1、fpga触发器与计数器实验报告上海电力学院FPGA应用开发实验报告 实验名称: 触发器与计数器 专 业: 电子科学与技术 姓 名: 班 级: 学 号: 1.触发器功能的模拟实现实验目的:1 掌握触发器功能的测试方法。2 掌握基本RS触发器的组成及工作原理。3 掌握集成JK触发器和D触发器的逻辑功能及触发方式。4 掌握几种主要触发器之间相互转换的方法。5 通过实验,体会EPLD芯片的高集成度和多I/O口。实验说明:将基本RS触发器,同步RS触发器,集成J-K触发器,D触发器同时集一个FPGA芯片中模拟其功能,并研究其相互转化的方法。实验的具体实现要连线测试,实验原理如图所示:2.计数器 在VHD
2、L中,可以用QMegaWizard Plug-In Manager命令,打开如下图所示的对话框。 第2步:直接单击Next按钮,出现如下图所示的对话框。如图所示,在左边的选择框中选择“LPM_COUNTER”,在输出文件类型单选框中选中“VHDL”,并输入文件名为“counter_lpm”。 第3步:完成设置后直接单击Next按钮,打开如下图所示的对话框。在输出位数的下拉框中选择“8 bits”,在计数方向的单选框中选中“Up only”。这个设置表示生成的计数器是8位加法计数器。第4步:独立设计模为七的计数器 第4步:单击Next按钮后,出现如下图所示的对话框。在该对话框中选择添加额外的端口
3、,在这里选中“Count Enable”选项,表示添加了一个计数使能端口,此时在左边的图形符号中可以看到多了一个“cnt_en”的引脚。 第5步:单击Next按钮,打开如下图所示的下一个对话框。在同步输入(Synchronous inputs)处选择“Load”,在异步输入(Asynchronous inputs)处选择“Clear”。表示在计数器中添加了一个同步置数端和一个异步清0端,在左边的图形符号中可以看到又添加了一个aclr、sload和用于置数用的data7.0。 第6步:继续单击Next按钮直到结束为止。到此即完成了一个8位计数器的设计,同时生成了一个VHDL文件此。 第7步:接着
4、需要将生成的文件添加到项目中,如下图所示,在项目浏览器窗口中,右击“Device Design Files”,在下拉菜单中选择“Add/Remove Files in Project”命令。 第8步:选择添加文件命令后,打开如下图所示的对话框。在“File name”处可直接输入将添加的文件名,或通过点击右边的 浏览按钮,打开浏览窗口,选择需要添加的文件。然后点击右边的Add按钮,即完成。 第9步:将设定为顶层设计文件,进行语法检查后,执行与方法一相同的操作即可。 3.时钟电路 利用上面设计好的计数器和分频器设计一个实时的时钟。一共需要1个模24计数器、2个模6计数器、2个模10计数器、一个生
5、成1Hz的分频器和6个数码管解码器。最终用HEX5HEX4显示小时(023),用HEX3HEX2显示分钟(059),用HEX1HEX0显示秒钟(059)。 具体步骤如下:第1步:新建一个QuartusII工程,将其命名为Clockcircut。第2步:建立各功能模块(计数器、分频器及7段数码管)的VHDL文件,并分别将它们设置成顶层文件,进行编译和仿真。(1)模为24的计数器VHDL代码:(2)模为6的计数器VHDL代码:(3)模为10的计数器VHDL代码:(4)7段数码管的VHDL代码:(5)50M分频的分频器VHDL代码:第3步:语法检查通过后直接生成符号。 第4步:采用图形编辑器,将几个模块连接起来构成一个时钟。 第5步:将原理图保存为,并进行语法分析,确定无误后在进行引脚分配。第6步:锁定引脚以后,对项目进行全编译,然后下载到开发板上观察实验现象。
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