第一章EDA技术实验基础实验.docx
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第一章EDA技术实验基础实验
第一章技术实验基础实验
实验一用原理图输入法设计一位半加器
一、实验目的
.熟悉利用Ⅱ的原理图输入方法设计简单组合电路；
.通过一个半加器的设计把握利用软件进行电子线路设计的详细流程；
.学会对实验板上的进行编程下载，硬件验证自己的设计项目。
二、实验设备及器材配置
机一台
综合实验开发系统中：
基本核心板模块、发光管显示模块、普通键盘模块、下载器、下载线、十针连接线根。
三、实验原理
.根据真值表表写出电路的逻辑表达式
表一位半加器真值表
其中,为输入端口，与分别为半加器的和与进位。
其逻辑表达式为：
.根据逻辑表达式进行原理图设计。
注意：
在进行原理图设计时，元件之间的连线应尽量避免与元件外的虚线框重合。
四、实验步骤：
.为本项工程设计建立文件夹，注意文件夹名不能用中文，且不可带空格。
.根据半价器逻辑表达式进行原理图设计。
.对所设计的工程文件进行编译，排查错误。
.时序仿真，记录时序分析表。
.选择目标芯片。
.引脚锁定。
推荐锁定形式：
输入接口选择核心板上接口，与普通键盘模块相连，连接后，可任意选择按键所对应的引脚（例如，选择和，它们所对应的引脚编号为和；输出接口选择核心板上接口，与发光管显示模块相连，连接后，课任意选择发光二级管所对应的引脚（例如选择和，它们所对应的引脚编号为和）。
注：
输入输出接口可在核心板上十针接口中任意选择（白色接口除外），对应的引脚可在核心板上的引脚标注中查找。
.编程下载，观察硬件结果。
下载时请下载器形式请选择。
注：
如下载后硬件调试没有通过，需重新检查连接，如果修改后重新进行下载，请将下载界面中原有的*文件删除，重新加载一次，然后再下载。
.撰写实验报告册，思考如何利用半加器设计一位全加器。
五、练习题
.请用本实验所作的一位半加器设计一位全加器。
要求利用原理图输入方式。
.请利用一位全加器设计四位全加器。
要求利用原理图输入方式。
注：
本练习主要使学生牢固掌握原理图输入设计方法，同时掌握设计中有关层次的基本概念。
学会在工程中添加文件的方法。
实验二四位加法器设计
一、实验目的
.利用并行语句中的简单赋值语句，对四位加法器进行设计。
.掌握仿真分析中总线型数据的输入方法。
.掌握程序包中对于数据类型进行加法的基本原则。
为日后设计通用位加法器奠定基础。
二、实验设备及器材
.机一台
.综合实验开发系统中：
基本核心板模块、发光管显示模块、普通键盘模块、下载器、下载线、十针连接线根。
三、实验原理
.设计一个四位加法器，要求输入信号的数据类型为，位宽为（分别为,）；输出信号为和，数据类型分别为及。
.利用并行语句中的简单赋值语句进行加法运算。
提示：
由于对数据类型进行“”运算，因此需要调用程序包；同时由于输入信号位宽为，进行加运算后，结果位宽会出现位，设计时要考虑如何将数据位进行扩展。
.设计中请合理定义信号及其数据类型，并注意信号定义的位置。
四、实验步骤
.为本项工程设计建立文件夹，注意文件夹名不能用中文，且不可带空格。
.根据二进制加法运算的原则，设计四位加法器。
.对所设计的工程文件进行编译，排查错误。
.选择目标芯片。
.引脚锁定。
推荐锁定形式：
输入接口选择核心板上接口，与普通键盘模块相连，连接后，可任意选择按键所对应的引脚（例如，输入信号的四位选择、、及，它们所对应的引脚编号为、、、。
输入信号的四位选择、、及，它们所对应的引脚编号为、、、；输出接口选择核心板上接口，与发光管显示模块相连，连接后，课任意选择发光二级管所对应的引脚（例如选择、、、及，它们所对应的引脚编号为、、、、）。
注：
输入输出接口可在核心板上十针接口中任意选择（白色接口除外），对应的引脚可在核心板上的引脚标注中查找。
.编程下载，观察硬件结果。
下载时请下载器形式请选择。
注：
如下载后硬件调试没有通过，需重新检查连接，如果修改后重新进行下载，请将下载界面中原有的*文件删除，重新加载一次，然后再下载。
.撰写实验报告册。
五、练习题
.设计四位减法器。
.设计四位加减法器。
（提示：
本习题可在学习完语句后进行设计，将语句与简单赋值语句进行组合后进行设计。
）
实验三七段数码显示译码器设计
