EDA技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

1、EDA技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)面向?qū)I(yè)：通信工程信息工程自動(dòng)化電子信息工程電氣工程及其自動(dòng)化信息與通信工程學(xué)院2016年9月、八 、-前言一、課程性質(zhì)本課程是電子信息工程、 通信工程、 信息工程和自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)必修的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn) 課程。通過(guò)本課程的教學(xué)，使學(xué)生掌握 EDA 技術(shù)的開(kāi)發(fā)流程，學(xué)會(huì)利用以硬件 描述語(yǔ)言為描述工具， 以可編程邏輯器件為實(shí)現(xiàn)載體， 在數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域熟練 應(yīng)用 EDA 技術(shù)，使其具備研究和開(kāi)發(fā)現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)的能力。二、專(zhuān)業(yè)安排本系統(tǒng)分為多個(gè)模塊，適合通信工程、信息工程、自動(dòng)化、電子信息工程、 電氣工程及其自動(dòng)化等專(zhuān)業(yè)使用。三、本書(shū)特點(diǎn)本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的特點(diǎn)是引入工程項(xiàng)目機(jī)制來(lái)管理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目， 著

2、重培養(yǎng)學(xué)生的 方案設(shè)計(jì)、算法分析和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試能力，為培養(yǎng)卓越工程師打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。目錄第一章實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)采用的 EDA 綜合實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)是我院電子信息與通信技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué) 中心自主研制，整體結(jié)構(gòu)如圖所示。核心板核心板采用Altera公司的EP4CE22E22C8N芯片，具有低內(nèi)核電壓、低功耗的特點(diǎn)。 芯片內(nèi)部具有22320個(gè)邏輯單元，594kbitRAM嵌入式儲(chǔ)存器，66個(gè)嵌入式18X18乘法 器， 4組通用 PLL。1 、 DIP 開(kāi)關(guān)主要功能是控制高低電平， 通過(guò)手動(dòng)控制為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的邏輯信號(hào)。 系統(tǒng)總共提 供了3位撥檔開(kāi)關(guān)，當(dāng)開(kāi)關(guān)的檔位在上方時(shí)則輸出高電平“反1之”則，

3、為低電平“0”2、復(fù)位開(kāi)關(guān)復(fù)位開(kāi)關(guān)可以通過(guò)手動(dòng)控制為系統(tǒng)提供脈沖信號(hào)。 在系統(tǒng)中一共提供了 5位的按鍵 開(kāi)關(guān)，當(dāng)按下鍵后其輸出為低電平“0”，反之則為高電平“1”。3、發(fā)光二極管 LED由一片74HC573鎖存器驅(qū)動(dòng)，74HC573使能后，10 口輸出高電平LED點(diǎn)亮，反 之 LED 則熄滅，可以模擬二進(jìn)制數(shù)據(jù)輸出。4、數(shù)碼管采用2位共陰極數(shù)碼管，由一片74HC573鎖存器驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管段選，由兩個(gè)三極管 S8050驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管位選，用于顯示兩位數(shù)值。5、蜂鳴器由1個(gè)無(wú)源蜂鳴器和1個(gè)三極管S8050組成。6、儲(chǔ)存在本系統(tǒng)中采用1個(gè)32MX8位的串行FlashW25Q256通過(guò)對(duì)其編程控制，進(jìn)行數(shù) 據(jù)

4、儲(chǔ)存與提取。如：語(yǔ)音存儲(chǔ)與回放實(shí)驗(yàn)。7、時(shí)鐘使用 50MHz 有源晶振，可以為 AD/DA 和數(shù)字頻率計(jì)提供參考時(shí)鐘。基礎(chǔ)擴(kuò)展模塊基礎(chǔ)擴(kuò)展模塊有時(shí)鐘模塊、數(shù)字信號(hào)源、數(shù)碼管模塊、矩陣鍵盤(pán)模塊、紅外模塊和 溫度模塊。1、時(shí)鐘模塊時(shí)鐘模塊中的主芯片是 DS1302, DS1302由VCC1或VCC2 （備用電池）兩者中的 較大者供電。當(dāng)VCC2大于VCC1 +時(shí)，VCC2給DS1302供電。當(dāng)VCC2小于VCC1時(shí), DS1302由VCC1供電。X1和X2是振蕩源，外接晶振。RST是復(fù)位/片選線，通過(guò)把 RST輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來(lái)啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送；I/O為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端（雙向）； SCLK 始

