实验二的计数器电路的设计

1、EDA实验报告学 院（部）： 电气与信息工程学院 专 业： 电子信息工程 学 生 姓 名： 刘玉文 班 级： 电子信息工程1101 学 号： 11401700430 指导教师姓名： 谭会生 实验二： 09999的计数器电路的设计1.实验目的（1）进一步熟悉和掌握Quartus II软件的使用。（2）进一步熟悉和掌握GW48-CK或其他EDA实验开发系统的使用。（3）学习和掌握VHDL进程语句和元件例化语句的使用。2.实验内容设计并调试好一个技术范围为09999的4位十进制计数器电路CNT9999，并用GW48-CK或其他EDA实验开发系统(可选用的芯片为ispLSI 1032E-PLCC84或

2、EPM7128S-PL84或XCS05/XCS10-PLCC84芯片)进行硬件验证。3. 实验条件（1）开发软件：Quartus II8.0。（2）实验设备：GW48-CK EDA实验开发系统。（3）拟用芯片：EPM7128S-PL84。4. 实验设计（1）系统原理框图为了简化设计并便于显示，本计数器电路CNT9999的设计分为两个层次，其中底层电路包括四个十进制计数器模块CNT10，再由这四个模块按照图所示的原理框图构成顶层电路CNT9999。CNT9999电路原理框图（2）VHDL程序计数器CNT9999的底层和顶层电路均采用VHDL文本输入，有关VHDL程序如下。 1）CNT10的VHD

3、L源程序： -CNT10.VHD LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY CNT10 IS PORT(CLK:IN STD_LOGIC; CLR:IN STD_LOGIC; ENA:IN STD_LOGIC; CQ:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); CO:OUT STD_LOGIC); END ENTITY CNT10; ARCHITECTURE ART OF CNT10 IS SIGNAL CQI:STD_LOGIC_VECTOR(3

4、 DOWNTO 0); BEGIN PROCESS(CLK,CLR,ENA)IS BEGIN IF CLR='1'THEN CQI<="0000" ELSIF CLK'EVENT AND CLK='1'THEN IF ENA='1'THEN IF CQI="1001"THEN CQI<="0000" ELSE CQI<=CQI+'1' END IF; END IF; END IF; END PROCESS; PROCESS(CLK,CQI) IS

5、 BEGIN IF CLK'EVENT AND CLK='1'THEN IF CQI<"1001"THEN CO<='0' ELSE CO<='1' END IF; END IF; END PROCESS; CQ<=CQI;END ARCHITECTURE ART; 2）CNT9999的VHDL源程序： -CNT9999.VHD LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY CNT9999 IS PORT(CLK:IN STD_LOGIC;

6、CLR:IN STD_LOGIC; ENA:IN STD_LOGIC; DOUT:OUT STD_LOGIC_VECTOR(15 DOWNTO 0); END ENTITY CNT9999; ARCHITECTURE ART OF CNT9999 IS COMPONENT CNT10 IS PORT(CLK,CLR,ENA:IN STD_LOGIC; CQ:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); CO:OUT STD_LOGIC); END COMPONENT CNT10; SIGNAL S0,S1,S2,S3:STD_LOGIC; BEGIN U0:CNT10 P

7、ORT MAP(CLK,CLR,ENA,DOUT(3 DOWNTO 0),S0); U1:CNT10 PORT MAP(S0,CLR,ENA,DOUT(7 DOWNTO 4),S1); U2:CNT10 PORT MAP(S1,CLR,ENA,DOUT(11 DOWNTO 8),S2); U3:CNT10 PORT MAP(S2,CLR,ENA,DOUT(15 DOWNTO 12),S3); END ARCHITECTURE ART;(3）仿真波形设置本设计包括两个层次，因此先进行底层的十进制计数器CNT10的仿真，再进行顶层CNT9999的仿真。如图是CNT10仿真输入设置及可能结果估计图。

