实验一 一位二进制全减器的设计
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实验一、一位二进制全减器的设计
1、实验目的:
(1)掌握Quartus II 的VHDL 文本设计的全过程;
(2)熟练和掌握EDA设计流程;熟悉简单组合电路的设计,掌握系统仿真,学会分析硬件测试结果。
(3)学习PH-1V型实验装置上发光二极管和按键的使用方法。
2、实验内容与要求:
(1) 用文本方法实现半减器,再利用半减器完成全减器
的设计,熟悉层次设计概念;
(2) 给出此项设计的仿真波形;
(3) 选择实验电路NO.1验证, 用发光管指示显示结果。
三、设计原理:全减器可以有2个半减器
和1个或门组成。
(1)半减器真值表:
xx yy Diff1S_out1
0000
0101
1000
1100
(表中Diff1表示本位向高位的借位,S_out1表示本位)
(2)全减器真值表:
x y Sub_in diffr Sub_out
00000
00111
01011
01101
10010
10100
11000
11111
(表中Sub_in表示低位向本位的借位,diffr表示本位向高位的借位,Sub_out表示本位)
四、实验程序:
(1) 实验程序(程序来源:)
(2)对全减器进行原理图编辑:
5、实验步骤:
1.建立工作库文件夹和编辑设计文件
(1)在D盘下建立一个文件夹保存工程文件;
(2)打开QuartusII,建立新的VHDL文件,再打开的页面下输入程序。
2.编译过程
(1)输入完程序之后逐个编译
(2)逐个编译无错之后进行全程编译
3.系统仿真
(1)建立新的波形激励文件
(2)在波形编辑器窗口添加节点
(3)通过Edit->End Time 来设定仿真结束时间
(4)点击save保存
(5)通过Tools下的Simulator Tools项进行仿真,然后观察输出波形。
4.引脚锁定
(1)通过Assignment->Assignment Editor->Pin查找到所有的引脚
(2)选择各个输入输出信号来锁定到不同引脚,进行全编译。
5.编程下载
(1)选择Tools->Programmer菜单,点击Hardware Setup窗口完成硬件设置
(2)点击Start开始编程下载
6、仿真波形分析:
波形分析:用波形与真值表进行比较即可。有波形可以看出,100对应11,是对的。再看111对应11也与理论相符。
引脚的锁定:x锁定为引脚60,y锁定为引脚61,Sub_in锁定为引脚63,Sub_out锁定为引脚169,diffr锁定为引脚167。
7、实验结果:
由编程下载之后实验箱上显示的数据与波形图完全一致,符合全减器真值表。分别按下引脚60(x)、61(y)、63(Sub-in)的不同组合,LED管167、169会相应熄灭或者闪亮。熄灭代表0,闪亮代表1。通过这样就可以用全减器真值表进行比较。
结果证明全减器设计没有问题。