杭电数电实验课内题设计答案.docx
《杭电数电实验课内题设计答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《杭电数电实验课内题设计答案.docx（39页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
杭电数电实验课内题设计答案
数字逻辑电路
课内仿真实验
第六章Quartusll原理图设计初步
一、实验目的:
初步了解学习使用Quartusll软件进行电路自动化设计。
二、实验仪器:
Quartusll软件。
三、实验内容:
6-1用Quartusll库中的宏功能模块74138和与非门实现指定逻辑函数按照6.3节和6.4节的流程，使用Quartusll完整图6-2电路的设计，包括：
创建工程，在原理图编辑窗中绘制此电路，全程编译，对设计进行时序仿真，根据仿真波形说明此电路
的功能，引脚锁定编译，编程下载于FPGA中进行硬件测试。
最后完成实验报告。
1、原理图
両诬
YDN
A
V1M
ft
v?
Nl
C
Y酬
G1
T4IM
£Ah
Y州
G比h
ven
'i^N
0
Z:
BDECODER
~、r冋幅亍—j—_yp-
':
n：
tl；
■■.
!
・■■・[・・—・・・・UI•■■I■!
■■且
■b0bJ…Jk■LJ…―年1一…
■-■-p-pJipk■LJ
FNW
・・IHN91
…IPPJ49I....
…gk八却拽：
f=>E
||II-!
■i|Eqi1|1^11|1,JI1|1:
JI1|1i_.i!
■■_iiib-iiiih.-i|ih»M^iiLiiqiii;=iqiil^iRn■^■Rn
审厂
恥1
"=il2
T|H_3刊毗J刊口
=1匸10吨11
2、
波形设置
M^airimEd
A
T皿rjs&
科
Bn*
1[■
遶
*L
-r
p.>
■
-i
h'
M
7
:
to5
F
BV
4
B）1X1
Z3Si出
EwJI
'F-弓舞"5平“15単“；[>弩"：
*“30号"呼"4竽E«^竽"mq-36字“也4366呼6
10鬥5ra
3、仿真波形
l|Hii^『zf■
A里%
IPMu
[H
jAj
Al
W-?
外tf厂
S-
*匚
讪I
■-M
1W
T和I
:
CJ
XI
■HU
■1«?
l
6-2用两片
II■
:
E-FII
•叩U
IP513
THy7^rf"JYmrT"!
g?
rE"YTTmgrYm"ErrErE~rErY"Erir7rYTgmr~in3"irEmm"HrrBrfFj~]t抽xTrYT?
nrEnrEm?
r^
让仙aljlil阖JJjp斑迪仏比匕」和些■III!
h.■BjT网耻■:
押轲J&ijf测J应6^11^•亦型11.塁」山［^世碎nMf：
flI师世UJW*■
7485设计一个8位比较器
用两片
4位二进制数值比较器7485串联扩展为8位比较器，使用Quartusll完成全部设计和测试，包括创建工程、编辑电路图、全程编译、时序仿真及说明此电路的功能、弓I脚锁定、编程下载，进行硬件测试。
最后完成实验报告。
1、原理图
严・
:
All
闫
曲隔"
cy・A7--—^1■n■^11n■111rII
rou別证TM«q■•■vq・H.■■I■kIH■^■
「■伽■却
B4
il
FI1
A2
B2
A2盟ALtIAibIAcei
ALBO^teaAGbO
『£3
iz-T:
疋-阁:
隔:
Hm
-■••■H■■■H■■■-■
7JSf
10日Q
31
11
A2
32
阳
32ALtI盘Bl
AG刨
ALM
AtflS
AGdJ
kr-mrOVPAH^TpP
■T'B-T'「f卩kLI叭-■
2、波形设置
耳忤十*鼬
li1>P*ra
■卜h«N
Wm
1^Ili>
Uinu
•箏—
叫一
£壬亘
nrt--
^）J®SX©®：
0®eKQS^J&：
E®E?
^：
®S»E«®®raniDa!
