟信号。（图3上）
(4)TP104
256KHz的时钟信号。（图3下）。
图3
(5)TP105
128KHz的时钟信号，作FSK调制模块中产生载波信号。（图4上）
(6)TP106
64KHz的时钟信号，作为FSK调制模块中产生载波信号。（图4下）
可编程逻辑器件实验报告
可编程逻辑器件实验报告可编程逻辑器件实验报告一、引言可编程逻辑器件（Programmable Logic Device，简称PLD）是一种集成电路器件，它具有可编程的逻辑功能。
PLD的出现极大地推动了数字电路设计的发展，使得设计师能够更加灵活地实现各种复杂的逻辑功能。
本实验旨在通过对PLD的实际应用，加深对其原理和工作方式的理解。
二、实验目的1. 理解PLD的基本原理和工作方式；2. 学会使用PLD进行逻辑电路设计；3. 掌握PLD编程工具的使用方法。
三、实验装置与材料1. PLD芯片：采用Xilinx系列XC9500；2. 开发板：配备了适配XC9500芯片的开发板；3. 逻辑分析仪：用于对PLD工作过程进行实时观测。
四、实验步骤1. 准备工作：a. 将PLD芯片插入开发板的插槽中，并确保插入正确；b. 连接逻辑分析仪与开发板，以便实时观测PLD的工作过程；c. 打开PLD编程工具，准备进行逻辑电路设计。
2. 逻辑电路设计：a. 根据实验要求，确定需要设计的逻辑电路功能；b. 在PLD编程工具中创建新的工程，并选择适合的PLD芯片型号；c. 使用工具提供的逻辑图绘制功能，设计出所需的逻辑电路；d. 对设计好的逻辑电路进行仿真验证，确保功能正确。
3. 编程与下载：a. 将设计好的逻辑电路与PLD芯片进行绑定；b. 进行编程操作，生成逻辑电路的配置文件；c. 将配置文件下载到PLD芯片中，使其能够按照设计的逻辑功能进行工作。
4. 实验验证：a. 将开发板接通电源，观察PLD芯片的工作状态；b. 使用逻辑分析仪对PLD的输入输出信号进行实时观测；c. 对比实验设计的逻辑功能和实际观测到的结果，验证PLD的正确性。
五、实验结果与分析通过实验验证，我们成功设计出了一个简单的逻辑电路，并将其下载到PLD芯片中。
在实际观测中，我们发现PLD能够准确地根据输入信号产生相应的输出信号，实现了预期的逻辑功能。
这充分证明了PLD的可编程性和灵活性。
可编程逻辑器件实验报告
一、实验目的通过本次实验，使学生掌握可编程逻辑器件（FPGA）的基本原理和操作方法，了解其结构特点和应用领域。
通过实验，培养学生动手实践能力和创新意识，提高学生运用FPGA进行数字系统设计和验证的能力。
二、实验原理可编程逻辑器件（FPGA）是一种高度集成的数字电路，具有可编程性、可扩展性和可重用性。
FPGA主要由可编程逻辑单元、可编程互连资源、时钟管理单元、I/O单元等组成。
通过编程，用户可以根据自己的需求定制FPGA内部逻辑结构，实现各种数字电路功能。
FPGA编程通常采用硬件描述语言（HDL），如VHDL或Verilog。
HDL描述了电路的功能和结构，通过编译和综合，生成FPGA内部的逻辑资源分配和互连关系。
实验中，我们将使用Quartus II软件进行FPGA编程和仿真。
三、实验内容1. FPGA基础操作（1）安装Quartus II软件，熟悉软件界面和基本操作。
（2）搭建FPGA实验平台，包括FPGA开发板、电源、连接线等。
（3）将FPGA开发板连接到计算机，进行硬件初始化和配置。
2. FPGA编程（1）使用VHDL或Verilog语言编写实验程序，实现简单的数字电路功能，如全加器、编码器、译码器等。
（2）将编写好的程序导入Quartus II软件，进行编译和综合。
（3）观察编译报告，检查程序语法错误和资源占用情况。
（4）进行仿真，验证程序功能是否正确。
3. FPGA下载与验证（1）将编译后的程序下载到FPGA芯片中。
（2）使用示波器或逻辑分析仪等工具，观察FPGA输出的波形，验证程序功能。
（3）根据实验要求，修改程序参数，优化电路性能。
四、实验步骤1. 搭建实验平台（1）将FPGA开发板连接到计算机，确保所有连接线正确。
（2）检查电源电压，确保FPGA芯片供电正常。
2. 编写程序（1）打开Quartus II软件，创建新工程。
（2）选择合适的HDL语言，编写实验程序。
（3）保存程序，并添加到工程中。
基于cpld实验报告
基于cpld实验报告基于CPLD的实验报告引言：CPLD（Complex Programmable Logic Device）是一种集成电路器件，具有可编程的逻辑功能。
它在数字电路设计和开发中扮演着重要的角色。
本实验报告将介绍基于CPLD的实验设计和实施过程，以及实验结果和分析。