5、終是輸入端。2、數(shù)字信號(hào)源數(shù)字信號(hào)源由74HC04反相緩沖器、74HC163計(jì)數(shù)器、74HC4060計(jì)數(shù)器組成，24MHz 晶振通過(guò)74HC04反相緩沖器輸出5V, 24M正弦波，通過(guò)74HC163二、四、八分頻， 74HC4060也是實(shí)現(xiàn)分頻，其分頻輸出的頻率都在模塊的相應(yīng)位置查看。3、數(shù)碼管模塊數(shù)碼管模塊使用的是4位共陰數(shù)碼管，由兩片74HC573驅(qū)動(dòng)位選信號(hào)以及段選信 號(hào)。74HC573當(dāng)鎖存使能端LE為高時(shí)，這些器件的鎖存對(duì)于數(shù)據(jù)是透明的（也就是說(shuō) 輸出同步）。當(dāng)鎖存使能變低時(shí)，符合建立時(shí)間和保持時(shí)間的數(shù)據(jù)會(huì)被鎖存。 OE 為片 選端。4、矩陣鍵盤(pán)模塊4X4鍵盤(pán)主要是通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)0F的

6、輸入，也可以作為一個(gè)控制鍵。其中行占用4 個(gè) I/O ，列占用 4 個(gè) I/O 。5、紅外模塊紅外模塊中由紅外接收頭HS0038和一個(gè)上拉電阻組成，紅外接收頭的工作頻率為 38kHz。當(dāng)紅外接收頭接收到38kHz的信號(hào)時(shí)輸出低電平“0反,輸出高電平“1從而實(shí)現(xiàn)紅外信號(hào)的解碼。6、溫度模塊溫度模塊由DS18B20和一個(gè)上拉電阻組成，DS18B20工作原理：剛啟動(dòng)時(shí)將進(jìn)入 低功耗等待狀態(tài)，當(dāng)需要執(zhí)行溫度測(cè)量和AD轉(zhuǎn)換時(shí)，總線控制器發(fā)出44H指令完成溫度測(cè)量和AD轉(zhuǎn)換，DS18B20將產(chǎn)生的溫度數(shù)據(jù)以?xún)蓚€(gè)字節(jié)的形式存儲(chǔ)到高速暫存器 的溫度寄存器中，然后，DS18B20繼續(xù)保持等待狀態(tài)。當(dāng) DS18B

7、20芯片由外部電源供 電時(shí)，總線控制器在溫度轉(zhuǎn)換指令之后發(fā)起“讀時(shí)隙”， 從而讀出測(cè)量到的溫度數(shù)據(jù)通 過(guò)總線完成與單片機(jī)的數(shù)據(jù)通訊，DS18B20正在溫度轉(zhuǎn)換中由DQ引腳返回0,轉(zhuǎn)換結(jié) 束則返回 1。自動(dòng)控制模塊自動(dòng)控制模塊有交通燈、 步進(jìn)電機(jī)和直流電機(jī)控制， 其控制引腳均已標(biāo)注在自動(dòng)控 制模塊相應(yīng)位置。1、交通燈控制交通燈控制為模擬十字路口交通燈的控制， 有紅、綠、黃 3種指示燈，共 4個(gè)方向， 分12個(gè)10 口控制。LED燈的負(fù)極接在FPGA的10 口上，正極通過(guò)一個(gè)1K的限流電 阻接在+電源上， LED 指示燈的亮滅通過(guò)控制相應(yīng)的 IO 口輸出電平來(lái)實(shí)現(xiàn)。2、步進(jìn)電機(jī)控制 通過(guò)將脈沖信號(hào)

