哈工大數(shù)電大作業(yè)

1、Harbin Institute of Technology數(shù)字電子技術基礎大作業(yè)課程名稱： 數(shù)字電子技術基礎 設計題目： 血型與狀態(tài)機 院 系：班 級： 設 計 者： 學 號： 哈爾濱工業(yè)大學血型邏輯電路設計一 實驗目的1. 掌握采用可編程邏輯器件實現(xiàn)數(shù)字電路與系統(tǒng)的方法。2. 掌握采用Xilinx_ISE軟件開發(fā)可編程邏輯器件的過程。3. 學會設計血型能否輸血的數(shù)字電路。4. 掌握Verilog HDL描述數(shù)字邏輯電路與系統(tǒng)的方法。二 設計要求1. 采用BASYS2開發(fā)板開關，LED，數(shù)碼管等制作驗證能否輸血的電路。2. 采用Xilinx_ISE軟件進行編程、仿真與下載設計到BASYS2開

2、發(fā)板。三 電路圖1. 電路模塊圖（簡化）應用：2. 內部電路組成（簡化）四 編程1.源程序module xuexing(M, N, P, Q, E,F,G,OUT,CTL,clk,bi);input M; input N; input P; input Q;input clk; output E;output3:0 F;output3:0 G;output7:0 OUT;output3:0 CTL; reg E;reg3:0 F;reg3:0 G;reg7:0 OUT;reg7:0 OUT1;reg7:0 OUT2;reg7:0 OUT3;reg7:0 OUT4;reg3:0 CTL=4

3、9;b1110;output bi;reg bi;integer clk_cnt;reg clk_400Hz;always (posedge clk)/400Hz掃描信號if(clk_cnt=32'd100000)begin clk_cnt <= 1'b0;clk_400Hz <= clk_400Hz;endelseclk_cnt <= clk_cnt + 1'b1;/位控制reg clk_1Hz;integer clk_1Hz_cnt; /1Hz發(fā)聲信號always (posedge clk)if(clk_1Hz_cnt=32'd250000

4、00-1)begin clk_1Hz_cnt <= 1'b0;clk_1Hz <= clk_1Hz;endelseclk_1Hz_cnt <= clk_1Hz_cnt + 1'b1;always (posedge clk_400Hz)CTL <= CTL2:0,CTL3;/段控制always (CTL)case(CTL)4'b0111:OUT=OUT1;4'b1011:OUT=OUT2;4'b1101:OUT=OUT3;4'b1110:OUT=OUT4;default:OUT=4'hf;endcasealways

5、(M or N or P or Q)beginE=(P&Q)|(M&N)|(M&Q)|(N&P); /選擇能否輸血case(E)1:beginOUT1=8'b10001001;OUT2=8'b01100001;OUT3=8'b01001001;OUT4=8'b11111111;bi=clk_400Hz;end0:beginOUT1=8'b00010011;OUT2=8'b00000011;OUT3=8'b11111111;OUT4=8'b11111111;bi=clk_1Hz;endendcasee

6、ndalways (M or N or P or Q) /顯示輸入輸出血型beginif(M=1&&N=0)F=4'b1000;else if(M=0&&N=1)F=4'b0100;else if(M=1&&N=1)F=4'b0010;elseF=4'b0001;endalways (M or N or P or Q) /顯示輸入輸出血型beginif(P=1&&Q=0)G=4'b1000;else if(P=0&&Q=1)G=4'b0100;else if(P=1&

7、amp;&Q=1)G=4'b0010;elseG=4'b0001;endendmodule 2.管腳定義程序NET "M" LOC=N3;NET "N" LOC=E2;NET "P" LOC=L3;NET "Q" LOC=P11;NET "E" LOC=B2;NET "OUT7" LOC = L14;NET "OUT6" LOC = H12;NET "OUT5" LOC = N14;NET "OUT4&