一、实验目的本次实验的目的是通过使用CPLD器件，设计一个基本的数字电路，并验证其功能和性能。
通过这个实验，我们可以深入了解CPLD的工作原理和应用，提高我们的电路设计和实施能力。
二、实验设计和实施1. 实验所需材料和设备本次实验所需的材料和设备包括CPLD开发板、电源适配器、电路元件（如电阻、电容等）和连接线。
2. 实验步骤（1）准备工作：将CPLD开发板连接到电源适配器，并确保电源正常工作。
同时，准备好所需的电路元件和连接线。
（2）电路设计：根据实验要求和设计要求，设计一个适当的数字电路。
可以选择逻辑门电路、计数器电路或其他常见的数字电路。
（3）电路实施：根据电路设计，将电路元件连接到CPLD开发板上。
确保连接正确，并遵循电路设计的布局。
（4）编程CPLD：使用相应的软件工具，将设计好的电路逻辑编程到CPLD器件中。
确保编程过程正确，并检查编程结果。
（5）测试和验证：将电源适配器连接到CPLD开发板上，开启电源。
通过输入相应的信号，观察和验证电路的功能和性能。
可以使用示波器等测试设备进行测量和分析。
三、实验结果和分析经过实验，我们成功设计并实施了一个基本的数字电路。
通过测试和验证，我们发现电路能够按照设计要求正常工作，并且具有良好的性能。
在实验过程中，我们注意到CPLD器件具有以下优点：1. 可编程性：CPLD器件可以根据需要进行编程，实现不同的逻辑功能和电路设计。
2. 灵活性：CPLD器件可以根据实际需求进行配置和布局，适应不同的应用场景。
3. 高集成度：CPLD器件集成了大量的逻辑门和触发器，可以实现复杂的数字电路设计。
CPLD实验报告
实验一 Xilinx软件及状态机设计一实验目的:学习FPGA设计软件, 掌握软件流程, 掌握状态机编程。
二实验内容:设计一个状态机三实验说明:状态机设计是数字电路中使用非常广泛和方便的时序设计工具。
由于硬件是并行的触发, 相对软件是串行执行, 那么让硬件电路按照节拍执行串行操作指令就成为一个问题, 这就是状态机的主要功能。
相应的, 软件指令中的几十条简单顺序执行代码可能需要硬件的几十上百个触发器去实现其功能。
所以, 软件与硬件的设计思路有相当大的区别。
当然, 随着FPGA规模的不断扩大, 这些问题也越来越容易解决了。
我们可以用软件的思路去描述自己的设计, 可能最终实现的电路是几十万门级的器件, 但是你只要花费几美元就能买到。
状态机是数字电路的基础, 因此, VHDL的学习也从这个实验开始。
四实验过程:1.在进行实验之前, 我先自学了VHDL语言。
2.熟悉Xilinx软件环境。
3.通过仿真, 读懂了states这段代码所实现的功能及其出现的问题。
五思考题:1.通过仿真, 这段代码实现相应功能时出了什么问题？请修正代码。
答：这段程序完成的是对红绿灯的控制功能。
通过仿真发现所有的灯都比预期的多亮了2秒, 比如东西方向绿灯亮62秒（应该是60秒）, 黄灯是5秒（应该是3秒）。
出现此问题的原因是没有考虑到硬件的延时问题。
所以只要把程序中的59改为57, 39改为37, 3改为1, 再进行仿真, 结果就正确了。
2.状态机输出分成同步输出和异步输出, 状态机异步输出直接用状态机的某个状态进行组合逻辑运算来得到一个输出, 同步输出是在该状态的时钟上跳沿控制输出变化。
请问同步输出和异步输出利弊各在哪里？答: 同步输出的优点是: 时钟脉冲的间距解决了组合逻辑电路中的延时和竞争问题。
只要时钟脉冲的宽度合适, 输出就不会存在竞争与现象。
缺点是: 外部输入信号的变化应满足触发器正常工作所需的建立和保持时间。
因为上述特点使得同步时序输出的工作速度的提高受到限制, 且对时钟脉冲到达个触发器的时间及外部信号的变化有较严格的要求。
请说明cpld和fpga的可编程原理
请说明cpld和fpga的可编程原理CPLD（Complex Programmable Logic Device）和FPGA（Field-Programmable Gate Array）是两种可编程逻辑器件，它们都可以通过编程来实现特定的逻辑功能。
下面是它们的可编程原理的说明：CPLD的可编程原理：1. CPLD由一系列可编程逻辑单元（PLU）组成，每个PLU可以执行逻辑运算和存储数据。
2. CPLD中还包含了一些可编程的片内连接资源，用于将不同PLU之间以及PLU 与外部引脚之间的信号连接起来。
3. 在对CPLD进行编程时，用户可以通过使用硬件描述语言（如VHDL或Verilog）描述所需的逻辑功能，并将这些描述转化为CPLD可识别的位文件。
4. 将编程完成的位文件加载到CPLD中后，CPLD会根据其中的逻辑描述配置PLU的功能，以及完成内部和外部信号的连接，从而实现所需的逻辑功能。