一、实验目的
.学习段数码显示译码器设计。
.学习的语句应用及多层次设计方法。
二、实验设备及器材配置
机一台
.综合实验开发系统中：
基本核心板模块、普通键盘模块、七段数码管显示模块、下载器、下载线、十针连接线根。
三、实验原理及内容
.段数码显示译码器是纯组合电路，通常的小规模专用只能做十进制译码器，然而数字系统中的数据处理和运算都是二进制的，所以输出表达式都是十六进制的，为了满足十六进制数的译码显示，最方便的方法就是利用译码程序在中实现。
.设计时输入为位宽为的数据类型，输出为注意位宽为的数据类型。
这里没有考虑表示小数点的放光管，如果考虑，需要增加段，将源程序中的输入矢量七位改为八位。
.设计要求使用语句，配合语句，进行七段数码管驱动电路的设计，要求数码管显示。
图为共阴极数码管，程序中的编码顺序为（由高到低）。
图共阴极数码管及其电路
四、实验步骤
.为本项工程设计建立文件夹，注意文件夹名不能用中文，且不可带空格，文件名必须与设计实体名一致。
.按照实验原理及内容中的要求进行程序设计，在核心语句后面请进行注释。
.对所设计的工程文件进行编译，排查错误。
.选择目标芯片。
.引脚锁定。
推荐锁定形式：
输入接口选择核心板上接口，与普通键盘模块相连，连接后，可任意选择按键所对应的引脚（例如选择、、及，它们所对应的引脚编号为、、、；输出接口选择核心板上接口，与七段数码管显示模块连接后，按照顺序进行锁定（对应的引脚编号为、、、、、、）。
注：
输入输出接口可在核心板上十针接口中任意选择（白色接口除外），对应的引脚可在核心板上的引脚标注中查找。
.编程下载，观察硬件结果。
下载时请下载器形式请选择。
注：
如下载后硬件调试没有通过，需重新检查连接，如果修改后重新进行下载，请将下载界面中原有的*文件删除，重新加载一次，然后再下载。
.撰写实验报告册。
五、练习题
.利用语句对七段数码管驱动电路进行设计。
.针对七段数码管显示驱动电路不同设计方法（并行、顺序）进行比较。
实验四用文本输入法设计触发器和锁存器
一、实验目的
.熟悉Ⅱ的文本设计过程。
.学习简单时序电路的设计、仿真和硬件测试。
二、实验器材
机一台。
.综合实验开发系统中：
基本核心板模块、发光管显示模块、普通键盘模块、下载器、下载线、十针连接线根。
三、实验原理
.触发器的设计，根据触发器原理在文本编辑环境中编写源程序。
设计中，触发信号为时钟信号的上升沿或下降沿（建议设计中可以利用按键输入作为时钟信号，以便于观察）。
.锁存器的设计，根据锁存器原理在文本编辑环境中编写源程序。
设计中，触发信号为时钟信号高电平或低电平（建议设计中可以利用按键输入作为时钟信号，以便于观察）。
.比较两程序的异同，观察仿真波形文件的区别。
.在进行硬件测试时，请注意时钟信号的给定。
四、实验步骤
.为本项工程设计建立文件夹，注意文件夹名不能用中文，且不可带空格，文件名必须与设计实体名一致。
.说明源程序中各语句的含义，比较触发器与锁存器源程序的异同。
.对所设计的工程文件进行编译，排查错误。
.选择目标芯片。
.引脚锁定。
推荐锁定形式：
输入接口选择核心板上接口，与普通键盘模块相连，连接后，可任意选择按键所对应的引脚（例如选择、，它们所对应的引脚编号为、；输出接口选择核心板上接口，与发光管显示模块连接后，进行锁定（选择发光二级管，引脚编号为）。
注：
输入输出接口可在核心板上十针接口中任意选择（白色接口除外），对应的引脚可在核心板上的引脚标注中查找。
.编程下载，观察硬件结果。
下载时请下载器形式请选择。
注：
如下载后硬件调试没有通过，需重新检查连接，如果修改后重新进行下载，请将下载界面中原有的*文件删除，重新加载一次，然后再下载。
.撰写实验报告册。
五、练习题
.利用顺序语句设计触发器。
.利用顺序语句设计微分电路。
实验五含异步清和同步时钟使能的百进制加法计数器
一、实验目的
.学习计数器的设计方法，进而为设计通用计数器奠定基础。
.设计时可采用多种方法，从而达到灵活运用各类语句的目的。
二、实验器材
.机一台。
.综合实验开发系统中：
基本核心板模块、发光管显示模块、七段数码管模块、下载器、下载线、十针连接线根。
三、实验原理及内容
.设计含异步清和同步时钟使能的十进制加法计数器。
所谓同步或异步都是相对于时钟信号而言的，不依赖于时钟而有效的信号成为异步信号，否则成为同步信号。
