EDA_组合逻辑电路的设计

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

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

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')the n

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102(5)(101)=，即A=1，输出2(100)4=。当输入为102(3)(011)=，即，A=0,B=1。输出为2(010)2=。同理当输入为2时，输出也为2。实现了优先排队的功能。