OE3®EKKEHa9KSE«EKeS^®KnKMKi5«）SS^EC&E©®®（^iinXiiSSe#®^WWe^5K<>WWO^WO««W&W«WWtfcW«WW"W«WWWWWW«»»WWW'JM'W"3W«»«^^WW'>«'K«?
WoWfl?
^
3、波形仿真
rJ"•
汀莎"，卩『P
do・l・S・■■
“Tine
R1■■<■Tn
■frr
%j
卿阳rw
:
tJ
IflIkF却
0誓■n甲U
M¥n»毕V
Of斗DC111C^・ITHG
h.
辿0錘由saiaaB皿呼leiiiig皿皿jga胆I空umaitfii牡甸兰瞥;伽Eim踰血凹WK匹IX第皿isa国
Fi逛頁尊冋冋瀬丽価颐诵zior痢询J丽丽刨莎而耐刑忌:
口n口戦:
顾乔迥顽丽;诃輦礎hw.”]
l—Ti
6-3设计8位串行进位加法器首先根据图4-33，用半加器设计一个全加器元件，然后根据图4-34，在顶层设计中用8个1位全加器构成8位串行进位加法器。
给出时序仿真波形并说明之，引脚锁定编译，编程下载于FPGA中进行硬件测试，最后完成实验报告，讨论这个加法
器的工作速度。
1、原理图：
i.:
1...
-=Y
半加器
1位全加器
■--■---■■■--■■--■■■-«■■■■
A.
SO
匕
■Illi.
-■■■»■»■■:
■
G
to
癒U....
■■■■■.••••■■>■:
BQ施
'f'tM-
8位串行进位全加器
O'
-I...
♦--■ts-'-TiiF:
JTJJ_
■
T
L
!
聲：
集成后的8位串行进位全加器
■■rtf”.
--代A--
^Btockl
fM
a
:
AtS
.:
Ef5
1BR
jAC
=E^3
:
严—一
…r~S>
_.WA\-*f.\W.WAWA-I\WA-.—SWi'A^mSWViwX-
.「州I—
卢WiiidWW・|WW|_IIAS
.IIBlJ
2、波形设置
k密
•淀；…
-I-J--
P--■r-
n--
SI--
Ci-1
jLan.
SoO
Oj-1-1
AC
Sol
&w
JLrj
3o2
All
So-J
严二
&l1
Co
ML
S04
B总
So5
Ai3
So€
CT-
BG
So7
Ai4
Bi4
Ai5
B6
Ai&
&e
AiT
&i7
■^TPu/r
jTPJT
So4
■T3,/r
>So5L
'-■■J-"-"—-"-
》303t.
I....I・I.As^I
>Cq「
4°^覚
"jZZZi—
So7H■
t■■|■■■^-■■|■■■■-■■|■T■■|•-"-K•T".I
.T3=,T
Iir=t
A
K,
ji■卜.2
l^iaIr:
-Lr
OL.I
鼻S3■r・
”EJ■刖■■If阡羊「iF巾zmyi":
TyJi担“活门単应g尸和W琴弓上甲』*竽・|戸9"靳■J討》#睥■暉，・dredi
2~J
3、波形仿真
7段数码管的十六进制码7段显示译码
4个输入端：
D、CB、A。
D是最高位，A
d、c、b、a,其中p和a分别是最高和最低位，p控
A,输入DCBA=1010;若小数点不亮，则输出
FPGA中对共阴数
6-5设计一个十六进制7段显示译码器
用Verilog的case语句设计一个可以控制显示共阴器。
首先给出此译码器的真值表，此译码器有是最低位；输出有8位：
P、g、f、e、制小数点。
对于共阴控制，如果要显示pgfedcba=01110111=77H,给出时序仿真波形并说明之，引脚锁定，下载于码管进行硬件测试。
1、程序代码
T
■
3
L£C?