8、轉(zhuǎn)變成角位移實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的精確定位，共用到 4個(gè) I0 口?？刂破湔崔D(zhuǎn)時(shí)I0 口需按照一定順序輸出高低電平。步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)芯片為L(zhǎng)293DD，有4個(gè)輸入引腳 4 個(gè)輸出引腳，輸入輸出引腳的電平關(guān)系是一一對(duì)應(yīng)的，每個(gè)輸出引腳能 輸出600mA的電流。3、直流電機(jī)控制直流電機(jī)的控制采用脈沖寬度調(diào)制技術(shù)（PWM）?；驹硎窃诠潭ㄖ芷趦?nèi)，高 電平占的比重越多，電機(jī)轉(zhuǎn)速就越快。通過(guò) PNP三極管S8550提供大電流驅(qū)動(dòng)直流電 機(jī)，當(dāng) I0 口為高電平時(shí)，三極管不導(dǎo)通，反之則導(dǎo)通。信號(hào)處理模塊信號(hào)處理模塊有AD采集、DA輸出、語(yǔ)音采集、語(yǔ)音回放和電壓調(diào)節(jié)部分。1 、 AD 采集AD采集部分是由AD92

9、80采集芯片采集，信號(hào)通過(guò)SMB接口輸入AD8065調(diào)節(jié)后 送入AD采集。AD9280是一款單芯片、8位、32MSPS模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），采用單電 源供電， 內(nèi)置一個(gè)片內(nèi)采樣保持放大器和基準(zhǔn)電壓源。 它采用多級(jí)差分流水線架構(gòu)， 數(shù) 據(jù)速率達(dá)32MSPS在整個(gè)工作溫度范圍內(nèi)保證無(wú)失碼。語(yǔ)音采集部分由前級(jí)放大電路 和300Hz帶通濾波電路組成，語(yǔ)音信號(hào)可由 MIC接口或駐極體咪頭輸入，經(jīng)放大電路 后濾波輸出至 AD 部分采集。電壓調(diào)節(jié)部分是由 5V 加在可調(diào)電阻上，實(shí)現(xiàn)輸出電壓 05 輸出可調(diào)。通過(guò)輸入 AD 采集前級(jí)電路調(diào)節(jié)偏置后輸入 AD 采集。2、DA 輸出DA 輸出部分是由 AD9708

10、 芯片差分輸出，信號(hào)通過(guò)七階巴特沃斯濾波后經(jīng)過(guò)AD8065差分相減后再經(jīng)AD8065放大后由SMB接口輸出。AD9708是TxDAC系列的8 位分辨率成員系列的高性能，低功耗的 CMOS數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器（DAC）。該TxDAC 系列包括針兼容8位，10位，12位，14位DAC，是專(zhuān)門(mén)opti-而得到優(yōu)化用于通信系統(tǒng) 的發(fā)射信號(hào)路徑。 所有的設(shè)備共享相同的接口選項(xiàng)， 小外形封裝和引腳分布， 從而提供 了一個(gè)向上或向下的根據(jù)性能，分辨率選擇適合的器件和成本。AD9708提供出色的交流和直流性能同時(shí)支持更新速率高達(dá)125MSPS語(yǔ)音回放部分由濾波電路及功率放大LM386部分組成。信號(hào)由喇叭輸出。語(yǔ)音

11、信號(hào)由DA輸出至濾波電路濾波，可通過(guò)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)信號(hào)幅度。通信接口模塊通信接口模塊有 RS232接口、PS/2接口、RS485接口、USB接口、VGA接口。其 信號(hào)輸入輸出均已標(biāo)注在通信接口模塊相應(yīng)位置。1、RS232接 口RS232接口通過(guò)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 DB9母頭和外部的串口線連接帶有串口的電腦或者其 他設(shè)備，實(shí)現(xiàn)RS232串口通信。2、PS/2 接口PS/2接口用于連接電腦鼠標(biāo)和鍵盤(pán)等 PS/2設(shè)備，通過(guò)PS/2 口，僅僅需要兩個(gè)10 口，就可以擴(kuò)展一個(gè)鍵盤(pán)。3、RS485接 口RS485接口通過(guò)MAX485芯片實(shí)現(xiàn)邏輯電平轉(zhuǎn)換，通過(guò)兩個(gè)端口和外部 RS485設(shè)備 連接，即A和B,不需要GND