FPGA的可编程原理：1. FPGA由大量的可编程逻辑元件（LE）和可编程互连资源（IC）组成，LE是FPGA中最基本的逻辑单元，而IC是用于连接LE的片内资源。
2. FPGA中的LE可以通过编程来实现各种逻辑运算和存储数据的功能。
3. IC提供了灵活的直接互连结构，可以将不同的LE以及LE与外部引脚之间的信号互连起来，从而形成所需的逻辑功能。
4. 在对FPGA进行编程时，用户同样可以使用硬件描述语言来描述逻辑功能，并将其转化为可以被FPGA识别的位文件。
5. 加载位文件后，FPGA会根据其中的逻辑描述初始化LE的功能以及互连资源的连接方式，从而实现所需的逻辑功能。
总的来说，CPLD和FPGA都是可编程的逻辑器件，其可编程原理都是通过将逻辑描述转化为相应的位文件，再将位文件加载到器件中，通过配置器或控制逻辑来执行相应的功能。
区别在于CPLD主要由可编程逻辑单元组成，适用于实现较小规模的逻辑功能，而FPGA则由大量的可编程逻辑元件和互连资源组成，适用于实现较复杂的逻辑功能。
FPGA与CPLD 总结
CPLD(complex programable logic device)复杂可编程逻辑器件FPGA（field programable gate array)现场可编程门阵列FPGA和CPLD的逻辑单元本身的结构与SPLD相似，即与阵列和可配置的输出宏单元组成。
FPGA逻辑单元是小单元，每个单元只有1-2个触发器，其输入变量通常只有几个因而采用查找表结构（PROM形式）这样的工艺结构占用的芯片面积小，速度高（通常只有1-2纳秒），每个芯片上能集成的单元数多，但逻辑单元功能弱。
如果想实现一个较复杂的功能，需要几个这样的单元组合才能完成（总延时是各个单元延时和互连延时的和），互连关系复杂。
CPLD中的逻辑单元是单元，通常其变量数约20-28个。
因为变量多，所以只能采用PAL结构。
由于这样的单元功能强大，一般的逻辑在单元内均可实现，因而其互连关系简单，一般通过集总总线既可实现。
电路的延时通常就是单元本身和集总总线的延时（通常在数纳秒至十几纳秒），但是同样集成规模的芯片中的触发器的数量少得多。
从上面分析可知道：小单元的FPGA较适合数据型系统，这种系统所需要的触发器数多，但是逻辑相对简单；大单元的CPLD较适合逻辑型系统，如控制器等，这种系统逻辑复杂，输入变量多，但触发器需求量相对较少。
反熔丝工艺只能一次性编程，EPROM EEPROM 和FLASH工艺可以反复的编程，但是他们一经编程片内逻辑就被固定。
他们都是只读型（ROM）编程，这类编程不仅可靠性较高还可以加密。
XILINX公司的FPGA芯片采用RAM型编程，相同集成规模的芯片中的触发器数目较多，功耗低，但是掉电后信息不能保存，必须与存储器联用。
每次上电时必须先对芯片配置，然后才能使用，这似乎是RAM型PLD的缺点，但是ROM型PLD中的编程信息在使用时是不能变化的，RAM型PLD却可以在工作时更换内容，实现不同的逻辑。
CPLD和FPGA的结构，性能对照：CPLD FPGA PROM集成规模：小（最大数万门）大（最高达百万门）单元粒度：大（PAL结构）小（PROM结构）互连方式：集总总线分段总线长线专用互连编程工艺：EPROM EEPROM FLASH SRAM编程类型：ROM RAM型须与存储器联用信息：固定可实时重构触发器数：少多单元功能：强弱速度：高低222222222222222222222222222222222222延迟：确定，可以预测不能确定不能预测功耗：高低加密性能：可加密不能加密适用场合：逻辑型系统数据型系统LCA（LOGIC CELL ARRAY）逻辑单元阵列CLB（CONFIGURABLE LOGIC BLOCK）可配置逻辑模块IOB（INPUT OUTOUT BLOCK）输入输出块Spartan-xl系列FPGA的主要特性SPARTAN-XL系列的FPGA具有低压，低功耗的特点。
实验九 复杂可编程逻辑器件CPLD的使用
d 选择目标板元件பைடு நூலகம்
点击（图 9-1a）中的 Next 进入设置工程名称和保存位置（图 9-1b）对话框，在设置 好工程名称和保存路径后点击 Next 进入源文件加载对话框（图 9-1c） ，用户如果有需要加 载的源文件可以点击“add”进行加载，没有可直接点击“Next”进入目标器件选择对话 框（图 9-1d） ，在该对话框中用户应该选择目标器件，在“Family（器件系列） ”中选择 “MAX7000s”系列，在“Available device”列表中选择“EPM7128STC100-15” ，然后点
