16选1选择器数字逻辑课程设计.docx
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16选1选择器数字逻辑课程设计
课程设计报告
课程名称数字逻辑课程设计
课题任务一16选1选择器设计
课题任务二JK触发器的设计
专业网络工程
班级0901
学号01
姓名吴健剑
指导教师刘洞波邓作杰陈多
2011年01月09日
课程设计任务书
课程名称数字逻辑课程设计
课题任务一16选1选择器设计
课题任务二JK触发器的设计
专业班级网络工程
学生姓名0901
学号01
指导老师刘洞波邓作杰陈多
审批
任务书下达日期：
2011年01月09日
任务完成日期：
2011年01月21日
目录
一、16选1选择器的功能...................................
1．函数真值表.............................................
2．函数电路图.............................................
3．函数表达式.............................................
二、详细设计..............................................
1．创建项目................................................
2．VHDL文本设计语言输入...................................
3．编译功能界面............................................
4．编译成功................................................
5.打开波形编辑器窗口.......................................
6.对应结点查找..............................................
7.综合编译形成网表..........................................
三、程序功能调试............................................
1．进入波形仿真功能.........................................
2．给定输入信号.............................................
3．进行时序仿真.............................................
4．生成波形图...............................................
四、心得体会...............................................
------------------------------------------------------------------
一、JK触发器的主要功能....................................
1．特性方程................................................
2．真植表..................................................
3．函数逻辑电路图..........................................
二、详细设计.................................................
1．创建项目..........................................
2．输入文本语言程序进行编译.................................
3．编译成功，选择波形编辑器功能.............................
4．进行仿真设置.............................................
5．查找对应结点............................................
6．形成综合后网表...........................................
三、程序功能调试............................................
1．给定输入.................................................
2．进入波形仿真.............................................
3．形成仿真波形.............................................
四、心得体会................................................
五、附录...................................................
1．16选1选择器设计源代码..................................
2．JK触发器设计源代码......................................
3．参考书目................................................
4．课程设计评分表..........................................
一、16选1选择器的主要功能
数据选择器是常用的组合逻辑部件之一。
它由组合逻辑电路对数字信号进行控制来完成比较复杂的逻辑功能。
它有若干个数据输入端D0、D1、....，若干个控制输入端A0、A1，......和一个输出端Y0。
数据选择是指经过选择，把多个通道的数据传送到唯一的公共数据通道上去。
它的功能相当于一个多个输入的单刀多掷开关.因此数据选择器又称多路转换器或多路开关。
数据选择器（MUX）的逻辑功能是在控制输入端加上适当的信号，既可从多个输入数据源中讲所需的数据信号选择出来，送到输出端。
1.函数真值表
输入
输出
A
B
C
D
E
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
0
0
1
1
0
1
0
0
0
1
0
1
0
1
1
0
0
1
1
1
1
0
0
0
1
0
0
1
1
0
1
0
1
1
0
0
1
0
1
1
1
1
0
1
1
1
1
0
1
1
1
1
说明：
A,B,C,D为输入地址；E为输出端
2.函数电路图
3.函数表达式
E=
+
+
+
+
+
二、详细设计
1.工程管理,进入quartus||界面，创建项目
2.VHDL文本语言设计输入
3.编译功能界面
4.编译成功
5.打开波形编辑器窗口
6.对应结点查找
7.综合编译，形成综合编译后网表
三、程序功能调试
1.进入波形仿真功能
2.给定输入信号
3.进行时序仿真
4.形成波形图
四、心得体会总结
短短一周的EDA课程设计已经接近尾声了，从得知课设题目，查阅资料，到研究出总体设计，详细设计，然后编写程序，再到最后的上机调试，修改程序，完善程序，收获颇多。
16选1选择器的设计已全部完成，能够完成预期的功能，在本课题的设计中体现了VHDL覆盖面广，描述能力强，是一个多层次的硬件描述语言及PLD器件速度快，使用方便，便于修改等特点。
由于时间有限和经验是平的欠缺，不足之处还望老师予以指正。
在这一周里我们再次熟悉和增强了对VHDL语言的基本知识，熟悉利用VHDL语言对常用的的组合逻辑电路和时序逻辑电路编程，把编程和实际结合起来。