12、，可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)雙向通信，數(shù)據(jù)傳輸距離可達(dá)千米。4、USB接口USB接口采用PL2303來(lái)實(shí)現(xiàn)USB轉(zhuǎn)串口，同時(shí)對(duì)串口信號(hào)設(shè)置了兩個(gè) LED指示 燈，用于指示串口數(shù)據(jù)收發(fā)。5、VGA 接口VGA 接口主要是通過(guò)編程實(shí)現(xiàn) VGA 視頻信號(hào)在監(jiān)視器上顯示，其中包含 R、 G、B、HS、VS來(lái)控制視頻顯示第二章開(kāi)發(fā)平臺(tái)簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介Quartusll是Altera公司的綜合性 EDA開(kāi)發(fā)軟件，支持原理圖、VHDL、VerilogHDL 和AHDL等設(shè)計(jì)模式，內(nèi)嵌綜合器和仿真器，可以完成從設(shè)計(jì)輸入到硬件配置的完整 設(shè)計(jì)流程。Quartusll支持Altera的IP核，集成了 LPM/MegaFunction宏功

13、能模塊庫(kù)，簡(jiǎn) 化了設(shè)計(jì)的復(fù)雜性、加快了設(shè)計(jì)速度。用戶(hù)可以使用第三方EDA工具。開(kāi)發(fā)流程一、創(chuàng)建工程1建立工程目錄新建一個(gè)文件夾，用于存放工程文件。文件路徑中不能包含中文。2、新建工程單擊菜單 File|NewProjectWizard。指定工程目錄、名稱(chēng)和頂層設(shè)計(jì)實(shí)體，選擇目標(biāo)芯片。 將工程視圖切換到Files標(biāo)簽。3、新建文件單擊工具欄上的丨J I按鈕或菜單File|New。選擇 Desig nF iles下的 BlockDiagram/SchematicFile 新建原理圖文件。選擇Desig nF iles下的VerilogHDLFile，新建源程序文件。選擇 MemoryFiles下的

14、 HexadecimalFile或 MemoryInitializationFile,新建內(nèi)存初始化 文件。選擇 Verifica/DebuggingFiles下的 UniveProgramVWF,新建仿真波形文件。在原理圖編輯窗口雙擊左鍵，即可打開(kāi)插入元件對(duì)話框。展開(kāi)元件所在的類(lèi)的圖標(biāo)， 或直接在Name框中輸入元件名稱(chēng)，可找到需要的元件。單擊MegaWizardPlug-lnManage按鈕，即可啟動(dòng)宏功能定制向?qū)А?、保存文件單擊工具欄上的X按鈕或菜單File|SaveAs,保存文件。在工程視圖中，如果沒(méi)有所需文件的圖標(biāo)，選中Files圖標(biāo)，單擊右鍵后選擇 Add/RemoveFiles

15、i nProject單擊文件管理對(duì)話框中的按鈕，找到所需文件后，單擊Add按鈕可將文件加 入工程，單擊Remove按鈕可將文件移出工程5、設(shè)置頂層實(shí)體在工程視圖中，選中頂層元件對(duì)應(yīng)的文件的圖標(biāo)，單擊右鍵后選擇 SetasTop-levelEntity將其設(shè)置為頂層實(shí)體。二、編譯工程單擊工具欄上的 按鈕或者菜單Processing|StartCompilation全程編譯包括排錯(cuò)、網(wǎng)表文件提取、邏輯綜合、適配、裝配文件生成和時(shí)序分析等。 如果有錯(cuò)誤，可雙擊錯(cuò)誤條文，修改原理圖或源程序，重新編譯工程。三、分配引腳單擊工具欄上的 按鈕或者菜單 Assignments|PinPlanne。分別單擊各引

16、腳Location列的單元格，輸入相應(yīng)的引腳編號(hào)，按回車(chē)鍵確認(rèn)。分配 完引腳后，重新編譯工程。四、下載單擊工具欄上的按鈕或者菜單Tools|Programmer。如果顯示NoHardware,則需要安裝下載器驅(qū)動(dòng)，在桌面選中計(jì)算機(jī)圖標(biāo)，單擊右 鍵，選中 屬性按鈕，打開(kāi)設(shè)備管理器，展開(kāi) 通用串行總線 圖標(biāo)，找到未知設(shè)備或 者AlteraUSB-Blaster圖標(biāo)，單擊右鍵，選中 更新驅(qū)動(dòng)程序軟件 按鈕，單擊 瀏覽計(jì)算 機(jī)以查找驅(qū)動(dòng)程序軟件 按鈕，找到Quartus安裝目錄下的quartusdriversusb-blaster文 件夾，即可安裝驅(qū)動(dòng)程序。在下載窗口，單擊HardwareSetup按