8、quot; LOC = N11;NET "OUT3" LOC = P12;NET "OUT2" LOC = L13;NET "OUT1" LOC = M12;NET "OUT0" LOC = N13;NET "CTL3" LOC = K14;NET "CTL2" LOC = M13;NET "CTL1" LOC = J12;NET "CTL0" LOC = F12;NET "clk" LOC=B8;NET "

9、;F3" LOC=G1;NET "F2" LOC=P4;NET "F1" LOC=N4;NET "F0" LOC=N5;NET "G3" LOC=P6;NET "G2" LOC=P7;NET "G1" LOC=M11;NET "G0" LOC=M5;NET "bi" LOC=B6;五 仿真圖六 下載設計到BASYS2開發(fā)板與實物圖實物圖：附：程序流程：1.基本電路設計用MN表示輸入血型，PQ表示受血者血型其中10表示A型，01

10、表示B型，11表示AB型，00表示O型。用E表示能否輸血，1表示能，0表示不能。MNPQEMNPQE00001100000001110010001011010100111101110100011000010111101001100111000111111111則卡諾圖為：MN PQ00011110001000011100111111101001表達式為： 則設計一個四輸入一輸出的電路其邏輯電路圖為通過此電路圖，編寫程序，把輸入引腳定位到開關上，把輸出引腳定位到一個LED上便可以完成設計任務。2.項目創(chuàng)新（1）僅使用一個LED的亮與滅來表示能否輸血效果不明顯，為了加入一個更明顯顯示能否輸血的指示

11、，所以就用到了Basys2板子上自帶的數(shù)碼管，使其在能夠輸血時顯示yes，不能輸血時顯示no。觀察硬件電路圖發(fā)現(xiàn)，數(shù)碼管只由一個片選端控制，所有如果使數(shù)碼管顯示不同字母，則需要利用人類的視覺暫留效應進行循環(huán)掃描，來使數(shù)碼管來顯示不同的信息。（2）為了增強能否輸血的提示效果，所以加入一個蜂鳴器，用聲音提示能否輸血。當系統(tǒng)開啟切能輸血時，蜂鳴器輸出一低音震蕩，當不能輸血時，蜂鳴器輸出高音報警，提示不能輸血。（3）在加入蜂鳴器報警與數(shù)碼管之后，使用LED來表示能否輸血已經(jīng)多余，而且別人無法判斷輸血與受血分別是什么血型，所以把8個LED分成兩組，其中第一組表示輸血血型，第二組表示受血血型，第一個燈表示

12、A型，第二個燈表示B型，第三個燈表示AB型，最后一個燈表示O型。時序邏輯電路設計一 實驗目的1.掌握采用可編程邏輯器件實現(xiàn)數(shù)字電路與系統(tǒng)的方法。2.掌握采用Xilinx_ISE軟件開發(fā)可編程邏輯器件的過程。3.學會設計狀態(tài)機時序邏輯電路。4.掌握Verilog HDL描述數(shù)字邏輯電路與系統(tǒng)的方法。二 設計要求1.采用BASYS2開發(fā)板開關，LED，數(shù)碼管等制作驗證能否輸血的電路。2.采用Xilinx_ISE軟件進行編程、仿真與下載設計到BASYS2開發(fā)板。三 電路圖1.電路模塊圖2.內部電路組成四 編程1.源程序module Shixu(clk,op,din,B,C,D,E,F,G,H,I,B

13、I,OUT,CTL);input clk;input din;output BI,op;output7:0 OUT;output3:0 CTL;output B,C,D,E,F,G,H,I;reg7:0 OUT;reg7:0 OUT1;reg7:0 OUT2;reg7:0 OUT3;reg7:0 OUT4;reg3:0 CTL=4'b1110;reg B,C,D,E,F,G,H,I;reg1:0 current_state,next_state;reg op,BI;parameter S0=2'b00,S1=2'b01,S2=2'b10,S3=2'b11