3ZDy■
ILxpuc]3;aiA
3-
*J
rsini
■sAwbVd1
LkJ
■
1
*■
■M羊和虹
1
十三DDOO1
ZZirS^-TKillIlllJ
1
r刖缸1
ur-i^=iPKBDgiiDE
*
9
H'=anni:
二CII-4-F-3）[111Dll=
rs'onii1
+
11
ri"3[]1D<];
二E5"=F4i・aainniin?
Aq
十倉01Q11
L^Jnr-^'SllOllDir
j3-
，駆UM1
“飞尸-鱼JdU狎“
n
斗・9Di丄丄1
：
Eir5<-^"30Daaiiij
矚
At
VAlQQ^1
15
I"=1DD1:
Ho-=^i・aiiniiii=
4
an
raiDit1
tUF鼻t三r^IlligillE
n
IE
4-31D1-1:
HQ-K-F-aa111inn=
19
1
诲已决■肝鲂口塚dm
©
rilQ*1
十MlE1
，期Ha1
沪丹*1咆』11叩Q“
*
J4
eSsCbuIz.:
HB"乂"3aDDD□□□=
1
T
J5
Jt
JT
■Z^±KSdllZB
2、
电路原理图
:
…卩臨kt-
>de；
Dr+flchWineDVT
h■
A
D
□□TB波形设置
4、波形仿真
EI■1IBiB4TI■
1
1土l*・^'SatwWIm*（T
切4・
]|E
以4
辭"4・旳
9h
典■:
*和，？
I』祁1■»冈中WWfHLy・“甲nCT节oC叩屮"S»ffUI爭盯Hy叩■申和■j岬
■■*!
1|L间回uc吃
iL
6-6设计一个5人表决电路用case语句设计一个5人表决电路，参加表决者5人，同意为1不同意为0，同意者过半则表决通过，绿指示灯亮；表决不通过则红指示灯亮。
给出时序仿真波形并说明之，引脚锁定，编程下载硬件测试。
最后完成实验报告。
1、程序代码
L=FrcL.D,7_r.ErL'^j-ri^
mT,y!
XW
mr■制.
6*W
a'H：
->noip
^zpxz
甘耳齢＜31
kWIhl
EniML■
h
啦••
EFHIOL:
bagaz
*・R討讣•：
！
・
I理
T-B?
>lli1
Elu
?
'rw：
hen・
*1■
I-D^_bOL:
bcflu
忙BjNin■
a'mrii=
b^pLZ
卞临d1«1
Mfll
a
teoii
hIKLlli=
bagiz.
K'p'jJiO^A
=|-nZ：
ECL3
^rpiz
斡ru艸IQ:
b*gM
E'DlJibbL_
lk*BJ_l
-I
Ktjj:
T'n2T：
OL:
C^a-
2•聘」心*3-
*44—
^■Ui^iii:
■・m■:
rcn:
t**f]^i
:
-Hl-ML:
Hz
5-BS.Dia
c*fld：
T'hlZESir
tvgiz.
±-HL_3oa:
片，肥叮CL
■
T-H：
：
：
3：
r
A-biLiH:
bqiJ
Ud_^M
a.z.iMni
113dJ1-9^1-13^34^小4IhpJ-IJ-Jdi-tducsp卫AYYYYyy:
4y於yetYYFYtYYYU丫丫Y於V£半Y*YYtIuI1■I■■I^1II-■■1」：
^1^1■■II■I■■i■■I^1:
:
^1I■III■■但*r1?
F_-_'Ywi-Y-Y■,Y百V『.”-rk『“，“i”yy『7
•tp二二二4*1+•■-■・*•〔•・・匸>1±tT・：
■-.•:
・丄『*--nrit■-L--t■>ILj*J-■二弗7-■-■■5i-»—7J1
-E
电路原理图
2、
3、波形设置
即IbMUrn
■iMH
f"O«
rMs
■iLtfllA
"ILtCu
js^r-7-g-■■!