17、鈕，單擊下拉列表，找到USB-Blaster選項(xiàng)，再單擊Close按鈕。如果驅(qū)動(dòng)已經(jīng)安裝好，則打開(kāi)實(shí)驗(yàn)箱電源，單擊Start按鈕，開(kāi)始下載程序。當(dāng)Progress®度條顯示為100%，程序下載完成。五、運(yùn)行改變輸入信號(hào)，觀察實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的運(yùn)行情況。如果與預(yù)期的邏輯功能不符，則需要修 改原理圖或源程序，重新編譯、分配引腳和下載。第三章實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn) 1 平臺(tái)應(yīng)用及全加器設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)本次實(shí)驗(yàn)，掌握 QuaruII 的開(kāi)發(fā)流程，學(xué)會(huì)多層次電路的設(shè)計(jì)方法。二、實(shí)驗(yàn)任務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)一位全加器，實(shí)現(xiàn)加法計(jì)算。撥碼開(kāi)關(guān) K8K6 狀態(tài)分別作為被加數(shù)、加 數(shù)和低位進(jìn)位，求和結(jié)果送 2個(gè) LED 顯示。

18、三、實(shí)驗(yàn)方案利用 QuaruII 集成的門(mén)元件，先設(shè)計(jì)半加器，再設(shè)計(jì)全加器。1、設(shè)計(jì)半加器單擊菜單 File|Create/Update,選擇 CreateSymbolFilesforCurrentF,生成對(duì)應(yīng)的元件 符號(hào)。2、設(shè)計(jì)全加器將工程視圖切換到 Files 標(biāo)簽,選中全加器原理圖文件的圖標(biāo),單擊右鍵后選擇SetasTop-levelEntity將其設(shè)置為頂層實(shí)體。3、開(kāi)關(guān)電路撥碼開(kāi)關(guān) K8K6 往上打引入高電平，往下打引入低電平。4、顯示電路LED陰極接地，陽(yáng)極接74HC573的輸出端。5、引腳分配四、實(shí)驗(yàn)測(cè)試撥動(dòng)開(kāi)關(guān) K8K6 ，改變被加數(shù)、加數(shù)和低位進(jìn)位，觀察發(fā)光二極管顯示的和與

19、高 位進(jìn)位。測(cè)試結(jié)果如下圖所示。五、實(shí)驗(yàn)心得實(shí)驗(yàn) 2 信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，掌握宏功能模塊設(shè)計(jì)的應(yīng)用，學(xué)會(huì)信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)方法。二、實(shí)驗(yàn)任務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)信號(hào)發(fā)生器，輸出周期為 128秒的正弦波。數(shù)字量送 8 個(gè) LED 顯示。三、實(shí)驗(yàn)方案50MHz輸入時(shí)鐘分頻后得到1Hz時(shí)鐘。用1個(gè)MIF文件保存正弦波信號(hào)單周期的128個(gè)樣本點(diǎn)數(shù)據(jù)。用 1 個(gè)定制的 ROM 模塊加載對(duì)應(yīng)的 MIF 文件，地址總線由模 128 計(jì)數(shù)器提供，時(shí)鐘為1Hz。ROM輸出的8位數(shù)字量送8個(gè)LED顯示。1 、顯示電路LED陰極接地，陽(yáng)極接74HC573的輸出端。2、分頻對(duì)50MHz輸入時(shí)鐘進(jìn)行分頻，得到1

20、Hz時(shí)鐘，用來(lái)對(duì)正弦波ROM掃描。設(shè)置字寬為26,其進(jìn)位輸出即1Hz時(shí)鐘。3、地址計(jì)數(shù)對(duì)正弦波ROM提供地址計(jì)數(shù)，輪流輸出各樣本點(diǎn)數(shù)據(jù)。插入lpm_counter，定制模128的加法計(jì)數(shù)器，設(shè)置字寬為 7，其計(jì)數(shù)輸出送 ROM 的地址總線。4、正弦波 ROM（1）新建 MIF 文件設(shè)置字?jǐn)?shù)為 128，字長(zhǎng)為 8，保存正弦波信號(hào)單周期的 128個(gè)樣本點(diǎn)數(shù)據(jù)。（2）啟動(dòng) MegaWizardPlug-InManager定制ROM:1-PORT元件，設(shè)置字?jǐn)?shù)為128,字長(zhǎng)為8,導(dǎo)入MIF文件。5、引腳分配四、實(shí)驗(yàn)測(cè)試觀察發(fā)光二極管顯示的正弦波樣本點(diǎn)的值。測(cè)試結(jié)果如下圖所示。五、實(shí)驗(yàn)心得實(shí)驗(yàn) 3 數(shù)字

