?？勺冇?jì)數(shù)器eda

1、學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 專業(yè)班級(jí)： 實(shí)驗(yàn)類型： 驗(yàn)證 綜合 設(shè)計(jì) 創(chuàng)新 實(shí)驗(yàn)日期：實(shí)驗(yàn)成績： 實(shí)驗(yàn)二 ?？勺冇?jì)數(shù)器設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）進(jìn)一步熟悉和掌握Quartus II軟件的各模塊功能和使用方法；（2）學(xué)習(xí)靜態(tài)數(shù)碼管的輸出方法；（3）加深對(duì)VHDL語言的了解，熟悉VHDL 語言的語法特點(diǎn)，深刻了解Quartys II仿真中出現(xiàn)的各種問題并能加以解決。二、實(shí)驗(yàn)要求學(xué)習(xí)多層次設(shè)計(jì)方法，設(shè)置一位控制位M，要求M=0：模23計(jì)數(shù)；M=1：模109計(jì)數(shù)；計(jì)數(shù)結(jié)果用靜態(tài)數(shù)碼管顯示。三、設(shè)計(jì)原理（1）由于實(shí)驗(yàn)要求是設(shè)計(jì)模可變的計(jì)數(shù)器，故可設(shè)置一個(gè)控制位M，讓其在二進(jìn)制變化時(shí)相應(yīng)的控制模變來進(jìn)行計(jì)數(shù)。（2）

2、由?？刂莆贿M(jìn)行計(jì)數(shù)中可以設(shè)置兩個(gè)變量進(jìn)行實(shí)體計(jì)數(shù)中的操作,而且實(shí)體程序中用BCD碼進(jìn)行計(jì)數(shù)，而在數(shù)碼管中則顯示十進(jìn)制數(shù)，故這就要考慮到十進(jìn)制計(jì)數(shù)與十六進(jìn)制計(jì)數(shù)時(shí)在進(jìn)位溢出時(shí)的差異，具體情況看下面程序部分。（3）參考書上P89頁的例4-22可以把除計(jì)數(shù)部分的程序基本確定，只是需要改動(dòng)部分即可，而計(jì)數(shù)部分則要注意十進(jìn)制計(jì)數(shù)與十六進(jìn)制計(jì)數(shù)的區(qū)別了。實(shí)驗(yàn)程序如下（-實(shí)用程序來自于書P89的例4-22加上自己的改動(dòng)和同學(xué)討論）LIBRARY IEEE ;ENTITY count ISPORT (CLK,RST,en,M : IN STD_LOGIC; -輸入信號(hào)端口CQ: OUT STD_LOGIC_V

3、ECTOR (11 DOWNTO 0 ; -計(jì)數(shù)值輸出端口COUT :OUT STD_LOGIC; -計(jì)數(shù)達(dá)到模值時(shí)進(jìn)位標(biāo)志位END ENTITY count;ARCHITECTURE one OF count ISBEGIN PROCESS (CLK,RST,en,MVARIABLE CQI :STD_LOGIC_VECTOR (11 DOWNTO 0 ;VARIABLE mode :STD_LOGIC_VECTOR (11 DOWNTO 0 ;BEGINIF M='0' THEN mode := "000000100010" -M=0時(shí)，模23計(jì)數(shù)器EL

4、SIF M='1' THEN mode := "000100001000" -M=1時(shí)，模109計(jì)數(shù)器END IF;IF RST='1' THEN CQI := (OTHERS => '0' ; -復(fù)位鍵RET，高電平復(fù)位ELSIF CLK'EVENT AND CLK ='1' THENIF en ='1' THENIF CQI ELSIF CQI -計(jì)數(shù)到99時(shí)，100轉(zhuǎn)換為BCD碼加103ELSIF CQI(3 DOWNTO 0 = "1001" THEN

5、CQI := CQI + “0111”; -計(jì)數(shù)到9時(shí)，10轉(zhuǎn)換為BCD碼加7ELSE CQI:=(OTHERS =>'0'END IF;END IF;END IF;IF CQI = mode THEN COUT <= '1'ELSE COUT <= '0'END IF;CQ <= CQI;END PROCESS;END ARCHITECTURE one;四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備PC機(jī)一臺(tái) ，Quartus II軟件一套，EDA實(shí)驗(yàn)箱一個(gè)五、實(shí)驗(yàn)步驟1.建立文件夾，然后把上述實(shí)用程序輸入新建的VHDL File的窗口中并命名count

6、存于上述文件夾中；2.選擇目標(biāo)文件進(jìn)行編譯調(diào)試；3.建立仿真波形文件，進(jìn)而進(jìn)行仿真，得到仿真波形；en=0，不計(jì)數(shù)，保持當(dāng)前值4. 鎖定引腳如下： CLK79,RST53,en54,M55,COUT208,CQ0172, CQ1173, CQ2174, CQ3175, CQ4176, CQ5177, CQ6179, CQ7180, CQ8186, CQ9187, CQ10189, CQ11190 ； 5.編程下載并進(jìn)行硬件測(cè)試；6.對(duì)下載結(jié)果和硬件測(cè)試結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。六、仿真結(jié)果仿真波形1及其分析結(jié)果：M由01時(shí)繼續(xù)計(jì)數(shù)RST=1，復(fù)位不計(jì)數(shù)RST=0，不計(jì)數(shù) CQI=mode時(shí)，COUT=1M

7、由10時(shí)，視情況而定，看是清零還是繼續(xù)計(jì)數(shù)，這里是繼續(xù)計(jì)數(shù)仿真波形2及其分析結(jié)果：仿真波形3及其分析結(jié)果：M由10時(shí)，清零后再計(jì)數(shù) 七、測(cè)試及驗(yàn)證結(jié)果當(dāng)M接低電平時(shí)，數(shù)碼管顯示的是022的循環(huán)；當(dāng)M接高電平時(shí)，數(shù)碼管顯示的是0108的循環(huán)；當(dāng)RST，en按照上述程序操作的時(shí)候，結(jié)果與程序描述的一樣。八、實(shí)驗(yàn)小結(jié)在預(yù)習(xí)編寫該實(shí)驗(yàn)程序時(shí)，出現(xiàn)了一個(gè)語言結(jié)構(gòu)的問題就是把程序中的計(jì)數(shù)部分寫成下面這情況：IF en ='1' THEN IF CQI <mode THEN IF CQI (3 DOWNTO 0 < 9 THEN CQI := CQI + 1;ELSIF CQI(

8、3 DOWNTO 0 = 9 THEN CQI := CQI +7;IF CQI(7 DOWNTO 0 = "10011001" THEN CQI := CQI + "000001100111"END IF;END IF;ELSE CQ1:=(OTHERS =>'0'結(jié)果就是仿真波形出現(xiàn)了bug，在模109計(jì)數(shù)的時(shí)候，當(dāng)計(jì)數(shù)到99的時(shí)候下一位出現(xiàn)的是A0然后再是100，也就是說是多了個(gè)A0，后來和同學(xué)討論之后把上述計(jì)數(shù)程序改成設(shè)計(jì)原理中的那個(gè)計(jì)數(shù)部分的程序，結(jié)果就正確了。通過本實(shí)驗(yàn)，加深了對(duì)VHDL語言的應(yīng)用，以及加強(qiáng)了對(duì)EDA實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的各種問題的解決方法，熟悉了EDA實(shí)驗(yàn)箱各模塊的元件及對(duì)實(shí)