Fn7|*=■*'s^v7-y、-n-■■■;■■■■■-■&>*■£—f、-m-b-jvjjy・_gv_、--■v-*j-b“=-vu^-a-t-jw-■■-.r—.r■■■-;^ru、_・u*-jwf'r=-=b■J■■aw』-lUvv—3、—P・j韵
T9nTTTTWTF?
aTf^TT99mWpT77TCTT2Tn7/vv*T¥a?
fr7TT5WI?
vJtvlv^?
WTVW?
9™/_-.-,ZrJWrWT^■>TvwwrtiM?
?
P^T™TW?
VTW7W¥aT?
7?
^---rir.~CWTT7?
^T^^C'
Irt*1+«甲IT
lign
iBJikgd
4、波形仿真
A
>1*4R>
uni*
iq划■
禺申RI
■n爭5
d■
■Hi
I'暫E
艸、IH-
H
0ll
第八章时序电路的自动化设计与分析
8.1.1根据8.1.1节，首先使用74390设计一个2位十进制计数器，然后使此计数器在新的工程中作为一个可调用的元件，用它构建一个8位十进制计数器。
给出仿真结果，最后在FPGA上进行硬件验证。
波形仿真设置:
ar-
Flw
'Cer>^^^^V―H=.j-Ln_rLnj-Lnj-i
*'-i~i^——-
■>'I
—ri^K^=z^=^
E・・
■■卄
u爭"ftmw
ui
*niii
cs
lar-
^TTTTI
0711
【"■LrLnjrLrLrLrLrLrLrLrLrLrL-LrLrLrLTLJ^LrL-LrLrLrLrLjrLrLrLrL
仿真波形:
SjidjIo3（iWoraii
SimitiakA.Iiuif
»WefclhBs
TOIB
夷IE
⑼価
Eic
A7
-I
I
Jll
zl
B»
OJ
E£
am
nun
idEC：
血医
]i
JI
B[
11
JI
原理图:
牛N护方和珥.即㈣彗.吩轉.W衬*6咿瞰牛
Aormm^nAmnRKAnrmLRmnoAiTwnAn
匚亟gjg£BHg®E®@®B®®SEDI?
]n£B{I®SS®E®®®S®SE囤
nr□
...H
二鬲
BEBKTr屯叮（1
st：
D1P
QX邮』
QAHT
■fj-.t...
—K
-：
M1C
K如
CL<咼4低LDir
[IX址隣苗.an
st*]
Tit
波形设置:
也fctTlW
園NrwTiwEr
171Sin
l-Wi«
IfC^rn
■■■■I■■■
.…2g：
；[
SL
ai
OJHl亦
（Dili
IQlDllf
lldlrn
U、PJ]ECj«-X^td-JE^te--O^uy（iB,sSlfui（!
I^a]^（|^UL9!
^u39?
^u
TUX£-二y""
Li.atH金E
"W
nrwinrwnnnirvwLmmfLrm「nwjuuwuuLrLWiRrunnmnjur
Hl
H'
H-
Ift仙曲川清
茅5妙讪脚
仿真波形:
ri■■Pl*
鈕IM
SiipJiiiofiWwetofnifi
Knhu™ids'
bHartffTntBa
3i5?
ut
Ent
E.
SI
c.
B—
w-
=
11-
根据
8.1.2节，用74161模块设计一个十二进制加法计数器，并注意计数器的可行性Quartusll创建工程，绘制电路图，全程编
FPGA中，在实验系统上硬
8.1.2
和可靠性考察；然后设计一个数控分频器。
利用
译，时序仿真，并根据仿真波形作出说明，引脚锁定编译后下载件验证，完成实验报告。
原理图:
波形仿真设置:
gteTneEa
"讪九"卩血"
他IE
nilIE址
1LDE
ps：
£无lO.UiB15,3（«a,eiiSGtSfliH1D.»;s址KisE*匸5l3£i;E：
.UtbS.S'j;n.Sic
rI■:
FIIIIIII・
11.（n?
03
PQ
__ni
0A0B0!
O'
»:
:
丨J
!
