1、库声明:实现库的调用,具体调用的是程序包中的内容Library 库名;use 库名.程序包名.项目名; 实体:描述电路的外部特性,即电路的输入与输出 描述此设计功能输入输出端口(Port) 在层次化设计时,Port为模块之间的接口 在芯片级,则代表具体芯片的管脚Entity eqcomp4 is port(a, b: in std_logic_vector(3 downto 0); equal:out std_logic );end eqcomp4;结构:描述电路内部实现的功能;描述实体的行为结构体有三种描述方式 行为描述(behavioral) 数据流描述(dataflow) 结构化描述(s
2、tructuralVHDL允许一个实体对应多种结构。VHDL中的进程、信号、变量进程语句:进程语句由顺序语句组成,但其本身却是并行语句。进程语句分带敏感信号参数表格式和不带敏感信号参数表格式两种。 带敏感信号参数表的PROCESS语句格式为: 进程标号: PROCESS (敏感信号参数表) IS 进程声明部分 BEGIN 顺序语句; END PROCESS 进程标号;不带敏感信号参数表的PROCESS语句格式为: PROCESS IS WAIT语句;END PROCESS 进程标号;信号 作为一种数值容器,不仅可容纳当前值,也可保存历史值。 信号类似于连接线,可以作为设计实体中各并行语句模块间
3、的信息交流通道。 在结构体声明后才能使用。 信号的数据传入不是即时的,即目标信号需要一定延迟时间,才能接收到源信号的数据。 在进程中只能将信号列入敏感表,而不能将变量列入 信号声明格式 SIGNAL 信号名:数据类型 约束条件:=表达式 信号赋值格式 目标信号名信号举例:LIBRARY ieee;USE ieee.std_logic_1164.all;ENTITY simp_25_26 ISPORT(a,b,c,d:IN Std_LOgic; g:OUT Std_Logic);END simp_25_26;ARCHITECTURE logic OF simp_25_26 IS SIGNAL e
4、,f:std_logic;BEGINe=a or b; f=not(c or d); g=e and f;END logic;变量 局部量 只用于进程、函数和子程序 不能将信息带出对它定义的当前设计单元 变量赋值立即有效,不存在任何延时。 变量声明格式 VARIABLE 变量名:数据类型 约束条件 := 表达式 变量赋值格式 目标变量名 :信号与变量的区别:基本用法用于作为电路中的信号连线用于作为进程中局部数据存储单元适用范围在整个结构体内的任何地方都能适用在进程、过程、函数中使用 行为特性信号的数据传入不是立即的立即赋值,其值可立即使用赋值符号= :第二章 并行语句、顺序语句并行语句并行语句
5、在VHDL与传统的计算机编程语言的区别中,是最具有特色的语句结构。在VHDL中,并行语句有多种语句结构,各种并行语句在结构体的执行是同步的,或者说是并行运行的,其执行方式与语句书写的循序无关。在执行中,并行语句之间可以有信息往来,也可以互相独立。并行语句主要有并行信号赋值语句进程语句块语句条件信号赋值语句元件例化语句生成语句和并行过程调用语句7种。这些语句在一个结构体中不必同时存在,每一个语句模块都可以独立进行,并可以用信号来交换信息。如此题例子,就是一个选择信号赋值语句,其格式为:WITH 选择表达式 SELECT 赋值目标信号 = 表达式WHEN 选择值, 表达式WHEN 选择值, 【表达
6、式 WHEN OTHERS】;顺序语句:每一条顺序语句的执行顺序是与它们的书写顺序是一样的顺序语句只能出现在进程,函数和过程中顺序语句包括:赋值语句,流程控制语句,等待语句,子程序调用语句,返回语句,空操作语句进程语句举例:循序语句: 循序语句与并行语句都是VHDL的基本描述语句。在数字逻辑电路系统的设计中,这些语句从多侧面完整描述了系统硬件结构和基本逻辑功能。 循序语句只能出现在进程(PROCESS),过程(PROCEDURE)和函数(FUNCTION)中,其特点与传统的计算机编程预言类似,按程序书写的循序自上而下,一条一条地执行。利用循序语句可以描述数字逻辑电路和时序逻辑电路。VHDL的循
7、序语句有赋值语句,流程控制语句,WAIT语句,断言语句,空操作语句和子程序调用语句共6条。双向口: 在VHDL中,双向口,指的也就是一个三态门电路。三态门电路是一种重要的总线接口电路。三态,指的是它的输出既可能是一般二值逻辑电路的正常的状态,也可以保持特有的高阻抗状态。处于高阻态时,其输出相当于断开状态,没有任何逻辑控制功能。Loop 语句: Loop是循环语句,它可以使一组顺序语句重复使用,执行的次数由设定的循环参数确定,loop语句有三种格式,每种格式都可以用“标号”来给定语句定位,但也可以不使用,因此,用方括号将“标号”括起来,表示任意项。 其三种格式:FOR_LOOP语句: 标号:Fo
