第一章EDA技术实验基础实验.docx

1、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

2、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

3、。.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

4、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

5、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

6、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

7、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

8、，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

9、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

10、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（

11、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

12、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

13、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

14、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

15、、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

16、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 , : ; : ( ); : ; ; () ; 表明转换结束 ; ; ; () ; ; ; ; () ; ; ; ; ;.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