LIBRARY ieee; USE ieee.std_logic_1164.all; ENTITY halfadder2 IS PORT ( a,b : IN bit; s,c : OUT bit); END halfadder2; ARCHITECTURE behave OF halfadder2 IS BEGIN s<=((not a)and b) or (a and not(b)); c<=a and b; END behave;
就像其他宏功能器件符号一样，可以被高层设计或被其他原理图设计文件调用。 3．利用 VHDL 创建一个半加器 ①新建 VHDL 文件：与原理图输入法类似，选择菜单【File】 【New…】 ，打开新建文 件对话框如图 9-2 所示。在该对话框中选中“VHDL File” ，点击“OK” 。 ②输入 VHDL 源代码：在 Quartus II 的文本编辑输入界面中输入以下代码
S i Ai Bi C i 1 S a C i 1 C i Ai Bi ( Ai Bi )C i 1 C a S a C i 1 C a C b
FPGA与CPLD应用案例
FPGA与CPLD应用案例FPGA（Field Programmable Gate Array）和CPLD（Complex Programmable Logic Device）是现代数字电路设计中常用的可编程逻辑设备。
它们的灵活性和适应性使得它们在各种应用场景中发挥重要作用。
本文将介绍FPGA和CPLD的工作原理，并通过具体的应用案例，说明它们在不同领域中的应用。
一、FPGA和CPLD的工作原理FPGA是由可编程逻辑单元和可编程连线网络组成的可编程电路芯片。
它的内部结构由大量的逻辑块组成，每个逻辑块包含查找表、触发器和多路选择器等元件。
通过在逻辑块之间建立连线，可以实现不同的逻辑功能。
FPGA的逻辑配置是通过存储在外部存储器中的配置位流（Configuration Bitstream）来实现的。
CPLD也是一种可编程逻辑器件，其结构相对简单，由AND/OR门和触发器构成。
CPLD的逻辑配置使用EEPROM（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）存储，并且在启动时进行加载。
二、FPGA和CPLD的应用案例1. 通信领域FPGA和CPLD在通信领域中广泛应用。
例如，无线通信系统中的调制解调器模块可以使用FPGA来实现，通过对不同调制算法的配置，可以满足不同的通信标准。
CPLD也可以用于数据处理和时序控制等任务。
2. 图像处理FPGA和CPLD在图像处理领域也有广泛的应用。
通过FPGA的灵活性，可以实现各种图像处理算法，如边缘检测、滤波和图像压缩等。
CPLD可以用于时序控制，确保图像数据的正确传输和处理。
3. 工业自动化在工业自动化领域，FPGA和CPLD常被用于控制系统中。
通过FPGA实现的控制器可以满足实时性要求，同时支持多种输入输出接口，如模拟输入输出、数字输入输出和串行通信接口等。
CPLD则可用于实现各种精确的时序控制和逻辑判断。
cpld实验报告
cpld实验报告CPLD实验报告引言CPLD（Complex Programmable Logic Device）是一种集成电路，具有可编程功能。
本实验旨在通过对CPLD的实验研究，深入了解其工作原理和应用。
一、CPLD的基本原理CPLD是一种可编程逻辑器件，由可编程逻辑单元（PLU）和可编程互连单元（PCU）组成。
PLU负责实现逻辑功能，而PCU则负责实现逻辑单元之间的互连。
CPLD的工作原理是通过编程将逻辑功能和互连关系写入CPLD芯片中，从而实现特定的功能。
二、CPLD的应用领域CPLD广泛应用于数字电路设计、嵌入式系统、通信设备等领域。
在数字电路设计中，CPLD可用于实现复杂的逻辑功能，如计数器、状态机等。
在嵌入式系统中，CPLD可用于实现外设控制、数据处理等功能。
在通信设备中，CPLD可用于实现信号处理、调制解调等功能。
三、CPLD的实验设计本实验设计了一个简单的CPLD应用实验，旨在通过实际操作了解CPLD的使用方法和功能。
实验包括以下步骤：1. 准备工作：搭建实验平台，包括CPLD开发板、开发软件等。
确保硬件和软件环境正常。
2. 设计逻辑功能：根据实验要求，设计一个简单的逻辑功能，如4位二进制加法器。
使用开发软件进行逻辑设计，包括输入输出端口的定义、逻辑电路的设计等。
3. 编程下载：将逻辑设计的文件编译成二进制文件，并通过下载器将二进制文件下载到CPLD芯片中。
确保下载过程正确无误。
4. 实验验证：连接外部输入信号和输出信号，进行实验验证。
通过输入不同的二进制数，观察输出结果是否符合预期。