8、r循环变量 IN 范围 LOOP 顺序语句组; END Loop标号;WHILE_LOOP语句: 标号:WHILE 循环控制条件 LOOP 循环语句; END LOOP标号;单个LOOP语句: loop顺序语句;END LOOP标号;数字时钟设计的基本任务: 基本功能 以数字形式显示时、分、秒的时间; 小时计数器为同步24进制; 要求手动校时、校分。 扩展功能 仿广播电台正点报时; 自动报整点时数。 任意时刻闹钟; 小时显示(12/24)切换电路 驱动8个二极管作为背景灯 秒表 闹钟的实现原理图:实现100进制的秒表计数器的波形图:实现60进制的分钟计数器的波形图:实现24进制的小时计数器的波
9、形图:数字时钟的接线图:最后将编写的程序下载到硬件中进行验证,其中的管脚分配如下:信号输入端: Clr 8 en 9 tf 10 ts 12 dtf 13 dts 17 kg 18 sel 19 信号输出端: mg 30 31 32 33 ms 36 37 38 39 fg 41 42 65 67fs 68 69 70 72 sg 73 78 79 80 ss 81 82 83 86 speaker 99 时钟输入信号:Clk 54 clk 56 clk 124在装置上模拟时,各按键的功能为:按键1 启动时钟按键2 暂停时钟按键3 调分钟按键4 调时钟按键5 定时调分按键6 定时调时按键7 闹
10、钟开启按键8 实现秒表,调闹钟,显示时钟之间的转换经过检验,模拟时能实现如下功能:1. 能够整点报时,报时一声2. 能够实现秒表功能3. 能够定时,设置闹钟,报时五声电路设计的最终目的是为了设计出电子产品,而电子产品的物理结构是通过印刷电路板来实现的。Protel 199为设计者提供了一个完整的电路板设计环境,使电路设计更加方便有效。应用Protel 199设计印刷电路板过程如下:(1)启动印刷电路板设计服务器(2)规划电路板(3)设置参数(4)装入元件封装库(5)装入网络表 (6)元器件布局 (7)自动布线(8)进行比较经过每周三小时共八周的CPLD及电子CAD的学习,掌握了一种新的编程语言
11、VHDL,并学会了使用Max+plus这款软件的基本使用,完成了数字钟综合设计。在编程的过程中,学会运用根据实验电路结构图NO5,查找结构图信号与芯片引脚对照编号,实现编程下载。学习的主要内容大致可概括有:信号与变量的差别,并行处理的优点、数字钟综合设计,包括电路的工作原理、程序、仿真波形,还有就是应用Protel 199设计印刷电路板。其中程序的编译和调试占有很大的比重。我们知道学习新的知识不可能一帆风顺的,在这次的学习过程中也遇到了很多的问题,感谢老师的耐心的指导,才能使问题得到解决。现总结如下:1. 在编程过程中,文件名要与程序中的实体名保持一致,这样才能编译成功。在初学阶段,经常会遗忘
12、这一点,出现不必要的错误。2. 在选择程序进行编译的时候,一定要将程序置于文件当前项,这样才能编译成功,避免进入不必要的误区3. 编辑图形文件时,输入图形要删除原来建立的图形文件,这样才能正确的输入,若不这样,就会出现错误,无法完成4. 若输入的图形与文件编出的不相符,则需要更新后再输入,可选择部分更新图形选项,这样才能做的很好并且熟练地掌握了编程下载的方法,如下:1. 指定器件 assign/device 选择ACEX1K和EP1K30TC144-12. 编译生效max+plus/compiler3. 分配管脚max+plus/floorplan editor4. 编译生效max+plus/
13、compiler5. 打开装置的电源开关,调到模式56. 下载max+plus/programmer7. 载入下载文件JPEG/Multi-Device JPEG Chain Setup8. 删除无用的文件,选中后点delete9. 浏览文件后缀为.SOF,点add添加10. 点configure下载在学习的过程中,同组的两个同学互相合作,共同的完成了实验,让我知道了合作的重要性,同时也为以后的学习各种程序语言打下了坚实的基础,提供一种学习方法。也认识到了现代数字电路的设计相对于传统设计而言的优势,EDA技术依靠功能强大的电子计算机,在EDA工具软件平台上,对以硬件描述预言HDL为系统逻辑描述手段完成的设计文件,自动的完成逻辑编译,化简,分割,综合,优化,仿真,直到下载到可编程逻辑器件CPLD或专门集成电路芯片上,实现既定的电子设计功能。由EDA技术设计,使得电路设计者的工作量大大减少,提高了工作效率,缩短了设计周期,节约了设计成本。这门课程的学习无疑开拓了我们的视野,提高了自己的能力,也加强了我们的专业知识,相信在不久的将来,我们将运用所学的知识为社会创造价值,做出自己的贡献。
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