21、電壓表設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)本次實(shí)驗(yàn)，掌握電壓測(cè)量原理，學(xué)會(huì)采樣控制和數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示的設(shè)計(jì)方法。二、實(shí)驗(yàn)任務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電壓表，可對(duì) 05V 電壓進(jìn)行測(cè)量，電壓值送 2 位數(shù)碼管顯示。三、實(shí)驗(yàn)方案利用AD9280,對(duì)電位器提供的05V電壓進(jìn)行ADC轉(zhuǎn)換，將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為電壓值， 送 2 位數(shù)碼管顯示。1、電壓采集電路利用AD9280實(shí)現(xiàn)電壓信號(hào)的模/數(shù)轉(zhuǎn)換。2、顯示電路利用2位共陽(yáng)極數(shù)碼管5621BS-S顯示電壓值。74HC573驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的段碼ADP， 2個(gè)三極管S8050驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的位碼 D1D2。3、動(dòng)態(tài)顯示分頻50MHz輸入時(shí)鐘分頻后得到1KHz時(shí)鐘，用來(lái)對(duì)數(shù)碼管掃描。4、電壓值轉(zhuǎn)換在AD

22、9280的ADCCLK下降沿，讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果，并轉(zhuǎn)換為 電壓值。理想0V5V對(duì)應(yīng)數(shù)字量0255,實(shí)際0V5V對(duì)應(yīng)數(shù)字量126231。設(shè)ADC轉(zhuǎn)換結(jié) 果為X，電壓值為y。5、顯示控制引入多個(gè)進(jìn)程， 分別實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管位碼更新、 數(shù)碼管段碼更新為電壓值整數(shù)位和小數(shù) 位、數(shù)碼管顯示譯碼、74HC573輸出允許、數(shù)碼管位碼輸出、數(shù)碼管段碼輸出和數(shù)碼管 小數(shù)點(diǎn)顯示。5、引腳分配四、實(shí)驗(yàn)程序/數(shù)碼管位碼更新always(countscan16) case(countscan16)1'b0:bit_reg<=2'b01; /選中左數(shù)碼管1'b1:bit_reg<=2'b

23、10; /選中右數(shù)碼管endcase/數(shù)碼管段碼更新always(countscan16,adtemp)case(countscan16)1'b0:disp_data<=adtemp/10;/電壓值整數(shù)1'b1:disp_data<=adtemp%10; /電/ 壓值小數(shù) endcase五、實(shí)驗(yàn)測(cè)試旋轉(zhuǎn)電位器，觀察數(shù)碼管顯示的電壓值。 測(cè)試結(jié)果如下圖所示。六、實(shí)驗(yàn)心得實(shí)驗(yàn) 4 數(shù)字頻率計(jì)設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)本次實(shí)驗(yàn)，掌握頻率測(cè)量原理，學(xué)會(huì)級(jí)聯(lián)計(jì)數(shù)和數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示的設(shè)計(jì)方法。二、實(shí)驗(yàn)任務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字頻率計(jì)，測(cè)量輸入信號(hào)的頻率，送 8 位數(shù)碼管顯示。三、實(shí)驗(yàn)方案1、顯示