根据实验结果，分析逻辑电路的正确性和稳定性。
四、实验结果与分析经过实验验证，设计的4位二进制加法器功能正常，输入不同的二进制数时，输出结果正确。
通过观察实验数据，可以得出结论：CPLD能够有效实现逻辑功能，并具有较高的稳定性和可靠性。
五、CPLD的发展趋势随着科技的不断进步，CPLD的应用领域将进一步扩大。
可编程逻辑器件实验报告
2. 创建一位全加器模块后， 可以在 symbol 中通过查找全加器的文件名搜索和使 用，所以不能和现有器件名冲突。
指导教师签字：
实验三
一 实验内容
Verilog 语言方法设计：8 位全加器
实验内容包括以下两个部分： 1. 学习使用 Verilog 语言进行电路设计和仿真 运用 Verilog 语言进行电路设计，并掌握 Verilog 测试方法，并用其对电路进 行测试。比较波形方式和 Verilog 测试方法。 2. 用 Verilog 语言方法设计一个 8 位全加器 采用 Verilog 语言设计，需要首先明确输入和输出，我们事先写好 8 位全加 器的 Verilog，然后再建立工程进行测试。
图 2-1 一位全加器电路图
图 2-2 一位全加器功能仿真图 2. 第二步：绘制全加器电路并进行功能仿真 将一位全加器创建成电路模块，使用此电路模块，按照实验指导书绘制全加 器电路图，8 位全加器原理很简单，只要将 8 个一位全加器按照，上一位的进位 输出是这一位的进位输入进行连接即可。 （注意：新创建的模块在 symbol 中，搜 索一位全加器的文件名即可） 。然后对全加器进行仿真，仿真图如图 2-3 所示，a 和 b 是输入，SUM 是求和结果，cout 是进位，输入和输出都是 8 位，即每一个 256 进 1。观察图 661.4ns 处有，52+210+1=256+7，刚好是进 1，剩 7。结果正确， 其他地方同样。
图 1-3 功能仿真结果 5. 后仿真引脚配置和结果分析 后仿真是为了通过最终的时序图发现程序在存在延时的实际电路中运行会 出现的问题。 由于实际电路存在延时， 不同复杂程度的电路延时程度不同。 首先， 在后仿真前我们要配置引脚，称引脚约束，即将设计电路的输出和输入（即 IO 口）与实际硬件电路（器件）相对应。本次实验的配置如下图 1-4。
基于cpld实验报告
基于cpld实验报告CPLD实验报告：数字逻辑设计与实现摘要：本实验报告基于CPLD（Complex Programmable Logic Device）的实验设计与实现进行了详细的介绍和分析。
通过对数字逻辑设计的理论知识的学习和实践操作，我们成功地完成了一系列的实验项目，并取得了令人满意的成果。
本文将对实验过程、实验结果和实验总结进行详细的描述和分析，以期能够为读者提供有益的参考和借鉴。
一、实验背景CPLD是一种可编程逻辑器件，具有高度集成、灵活可编程和逻辑功能强大等特点，广泛应用于数字电路设计和嵌入式系统开发领域。
本次实验旨在通过CPLD 的实验设计与实现，加深对数字逻辑设计原理的理解，提高数字电路设计和实现的能力。
二、实验内容1. CPLD的基本原理及结构2. 数字逻辑设计的基本原理3. 实验项目的设计与实现4. 实验结果的分析与总结三、实验过程在本次实验中，我们首先对CPLD的基本原理及结构进行了学习和了解，包括CPLD的内部结构、工作原理和编程方式等。
然后，我们通过对数字逻辑设计的基本原理的学习，掌握了数字逻辑门的设计和实现方法。
在此基础上，我们完成了一系列的实验项目，包括逻辑门的设计与实现、计数器的设计与实现、状态机的设计与实现等。
四、实验结果通过实验，我们成功地完成了所有的实验项目，并取得了令人满意的成果。
我们设计并实现了多种逻辑门、计数器和状态机，并对其进行了验证和测试。
实验结果表明，我们所设计的数字逻辑电路能够正常工作，并且符合设计要求。
五、实验总结通过本次实验，我们深入了解了CPLD的基本原理和数字逻辑设计的基本原理，提高了数字电路设计和实现的能力。
同时，我们也发现了一些问题和不足之处，在今后的学习和实践中将进一步改进和完善。
总之，本次实验对我们的学习和成长都具有重要的意义和价值。
综上所述，本实验报告详细介绍了基于CPLD的实验设计与实现的过程和成果，对数字逻辑设计的理论知识和实践操作进行了全面的总结和分析。
基于CPLD的数字电子技术实验报告
数字电子技术基础实验报告姓名：余越崎学号11211171班级：通信1107班目录一．实验目的 (2)二．技术指标及设计要求 (2)三．设计方案及论证 (2)四．制作与调试过程 (5)五．系统使用说明 (11)六．系统测试 (12)七．个人感想 (14)一．实验目的自动增益数字控制电路是一种在输入信号变化很大的情况下，输出信号保持恒定或在较小的范围内波动的电路。
