北理工可編程邏輯器件實驗報告(共7頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 本科實驗報告實驗名稱： 可編程邏輯器件實驗報告 課程名稱：可編程邏輯器件實驗時間：任課教師：實驗地點：實驗教師：實驗類型： 原理驗證 綜合設(shè)計 自主創(chuàng)新學(xué)生姓名：學(xué)號/班級：組 號：學(xué) 院：同組搭檔：專 業(yè)：成 績：9999計數(shù)器一、實驗?zāi)康木幊虒崿F(xiàn)一個含清零功能9999計數(shù)器，并用7段數(shù)碼管顯示。二、實驗器材EPM7128STC100-15，計算機(jī)三、實驗過程（1）原理分析a、分頻要實現(xiàn)一個0-9999計數(shù)器，并且肉眼可觀，但是EPM7128STC100-15系統(tǒng)只有一個6M的時鐘，頻率太高，肉眼不可見，因此得用一個分頻器將系統(tǒng)時鐘降下來。本實驗用了6個74LS1

2、90 BCD計數(shù)器級聯(lián)，可實現(xiàn)分頻，從而將系統(tǒng)時鐘變?yōu)?HZ。b、計數(shù)系統(tǒng)分頻之后，接下來實現(xiàn)計數(shù)，仍然用74LS190 BCD計數(shù)器4個級聯(lián)實現(xiàn)09999的計數(shù)功能，將每個計數(shù)器的管腳輸出。c、掃描實驗要求用4個7段數(shù)碼管輸出，計數(shù)輸出是4個二進(jìn)制數(shù)，因此本步驟的功能是將每個二進(jìn)制數(shù)對應(yīng)于一個7段數(shù)碼管，再把單片機(jī)系統(tǒng)的時鐘（6M Hz）作為掃描的時鐘，從而實現(xiàn)4個7段數(shù)碼管同步顯示。d、譯碼計數(shù)輸出的是00001001二進(jìn)制形式的數(shù)，而7段數(shù)碼管是abcdefg七段數(shù)碼管，要實現(xiàn)這兩個的連接，需要一個譯碼器，來將這四個數(shù)同步的顯示在七段數(shù)碼管上。（2）程序及圖形設(shè)計a、分頻和計數(shù) 圖形設(shè)計

3、如下：畫好上面的圖以后編譯后再將上面的設(shè)計為一整個芯片，如下圖所示：b、掃描 代碼：-*LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;-*ENTITY Scaner isPORT(rst: instd_logic;- System RSTclk: in std_logic;- System Clocka,b,c,d: instd_logic_vector(3 downto 0);o_data: outstd_logic_vector(3

4、downto 0);o_comm: outstd_logic_vector(3 downto 0)- disp bit ctrl);END Scaner;-*architecture action of Scaner istype s_type is(LED0,LED1,LED2,LED3);signal s_LED : s_type; - State Signal Declarebeginprocess(clk,rst)beginif rst = '0' theno_comm<= "1111"o_data<= "1111"s

5、_LED<= LED0;elsif clk'Event and clk = '1' thencase s_LED is- enter the state of LED when it beginwhen LED0 =>o_comm<= "1110"o_data<= d;s_LED<= LED1;when LED1 =>o_comm<= "1101"o_data<= c;s_LED<= LED2;when LED2 =>o_comm<= "1011"

6、;o_data<= b;s_LED<= LED3;when LED3 =>o_comm<= "0111"o_data<= a;s_LED<= LED0;when others =>s_LED<= LED0;o_comm<= "1111"end case;end if;end process; -/end action;同理，畫好上面的圖以后編譯后再將上面的設(shè)計為一整個芯片，如下圖所示：c、譯碼 源代碼：-*LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEE

7、E.STD_LOGIC_ARITH.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;-*ENTITY encoder isPORT(i_data: instd_logic_vector(3 downto 0);- System Data Bus(in)i_rst: instd_logic;- System RSTo_code: out std_logic_vector(7 downto 0)- LED SEGCODE );END encoder;-*architecture behavior of encoder isbeginprocess (i_rst,i_data

8、)beginif i_rst = '0' then-Reset Stateo_code<= ""elsecase i_data iswhen "0000" =>o_code<=""when "0001" =>o_code<=""when "0010" =>o_code<=""when "0011" =>o_code<=""when "01

9、00"=>o_code<=""when "0101"=>o_code<=""when "0110" =>o_code<=""when "0111" =>o_code<=""when "1000" =>o_code<=""when "1001" =>o_code<=""when others=>

10、;o_code<= "" end case;end if;end process; end behavior;同理，畫好上面的圖以后編譯后再將上面的設(shè)計為一整個芯片，如下圖所示：（3）模塊的連接打開一個新的圖形編輯窗口，用剛剛設(shè)計的芯片設(shè)計電路，如下圖：（4）管腳的分配將設(shè)計好的電路分配到單片機(jī)的管腳上，具體分配如下：名稱 管腳號rst 89 clk 87o_coad0 75o_coad1 72o_coad2 71o_coad3 70o_coad4 69o_coad5 68o_coad6 67o_coad7 65o_comm0 61o_comm1 63o_comm2

11、64o_comm3 77（5）燒程序打開Quartus II Programmer ，選擇pof文件打開，燒入單片機(jī)，具體界面如下圖： 觀察結(jié)果。四、實驗結(jié)果及問題分析a、實驗結(jié)果：燒好板子之后，可以看到板子上的7段數(shù)碼管從0開始計數(shù)。b、問題分析：第一次燒進(jìn)之后板子開始計數(shù)，但是顯示的數(shù)不是09依次計數(shù)，而是比較亂，并且現(xiàn)實的數(shù)不是09之間的某一個數(shù)，像是亂碼，查看譯碼器之后確定譯碼器沒有問題，各個對應(yīng)的數(shù)都正確。最后檢查到計數(shù)器和掃描器之間的時候，發(fā)現(xiàn)計數(shù)器后面括號中是從小到大，也就是說MSB是最右邊的一位，而掃描器括號中是從大到小，也就是說MSB是最左邊的一位。意識到把計數(shù)的大小順序弄錯之后，再修改了之后，計數(shù)器正常運行。五、心得體會這學(xué)期本