.百进制加法计数器的设计方法可有多种。
可利用顺序语句直接进行设计，也可先设计十进制加法计数器，然后利用元件例化语句进行级联，还可以通过原理图方式进行顶层文件的设计。
同学可根据自己的设计习惯进行随意设计。
.设计中需要用到显示模块，实验室提供的显示模块类型较多，大家可以根据课程进度情况自行选择。
初期阶段建议选择如下形式：
利用七段数码管模块显示个位数，利用发光管显示模块显示十位。
四、实验步骤
.为百进制计数器工程设计建立文件夹，注意文件夹名不能用中文，且不可带空格，文件名必须与设计实体名一致。
.说明源程序中各语句的含义。
.对所设计的百进制加法计数器工程文件进行编译，排查错误。
.选择目标芯片。
.引脚锁定。
推荐锁定形式：
输出接口选择核心板上接口，与发光管模块相连显示计数器的高位，连接后，按照编码顺序进行引脚锁定（由高到低对应的发光管为，对应引脚为、、、、、、）。
输出接口选择核心板上的接口，与七段数码管模块连接，按照顺序进行引脚锁定（、、、、、、）。
复位信号可选择核心板上面的按键，对应引脚为。
时钟信号可选择引脚,用引线将此引脚与标准时钟信号源中的时钟相连，可任意选择时钟频率。
注：
输入输出接口可在核心板上十针接口中任意选择（白色接口除外），对应的引脚可在核心板上的引脚标注中查找。
.编程下载，观察硬件结果。
下载时请下载器形式请选择。
注：
如下载后硬件调试没有通过，需重新检查连接，如果修改后重新进行下载，请将下载界面中原有的*文件删除，重新加载一次，然后再下载。
.撰写实验报告册。
五、练习题
.设计百进制减法计数器。
.设计十进制加减计数器。
实验六状态机对的采样控制电路实现
一、实验目的
.熟练掌握状态机设计方法。
.全面掌握时序电路仿真分析方法。
二、实验器材
.机一台
.综合实验开发系统中：
基本核心板模块、模数转换模块模块、七段数码管显示模块、下载器、下载线、十针连接线根。
三、实验原理及内容
.是的位转换器，片内有路模拟开关，可控制个模拟量中的一个进入转换器中。
的分辨率为位，转换时间约，含锁存控制的路多路开关，输出有三态缓冲器控制，单电源供电。
.主要控制信号说明：
如图所示，是转换启动信号，高电平有效；是位通道选择地址（、、）信号的锁存信号。
当模拟量送至某一输入端（如或等），由位地址信号选择，而地址信号由锁存；是转换情况状态信号（类似于的），当启动转换约后，产生一个负脉冲，以示转换结束；在的上升沿后，若使输出使能信号为高电平，则控制打开三态缓冲器，把转换好的位数据结果输至数据总线。
至此的一次转换结束了。
图的工作时序
部分参考实验源程序：
;
;
（:
（）;
:
;
,,:
;
:
（））;
;
（,,,）;定义各状态子类型
:
;
:
（）;
:
;
<'';
（）规定各状态转换方式
><''<''<''<''<;
><''<''<''<''<启动采样信号
><''<''<''<'';
（''）<;表明转换结束
<;转换结束未结束，继续等待
;
><''<''<''<''<;开启
><''<''<''<''<;开启数据锁存信号
><''<''<''<''<;
;
;
（）
''<;
'''<;
;
;
（）
'''<;
;
;
<;
;
.测试步骤：
建议引脚锁定为
（）输入引脚锁定。
状态机时钟接（与标准时钟信号源中引脚相连）；时钟与标准时钟信号源中的引脚相连；复位信号与相连；数据输入[]的链接方法为将核板上的接口与数模转换模块上的接口相连。
（）输出引脚锁定。
数模转换模块上的接口中的接，接，接，接，，接（和都接），的位输出数据线接段数码管显示模块。
此部分的锁定请参考计数器设计的相关实验。
.模拟数据输入可通过改变模数转换模块中的旋钮改变。
四．实验步骤
.为需要设计的工程设计建立文件夹，注意文件夹名不能用中文，且不可带空格，文件名必须与设计实体名一致。
.说明源程序中各语句的含义。
.对所设计的采样控制电路工程文件进行编译，排查错误。
.选择目标芯片。
.引脚锁定，根据信号名与芯片引脚对照表查找。
.编程下载。
讲系统左下角的拨码开关、、向下拨，其余向上。
即使工作使能，及使能接收来自转换结束的信号。
.撰写实验报告册
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