仿真波形:
Simullatian恤罰耶
Sinlihin，心-Tiiixj
RMaTEfTneEaE
A—
卫
.,iH
昨眉
A
-+
01
rarQe
ITC?
5tJjpailff
「―5」辛:
ZId.牟u£15爭Ti0&爭⑪!
5jUH茫甲卫55.8Jo：
轴甲c蚯（1』圧51£ozStis51.4iz6ESisfl.feuzT£SczEl.®izS?
.tto=验Ki：
IIK】L^'—
_ll
7i
VI
iri
III
3P.531B
rta-'i
UH
UZ
CZ
I£
^^rL^^^j^r^LrLrL^^~^^"
Bii
Tnnrinn~Tv~：
iro~^i~T~rT~nrio
f:
3D-
JI'
8.2.1Quartusll流程来实现。
利用一般模型设计一个同步模7计数器，其状态图如图所示。
结合第6章介绍的原理图:
9
10
12
15
17
AW
Battle打Cn；zp：
[2;Q]:
;aucpuc[2:
0]N;reg[2:
0]Y：
aaysStC,K）caae（C|s'boca:
MW咆Ml；3'bOCl:
S<=3't31：
；S'bOlO:
K<=3'b311;3'b0：
l:
舲牝血;3'blC3:
K<»''t：
01；3'blCl:
K<=3'bll0;3'bl：
Q:
K<=3'fc30：
;3t：
：
l:
只巧七临；default:
K<=3'b3（10jsadcaae
sr.±t3c£e
波形仿真设置:
也Sit
归IA中II饥中检平怆呻偏芈呼車申中叩
>1
St别in
CIu
01
1]
鵬%咖獗挪彌灘加爛WWW»W»B1«
ra
11
rr
=•
仿真波形:
SimulalionWaveforms
RMastei1reBai
A
S
岂
Jl[
H
2].Gon>
JJfc血
193U
13.ZEus
S：
3t
丫血电,羽K
t5・1£h讥黃花】5・S血20,^0£2=.EiJs3CJ2w3&81m厭疋口纺.ffi苗孔2工
11-J111-1-1-「一_
滋苗bS
卩
It
UD
rmTm^nnrLmnmnn^nrLnnr^rLnTL^
3JI
LID
II.1II111
111II11
11III
尢
tio
1Li丨；iT「1n
岂
UD
tX1nnRojnwiWTncyynTyTyiiyTTyyinm七.
111II11
1F
11.
111n11:
1III
1III.
111II11：
111IL
1111r
111n11
1Illi
11111r
111II11
111Z1[
111-ii
111II11
1111[
111'1r
1
1111[
1Illi
111011
111111
111■1r
\ii卩ii
1I\\\
111U11
1!
1!
1；
111II11
1III
1III
111u11
111111
822基于自动化设计方法的一般模型，设计一个模可控的同步加法计数器，要求当控制信号M=0时为六进制计数器，当M=1时为十二进制计数器。
原理图:
I'D
■fURCCTP51甲AIVrNJI?
ir：
¥=tI3;-□I匚；zTutp-Uu[1：
DJNj£2[、油IAlvayaiij[C,IT）
M3=-口4^cMoat4怡mm：
:
+■bODLO=4'bMli:
「□0迪at
rt<*i'tdcOl■
2化肚1二；M<=q'bOlOO；
rt<*1"tDlOl■
丨2
丄q
15
36
17
d"boioi:
a<-i'bDiio；吐hbOiLOfFw-l-bOll二；:
S<=q'tic:
}Q：
4*b：
00^>:
H<=q'bl001;
1-ua电幻I:
st-1■&3可i&f1-HfllO:
G'bLflll:
4*b：
100:
丸TKlDDf
^5
左B
4'blIf：
FJK^rbiiiOj斗-Hiio:
■^■hllll:
^-4'bDCOO;d-iaLjJ.-t汨咗・弓-1:
心€：
}0匸的dao暨
■kodXLuwOHFE（民HfR打K;
（2:
01盘；xeaR；e（A
升级会员 