在通信设备中，特别是在通信接收设备中起着重要的作用。
它能够保证接收机在接收弱信号时增益高，在接收强信号时增益低，使输出保持适当的电平，不至于因为输入信号太小而无法正常工作，也不至于因为输入信号过大而使接收机发生堵塞或饱和。
掌握中频自动增益数字电路设计可以提高学生系统地构思问题和解决问题的能力。
通过自动增益数字电路实验可以系统地归纳用加法器、A/D和D/A转换电路设计加法、减法、乘法、除法和数字控制模块电路技术，培养学生通过现象分析电路结构特点，进而改善电路的能力。
二．技术指标及设计要求2.1基本要求（1）用加法器实现2位乘法电路。
（2）用4位加法器实现可控累加（加/减，-9到9，加数步长为3）电路。
（3）用4位移位寄存器实现可控乘/除法（2到8，乘数步长为2n）电路。
2.2发挥部分（1）用A/DC0809和D/AC0832实现8k～10k模拟信号和8位数字信号输入，模拟信号输出的可控乘/除法电路。
（2）设计一个电路，输入信号50mV到5V峰峰值，1KHZ～10KHZ的正弦波信号，输出信号为3到4V的同频率，不失真的正弦波信号。
精度为8位，负载500Ω。
（3）发挥部分（2）中，若输出成为直流，电路如何更改。
三．设计方案及论证3.1 基础部分方案一（1）用加法器实现2位乘法电路。
设两位二进制分别为A1A0和B1B0，输出为S3S2S1S0。
计算过程如图2-1。
图2-1 两位二进制乘法相乘可以用与门（74LS08）或译码器(74LS138) 实现。
可编程逻辑器件实验报告完整版
可编程逻辑器件实验报告完整版实验报告：可编程逻辑器件的应用与实验引言：可编程逻辑器件（Programmable Logic Device，PLD）是一种用于实现数字逻辑功能的集成电路。
它可以根据用户的需求进行可编程配置，从而实现不同的逻辑功能。
本次实验旨在通过对可编程逻辑器件的使用和应用，了解其原理和使用方法，培养我们的电路设计和实现能力。
一、实验目的：1.了解可编程逻辑器件的基本原理和工作方式；2. 掌握使用Xilinx ISE软件进行PLD设计和仿真的方法；3.进行简单的PLD设计与实现，验证其功能和正确性。
二、实验原理：可编程逻辑器件由可编程逻辑阵列（Programmable Logic Array，PLA）和可编程互连（Programmable Interconnect）组成。
它可以通过内部的可编程开关电路和存储器单元，将逻辑功能和互连关系进行可编程配置，从而实现不同的逻辑功能。
1. 可编程逻辑阵列（PLA）：主要由可编程逻辑门阵列（Programmable Logic Gate Array，PLGA）和存储器单元（Memory Cell）组成。
PLGA由多个逻辑门和可编程开关电路组成，可以实现逻辑功能的实现和连接。
存储器单元用于存储逻辑功能实现的信息。
2. 可编程互连（Programmable Interconnect）：可编程逻辑器件内部的互连部分由可编程开关电路组成，用于将PLGA中的逻辑功能进行连线，形成所需的电路。
3. 配置位流（Configuration Bitstream）：配置位流是将设计好的逻辑功能以二进制的形式存储到可编程逻辑器件中，实现PLD的可编程配置。
三、实验步骤：1. 运行Xilinx ISE软件，创建一个新的工程；2.在工程中添加一个PLD器件，并选择相应的型号和参数；3.设计逻辑功能电路，将其转化为逻辑图；4. 使用Xilinx ISE软件进行逻辑综合和仿真，验证电路功能的正确性；6.通过信号发生器输入测试信号，并通过示波器观察输出结果，验证PLD的功能和正确性。
《可编程逻辑器件设计及应用》实验报告
Harbin Institute of Technology可编程逻辑器件设计及应用实验报告姓名：同组人：学号：班级： 1105201指导教师：张新潮院系：电子与信息工程学院实验一异步16分频一、实验内容1、学习SIE安装过程2、建立一个新的工程(cpld 9500系列)3、输入电路图4、建立测试波形方法仿真激励图形5、功能仿真6、建立引脚约束文件NET "CLK" LOC = "P6";NET "CLR" LOC = "P7";NET "O1" LOC = "P42";NET "O2" LOC = "P37";NET "O3" LOC = "P40";NET "O4" LOC = "P39";7、形成下载文件二实验结果三实验结果讨论分析实验当中采用了四个分频器，将发送的脉冲信号进行分频，并实现十六分频。
从仿真可以看出，实验结果和预期相符地很好。