VHDL硬件描述语言打破了硬件和软件设计人员之间互不干涉的界限，可以使用语言的形式来进行数字系统的硬件结构、行为的描述，直接设计数字电路硬件系统。
通过编程、下载后，该芯片已经具备了原来需要使用复杂的数字电路实现的功能；更加了解和加深了对编制和调试程序的技巧，进一步提高了上机动手能力，培养了使用设计综合电路的能力，养成了提供文档资料的习惯和规范编程的思想。
本次的课程设计将各个单一的模块实现其功能后，学会通过原理图或顶层文件把各模块连接。
课设注重的不仅是把理论知识巩固，而且应把理论和实际相结合，把知识应用到生活中。
课设时间不长，要在短时间内完成绝非个人力量能达到的，要学会集众人之精华，还要善于利用已有的工具为己服务，开拓思维。
课设让我们认识到所学本科知识的真正实用性，只是这门课开始研究的第一步。
一、JK触发器的主要功能
JK触发器是数字电路触发器中的一种电路单元。
JK触发器具有置0、置1、保持和翻转功能，在各类集成触发器中，JK触发器的功能最为齐全。
在实际应用中，它不仅有很强的通用性，而且能灵活地转换其他类型的触发器。
由JK触发器可以构成D触发器和T触发器。
1.特性方程
2.真值表
CP
J
K
0
x
x
0
0
0
x
x
1
1
1
0
0
0
0
1
0
0
1
1
1
0
1
0
0
1
0
1
1
0
1
1
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
0
3.逻辑电路图
二、详细设计
1.新建工程管理
2.输入文本语言程序进行编译
3.编译成功，选择波形编辑器功能
4.对应结点
5.形成综合编译后网表
三、进行程序仿真调试
1.给定输入信号
2.波形仿真测试成功
3.生成波形图
四、心得体会总结
成了16选1选择器的电路设计之后，便开始了JK触发器的课题设计，因为前一个课设的完成，使我对于QUARTUS软件的使用有了一定的了解，所以在这个实验设计的时候也轻松了很多。
在完成JK触发器的课设时，我只要参看书本上的JK触发器的设计思路完成源代码的编写即可，然后就是上机测试编写的程序，结果在测试时，出现了错误，但是在老师和同学的帮助下，我终于解决了它，然后编译、仿真。
虽然第二个课设没有花费很多的时间，但是我还是发现，在实际设计中，仅仅拥有书本上的理论性知识是远远不够的，还要把知识与实际操作相结合，才能更加了解这门课程的精奥之处。
课程设计结束了，但是从中学到的知识会让我受益终身。
发现、提出、分析、解决问题和实践能力的提高都会受益于我在以后的学习、工作和生活中。
在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。
本次实验我对一些基本操作有了更好的掌握，对于数字逻辑电路的设计也有了更深刻的理解。
本次实验老师都是要求独立完成。
在这一点上很好的锻炼了我们的独立完成设计的能力。
这是一次有意义实验。
实验过程中我们遇到了很多困难然后再自己的努力下克服困难，让我们体会到的不仅是实验课程设计的乐趣，更让我们学会了怎样面对困难。
我想自己在计算机方面的知识还远远不够，在今后的学习和生活中我会更加努力的不断学习吸取新的知识，注重知识和实践的结合。
最后，我们衷心的感谢课设期间一直指导和陪伴着我们的老师。
五、附录
1.16选1选择器源代码：
libraryieee;
useieee.std_logic_1164.all;
useieee.std_logic_unsigned.all;
--*****************************************
entitylesson8is
port（a:
instd_logic_vector（15downto0）;
sw:
instd_logic_vector（3downto0）;
ena:
instd_logic;
y:
outstd_logic）;
endlesson8;
--******************************************
architectureoneoflesson8is
begin
process（ena,sw）
begin
ifena='1'then
caseswis
when"0000"=>y<=a（0）;
when"0001"=>y<=a
（1）;
when"0010"=>y<=a
（2）;
when"0011"=>y<=a（3）;
when"0100"=>y<=a（4）;
when"0101"=>y<=a（5）;
when"0110"=>y<=a（6）;
when"0111"=>y<=a（7）;
when"1000"=>y<=a（8）;
when"1001"=>y<=a（9）;
when"1010"=>y<=a（10）;
when"1011"=>y<=a（11）;
when"1100"=>y<=a（12）;
when"1101"=>y<=a（13）;
when"1110"=>y<=a（14）;
when"1111"=>y<=a（15）;
whenothers=>y<='X';
endcase;
endif;
endprocess;
endarchitectureone;
2.JK触发器源代码：
libraryieee;
useieee.std_logic_1164.all;
useieee.std_logic_unsigned.all;
entityjkis
port（
j,k:
instd_logic;
reset,clr:
instd_logic;
clk:
instd_logic;
Q,QN:
outstd_logic）;
endjk;
architecturebehaveofjkis
signalQ1,Q2:
std_logic;
begin
process（reset,clr,clk,j,k）
begin
if（reset='0'）then
Q1<='1';
Q2<='0';
elsif（clr='0'）then
Q1<='0';
Q2<='1';
elsif（clk'eventandclk='1'）then
if（j='0'andk='0'）then
Q1<=Q1;Q2<=Q2;
elsif（j='0'andk='1'）then
Q1<='0';Q2<='1';
elsif（j='1'andk='0'）then
Q1<='1';Q2<='0';
elsif（j='1'andk='1'）then
Q1<=notQ1;Q2<=notQ2;
endif;
endif;
endprocess;
Q<=Q1;QN<=Q2;
endbehave;
参考书目
1
EDA技术与VHDL程序开发基础教程
雷伏容,李俊,尹霞
清华大学出版社
978-7-302-22416-7
2010
TP312VH/36
2
VHDL电路设计技术
王道宪贺名臣_刘伟
国防工业出版社
7-118-03352-9
2004
TN702/62
3
VHDL实用技术
潘松,王国栋
7-81065
7-81065-290-7
2000
TP312VH/1
4
VHDL语言100例详解
北京理工大学ASIC研究所
7-900625
7-900625-02-X
1999
TP312VH/3
5
VHDL编程与仿真
王毅平等
人民邮电出版社
7-115-08641-9
2000
73.9621/W38V
6
VHDL程序设计教程
邢建平_曾繁泰
清华大学出版社
7-302-11652-0
2005
TP312VH/27/3
7
VHDL电路设计
雷伏容
清华大学出版社
7-302-14226-2
2006
TN702/185
计算机与通信学院课程设计评分表
课题名称：
任务一16选1选择器设计
任务二JK触发器的设计
项目
评价
设计方案的合理性与创造性
设计与调试结果
设计说明书的质量
答辩陈述与回答问题情况
课程设计周表现情况
综合成绩
教师签名：
日期：
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