8、同理可进行CNT9999仿真输入设置及可能结果估计。CNT10的时序仿真结果CNT9999的时序仿真结果5.实验总结通过本次实验，对Quartus II软件的基本操作有了更深层次的认识，并能初步熟练和掌握他的运用。文件名与实体名要相对应，输入源程序时要仔细，时序仿真时，要先保存仿真文件，最后才能对其进行相应地仿真操作。计数动态扫描显示电路1.实验目的（1）学习Quartus II 8.0 软件的基本使用方法。（2）学习GW48-CK EDA实验开发系统的基本使用方法。（3）了解VHDL程序中数据对象、数据类型、顺序语句和并行语句的综合应用。2.实验内容设计并调试一个由两个4位二进制并行加法器级

9、联而成的8位二进制并行加法器。3. 实验内容（1）开发软件：Quartus II 8.0。（2）实验设备：GW48-CK EDA实验开发系统。（3）拟用芯片：EPM7128S-PL84。4. 实验设计 (1）系统原理框图为了简化设计并便于显示，该计数动态扫描显示电路分为两个层次，底层电路包括四个十进制计数器模块CNT10、动态显示控制信号产生模块CTRLS、数据动态显示控制模块DISPLAY等六个模块，再由这六个模块按照图所示的原理图构成顶层电路DTCNT9999。 (2）VHDL程序十进制计数器模块CNT10的VHDL程序见09999的计数器电路，其余两个模块的VHDL程序如下： 1)CTR

10、LS的VHDL源程序 -CTRLS.VHD LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY CTRLS IS PORT(CLK:IN STD_LOGIC; SEL:OUT STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0); END ENTITY CTRLS; ARCHITECTURE ART OF CTRLS IS SIGNAL CNT:STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0); BEGIN PROCESS(CLK) ISBEGINIF CLK'

11、EVENT AND CLK='1' THENIF CNT="111" THENCNT<="000"ELSECNT<=CNT+'1'END IF; END IF; END PROCESS; SEL<=CNT; END ARCHITECTURE; 2)DISPLAY的VHDL源程序： -DISPLAY.VHD LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY DISPLAY IS PORT(SE

12、L:IN STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0); DATAIN:IN STD_LOGIC_VECTOR(15 DOWNTO 0); COM:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); -LEDW:OUT STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0); SEG:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); END ENTITY; ARCHITECTURE ART OF DISPLAY IS SIGNAL DATA:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); BEGIN P1:PROCESS(SEL) I

13、S BEGIN CASE SEL IS WHEN "000"=>COM<="11111110" WHEN "001"=>COM<="11111101" WHEN "010"=>COM<="11111011" WHEN "011"=>COM<="11110111" WHEN "100"=>COM<="11101111" WHEN "

14、;101"=>COM<="11011111" WHEN "110"=>COM<="10111111" WHEN "111"=>COM<="01111111" WHEN OTHERS =>COM<="11111111" END CASE; END PROCESS P1; -LEDW<=SEL; P2:PROCESS(SEL,DATAIN) BEGIN CASE SEL IS WHEN "000"

15、=>DATA<=DATAIN(3 DOWNTO 0); WHEN "001"=>DATA<=DATAIN(7 DOWNTO 4); WHEN "010"=>DATA<=DATAIN(11 DOWNTO 8); WHEN "011"=>DATA<=DATAIN(15 DOWNTO 12); WHEN OTHERS=>DATA<="0000"END CASE;CASE DATA IS WHEN "0000"=>SEG<=&quo

16、t;00111111" WHEN "0001"=>SEG<="00000110" WHEN "0010"=>SEG<="01011011" WHEN "0011"=>SEG<="01001111" WHEN "0100"=>SEG<="01100110" WHEN "0101"=>SEG<="01101101" WHEN "0110"=>SEG<="01111101" WHEN "0111"=>SEG<="00000111" WHEN "1000"=>SEG<="01111111&quo