指导教师签字：实验二：电路图方法分层设计：全加器一、实验内容1、建立一个新的工程(cpld 9500系列)2、建立一个独立的电路图（All_ADD）3、输入电路图一位全加器4、建立测试波形方法仿真激励图形5、功能仿真见实验结果。
8、生成电路模块9、利用电路模块设计8位全加器，（新电路图或者顶层电路图）10、建立测试波形方法仿真激励图形11、功能仿真仿真图见实验结果。
二实验结果2.1一位全加器仿真结果2.2 八位全加器功能仿真结果三实验结果讨论分析按照实验步骤依次建立相关模块，并进行仿真。
从波形图中可以看出，对于单个全加器可以实现全加，对于八个全加器能够实现八位全加。
实验结果符合要求。
指导教师签字：3 实验三：Verilog语言方法设计：8位全加器二、实验内容1、建立一个新的工程(cpld 9500系列)2、建立一个Verilog模块（All_ADD8）3、输入全加器module ALL_Addr8(A, B, CI, SUM, CY);input [7:0] A;input [7:0] B;input CI;output [7:0] SUM;output CY;assign {CY,SUM}=A+B+CI;endmodule4、建立测试波形方法仿真激励图形5、功能仿真见实验结果。
quartus实验报告
quartus实验报告Quartus实验报告引言：Quartus是一种广泛应用于数字电路设计和开发的软件工具，它提供了一个集成的开发环境，用于设计、仿真和编译FPGA（现场可编程门阵列）和CPLD （可编程逻辑器件）等数字电路。
本实验报告将介绍我在使用Quartus进行数字电路设计的经验和成果。
一、实验背景数字电路设计是现代电子工程领域中的重要一环，它涉及到诸如计算机、通信设备、嵌入式系统等各个方面。
在数字电路设计中，Quartus作为一种常用的设计工具，提供了丰富的功能和工具，可以帮助工程师们快速、高效地完成设计任务。
二、实验目的本次实验的目的是通过使用Quartus软件，设计一个简单的数字电路，并进行仿真和编译，以验证设计的正确性和可行性。
通过这个实验，我将学习如何使用Quartus进行数字电路设计，并了解数字电路设计的基本原理和流程。
三、实验过程1. 设计思路在开始设计之前，我首先明确了自己的设计目标和要求。
我选择了一个简单的计数器电路作为我的设计对象。
这个计数器电路可以接受一个时钟信号，并将计数值在7段数码管上显示出来。
我希望通过这个设计，能够加深对数字电路设计的理解，并熟悉Quartus软件的使用。
2. 设计步骤我按照以下步骤完成了我的设计：（1）绘制电路原理图：我使用Quartus提供的原理图编辑器，绘制了我的电路原理图。
在绘制原理图的过程中，我使用了逻辑门、触发器等基本的数字电路元件，并进行了连接和布线。
（2）仿真验证：在完成电路原理图的绘制之后，我使用Quartus提供的仿真工具，对我的电路进行了仿真验证。
通过仿真，我可以观察到电路的输出结果，并检查其是否符合我的设计要求。
（3）编译和下载：在仿真验证通过之后，我使用Quartus的编译工具，将我的设计编译为可下载到FPGA上的二进制文件。
然后，我使用Quartus提供的下载工具，将编译好的文件下载到FPGA上，以实现我的设计功能。
可编程逻辑器件设计及应用实验报告
可编程逻辑器件设计及应用实验报告本文是一份关于可编程逻辑器件设计及应用实验报告的文档，旨在介绍可编程逻辑器件(PLD)的原理、设计方法和应用实验。
一、PLD的原理和分类可编程逻辑器件(PLD)是一种数字电路器件，是一种能够配置自定义逻辑电路的器件。
它由可编程逻辑数组(PLA)和可编程输入和可编程输出的I/O的一个组合而成。
PLA是逻辑电路的基本部件。
PLA可以对使用的逻辑类型进行编程，以及透明地传输引脚。
PLD一般分为三大类:可编程数组逻辑器件(PAL)，可编程逻辑阵列器件(PLA)和复杂可编程逻辑器件(CPLD)。
1.PALPAL是PLD的第一代产品。
PAL的原理是使用一组固定的OR门和一组可编程的AND门。
PAL需要使用一个和与逻辑表格显示器一起工作的编程器。
PAL由于自身设计的限制，在设计复杂的电路时存在很大的局限性。
2.PLAPLA是PLD的第二代产品。
PLA利用可编程的AND和OR 逻辑门对电路进行编程。
PLA的编程方式是将逻辑等式写在内部RAM中，这些逻辑等式是由双路维护电路输入的状态计算出来的。
PLA的通常的坏处是输入功率较高，在大多数电路设计中，PLA会消耗很大的功率。
3.CPLDCPLD是由PLA发展而来的，它是PLA的第三代产品。
CPLD 采用了浮动门架设计的晶体管，可以代替PLA中的PAL、GAL。