14、;reg clk_1Hz,clk_400Hz; integer clk_1Hz_cnt,clk_cnt; always (posedge clk) if(clk_1Hz_cnt=32'd25000000-1) begin clk_1Hz_cnt <= 1'b0; clk_1Hz <= clk_1Hz; end else clk_1Hz_cnt <= clk_1Hz_cnt + 1'b1;always (posedge clk)if(clk_cnt=32'd100000)begin clk_cnt <= 1'b0;clk_400Hz

15、 <= clk_400Hz;endelseclk_cnt <= clk_cnt + 1'b1;reg clk_05Hz;integer clk_05Hz_cnt;always (posedge clk)if(clk_05Hz_cnt=32'd50000000-1)begin clk_05Hz_cnt <= 1'b0;clk_05Hz <= clk_05Hz;endelseclk_05Hz_cnt <= clk_05Hz_cnt + 1'b1;reg clk_2Hz;integer clk_2Hz_cnt;always (posedg

16、e clk)if(clk_2Hz_cnt=32'd12500000-1)begin clk_2Hz_cnt <= 1'b0;clk_2Hz <= clk_2Hz;endelseclk_2Hz_cnt <= clk_2Hz_cnt + 1'b1;reg clk_4Hz;integer clk_4Hz_cnt;always (posedge clk)if(clk_4Hz_cnt=32'd6250000-1)begin clk_4Hz_cnt <= 1'b0;clk_4Hz <= clk_4Hz;endelseclk_4Hz_cn

17、t <= clk_4Hz_cnt + 1'b1;reg clk_40Hz;integer clk_40Hz_cnt;always (posedge clk)if(clk_40Hz_cnt=32'd1250000-1)begin clk_40Hz_cnt <= 1'b0;clk_40Hz <= clk_40Hz;endelseclk_40Hz_cnt <= clk_40Hz_cnt + 1'b1;always (posedge clk_400Hz)CTL <= CTL2:0,CTL3;always (posedge clk_05Hz)

18、begincurrent_state<=next_state;endalways (CTL)case(CTL)4'b0111:OUT=OUT1;4'b1011:OUT=OUT2;4'b1101:OUT=OUT3;4'b1110:OUT=OUT4;default:OUT=4'hf;endcasealways (current_state or din)begincase(current_state)S0:beginop=0;B=1;C=1;D=0;E=0;F=0;G=0;H=0;I=0;OUT1=8'b01001001;OUT2=8'

19、b00000011;OUT3=8'b11111111;OUT4=8'b00000011;BI=clk_1Hz;if(din=0)next_state=S0;else next_state=S1;endS1:beginop=0;B=0;C=0;D=1;E=1;F=0;G=0;H=0;I=0;OUT1=8'b01001001;OUT2=8'b10011111;OUT3=8'b11111111;OUT4=8'b00000011;BI=clk_2Hz;if(din=0)next_state=S0;else next_state=S2;endS2:begi

20、nop=0;B=0;C=0;D=0;E=0;F=1;G=1;H=0;I=0;OUT1=8'b01001001;OUT2=8'b00100101;OUT3=8'b11111111;OUT4=8'b00000011;BI=clk_4Hz;if(din=0)next_state=S0;else next_state=S3;endS3:beginop=1;B=0;C=0;D=0;E=0;F=0;G=0;H=1;I=1;OUT1=8'b01001001;OUT2=8'b00001101;OUT3=8'b11111111;OUT4=8'b10

21、011111;BI=clk_40Hz;if(din=0)beginnext_state=S0;endelse next_state=S3;enddefault:beginop=0;B=1;C=1;D=0;E=0;F=0;G=0;H=0;I=0;next_state=S0;endendcaseendendmodule2.管腳定義程序NET "din" LOC=N3;NET "op" LOC=C6;NET "B" LOC=G1;NET "C" LOC=P4;NET "D" LOC=N4;NET "E" LOC=N5;NET &qu