24、電路利用2個(gè)4位共陰極數(shù)碼管HS420361K-32顯示頻率值。2片74HC573分別驅(qū)動(dòng)數(shù) 碼管的段碼 ADP 和數(shù)碼管的位碼 COM1COM4。2、動(dòng)態(tài)顯示分頻50MHz輸入時(shí)鐘分頻后得到1KHz時(shí)鐘。3、頻率測(cè)量分頻50MHz輸入時(shí)鐘分頻后得到1Hz時(shí)鐘。4、頻率測(cè)量 引入多個(gè)進(jìn)程，分別實(shí)現(xiàn)頻率測(cè)量允許、鎖存和清零信號(hào)輸出、頻率值鎖存。 頻率測(cè)量的控制信號(hào)時(shí)序如下圖所示。需要單獨(dú)建立程序文件， 設(shè)計(jì)十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器， 引入基準(zhǔn)時(shí)鐘、 計(jì)數(shù)清零和計(jì)數(shù) 使能信號(hào)，并輸出 4位計(jì)數(shù)值和進(jìn)位輸出信號(hào)。對(duì)十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器進(jìn)行 8次元件例化， 用來(lái)測(cè)量待測(cè)信號(hào)的頻率， 分別統(tǒng)計(jì)頻率 值的個(gè)位、十位、

25、百位、千位、萬(wàn)位、十萬(wàn)位、百萬(wàn)位和千萬(wàn)位。引入 6 個(gè)中間信號(hào)， 各計(jì)數(shù)器通過(guò)基準(zhǔn)時(shí)鐘輸入信號(hào)和進(jìn)位輸出信號(hào)相互級(jí)聯(lián)。5、顯示控制引入多個(gè)進(jìn)程， 分別實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管位碼更新、 數(shù)碼管段碼更新為頻率值各位、 數(shù)碼管 顯示譯碼、數(shù)碼管段碼和位碼輸出切換。6、引腳分配四、實(shí)驗(yàn)程序/數(shù)碼管段碼和位碼輸出切換 always(countscan9:8,seg_reg,bit_reg)case(countscan9:8)2'h0:beginSEG<=seg_reg; /段碼送數(shù)據(jù)線OE<=1'b1;/禁止輸出LED<=1'b1;/允許段碼鎖存LEB<=1'

26、b0;/禁止位碼鎖存end2'h1:beginSEG<=bit_reg; /位碼送數(shù)據(jù)線OE<=1'b1;/禁止輸出LED<=1'b0;/禁止段碼鎖存LEB<=1'b1;/允許位碼鎖存end2'h2,2'h3:beginSEG<=8'h0; /數(shù)據(jù)線輸入無(wú)效OE<=1'b0;/允許輸出LED<=1'b0;/禁止段碼鎖存LEB<=1'b0;/禁止位碼鎖存end endcase五、實(shí)驗(yàn)測(cè)試改變分頻電路中短路片的位置，觀察數(shù)碼管顯示的信號(hào)頻率值測(cè)試結(jié)果如下圖所示 六、實(shí)驗(yàn)心

27、得實(shí)驗(yàn) 5 交通燈控制器設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)本次實(shí)驗(yàn)， 掌握交通燈控制器的工作原理， 學(xué)會(huì)減法計(jì)數(shù)和有限狀態(tài)機(jī)的設(shè)計(jì) 方法。二、實(shí)驗(yàn)任務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)交通燈控制器， 控制兩個(gè)方向的直行燈和左拐燈， 各燈倒計(jì)時(shí)送 8 位數(shù)碼 管顯示。復(fù)位鍵 K6 往上打?yàn)閮?yōu)先通車(chē)模式，往下打?yàn)槠胀ㄍㄜ?chē)模式。三、實(shí)驗(yàn)方案1、開(kāi)關(guān)電路撥碼開(kāi)關(guān) K8K6 往上打引入高電平，往下打引入低電平。2、交通燈顯示電路3、倒計(jì)時(shí)顯示電路利用 2 個(gè) 4 位共陰極數(shù)碼管 HS420361K-32 分別顯示兩個(gè)方向的倒計(jì)時(shí)。 2 片74HC573分別驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的段碼ADP和數(shù)碼管的位碼C0M1C0M4。4、動(dòng)態(tài)顯示分頻50MHz輸入時(shí)鐘分頻后得到1KHz時(shí)鐘。5、倒計(jì)時(shí)分頻50MHz輸入時(shí)鐘分頻后得到1Hz時(shí)鐘。6、交通燈控制交通燈模型如下圖所示。使用 2 個(gè)進(jìn)程，分別控制兩個(gè)方向的直行燈和左拐燈循環(huán)亮滅。 引入有限狀態(tài)機(jī)，每經(jīng)過(guò) 1 秒，優(yōu)先