CPLD模块包括可编程集成电路和高速D触发器，它们可以优化PLA架构以执行信号编码、处理和控制任务。
二、PLD的设计方法1.设计流程PLD的设计方法主要分为以下几个部分:(1)电路分析:这是设计PLD电路的第一个步骤。
在这个步骤中，我们需要分析系统要完成的任务，并确定使用器件的类型。
(2)设计逻辑:在逻辑设计过程中，需要查看各种器件数据表以获取逻辑门的定制设置。
(3)编程:编程是根据设计逻辑对PLD进行编程的过程。
(4)仿真:仿真可以用于在实际硬件上测试电路的正确性和性能。
(5)验证:验证是确保电路可以在计划的时间内完成任务的过程。
FPGA实验报告
电气技术实践可编程逻辑器件FPGA应用开发实验报告2016年12月目录一、实验目的二、实验要求三、实验内容四、实验代码及实验结果（1）4位二进制加法计数器（2）半加器（3）LED静态显示（4）38译码器（5）点阵扫描显示（6）步进电机状态机五、实验感想六、学习并使用FPGA的心得与体会七、电气技术实践总结一、实验目的1、熟悉使用可编程逻辑器件(Altera公司FPGA Cyclone系列EP1C6Q)。
2、熟悉使用硬件描述语言VHDL。
3、掌握FPGA集成环境(Altera公司FPGA QuartusII 开发流程。
4、熟悉使用核心目标系统板与接口电路等工作原理及其功能模块绑定信息。
5、熟悉并掌握下载线方式和下载文件的选择。
二、实验要求1、学习并掌握文本、图形等输入和时序、功能仿真方法。
2、学习并熟悉门电路、组合电路、时序电路等单一模块功能。
3、学习并设计各种不同状态机逻辑功能。
4、学习并设计由单一模块→较多功能模块集成→系统集成方法。
5、学习并选择多种模式显示(发光二极管显示、米字型数码管显示、七段数码管→动态扫描或静态扫描显示、LED点阵显示各种字符和图形或静止或移动等方式、LCD液晶显示各种字符和图形或静止或移动等方式)。
6、根据自已的兴趣和愿望，可从以下给定的实验目录中选取或自已设定功能题目。
7、实验数目没有要求，关键是看质量，是否是自已编写、调试、实现。
三、实验内容1、按指导书集成开发环境章节操作实现文本编程实例1和图形编程实例2全过程。
2、任选门电路、组合电路、时序电路实验各完成一个其逻辑功能，其实现方案自已规定。
在进行FPGA目标器件输入和输出引脚绑定时，输入引脚绑定高/低电平、单脉冲、各种分频连续脉冲等多种信号，输出引脚可绑定发光二极管、七段数码管、LED点阵等显示模式。
3、在完成1位十进制计数器的基础上，可增加完成2或3等多位十进制计数器逻辑功能并用多位七段数码管来显示。
4、根据状态机工作特点，设计一个有一定功能效果的例程。
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CPLD/FPGA 设计实验报告
实验名称： 组合电路设计基础 实验目的： 掌握Quartus II 软件的基本使用方法，完成基本组合电路设计 学生姓名： 学号： 实验内容：
实验一 半加器
一、 创建工程
工程名称：add_half 顶层实体文件名：add_half
器件：EPM7032SLC44-10
二、 创建文件
创建Block Diagram/Schematic 文件，实现一个半加器功能电路。
三、 编译工程
报告中下列数据是多少
total macrocells:2
total pins:8
装
订
线
四、仿真电路
1、创建VWF文件
2、设定“End Time”为20us
3、在VWF文件中添加Node OR Bus
4、编辑波形
5、仿真
6、画出仿真结果
实验二全加器
一、创建工程
工程名称：add_all 顶层实体文件名：add_all
器件：EPM7032SLC44-10
二、创建文件
创建Block Diagram/Schematic文件，实现一个全加器功能电路。
三、编译工程
报告中下列数据是多少
total macrocells:2 total pins:9
四、仿真电路
1.创建VWF文件
2.设定“End Time”为20us
3.在VWF文件中添加Node OR Bus
4.编辑波形
5.仿真
6.画出仿真结果
实验三模十计数器
一、创建工程
工程名称：count10 顶层实体文件名：count10
器件：EP1C3T100C8
二、创建文件
创建Block Diagram/Schematic文件，实现一个模十计数器功能电路。
三、编译工程
报告中下列数据是多少
total logic elements:5 total pins:5
四、仿真电路
1、创建VWF文件
2、设定“End Time”为20us
3、在VWF文件中添加Node OR Bus
4、编辑波形
5、仿真
6、画出仿真结果。