【创新实验】基于vhdl的二进制与十进制之间的相互转换new

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1、《创新实验》《创新实验》——可编程逻辑设计基础实验题目：二进制与十进制之间的相互转换指导教师：周克峰小组成员：摘要15《创新实验》十进制-二进制转换的编码器是将十进制数0、1、2、3、4、5、6、7、8、9等十个信号编成二进制代码的电路。它的输入是代表0～9这个10个数符的状态信号，有效信号为1，输出是响应的BCD码，其特点是任何时刻只允许输入一个有效信号。二进制-十进制转换的编码器是十-二进制转换的逆过程，它的功能是将输入的一位BCD码译成10个高、低电平输出信号。当输入一个BCD码时，就会在它所表示的十进制数的对应输出端产生一个低电平有效信号。在本

2、次的实验中，主要使用开发软件ISE和芯片XilinxSpartan-II来实现二进制与十进制之间的相互转换。15《创新实验》目录一、概述51、PLD/FPGA结构与原理51）PLD/FPGA原理2）查找表（Look-Up-Table)的原理与结构2、开发软件与芯片51）开发软件2）芯片介绍二、算法设计原理61、十进制－二进制的转换2、二(BCD)－十进制的转换三、工程开发流程7（一）工程开发流程71、设计输入2、综合3、实现4、验证5、下载（二）实际运用过程91、设计输入91）建立源文件2）输入原理图3）行为仿真2、设计实现1515《创新实验》1）时序

3、仿真2）产生报告并修改设计3、配置或编程171）编程器件2）验证电路3）下载四、实验总结20五、实验心得..............................................................................................................21六、参考文献2115《创新实验》一、概述1、PLD/FPGA结构与原理1）PLD/FPGA原理：PLD是可编程逻辑器件（ProgramableLogicDevice）的简称，FPGA是现场可编程门阵列（FieldProgramab

4、leGateArray)的简称，两者的功能基本相同，只是实现原理略有不同，所以我们有时可以忽略这两者的区别，统称为可编程逻辑器件或PLD/FPGA。FPGA采用了逻辑单元阵列LCA（LogicCellArray）这样一个新概念，内部包括可配置逻辑模块CLB（ConfigurableLogicBlock）、输出输入模块IOB（InputOutputBlock）和内部连线（Interconnect）三个部分。FPGA的基本特点主要有：Ø采用FPGA设计ASIC电路，用户不需要投片生产，就能得到合用的芯片。ØFPGA可做其它全定制或半定制ASIC电路的中试样

5、片。ØFPGA内部有丰富的触发器和I／O引脚。ØFPGA是ASIC电路中设计周期最短、开发费用最低、风险最小的器件之一。ØFPGA采用高速CHMOS工艺，功耗低，可以与CMOS、TTL电平兼容。　　可以说，FPGA芯片是小批量系统提高系统集成度、可靠性的最佳选择之一。　　FPGA是由存放在片内RAM中的程序来设置其工作状态的，因此，工作时需要对片内的RAM进行编程。用户可以根据不同的配置模式，采用不同的编程方式。加电时，FPGA芯片将EPROM中数据读入片内编程RAM中，配置完成后，FPGA进入工作状态。掉电后，FPGA恢复成白片，内部逻辑关系消失，因

6、此，FPGA能够反复使用。FPGA的编程无须专用的FPGA编程器，只须用通用的EPROM、PROM编程器即可。当需要修改FPGA功能时，只需换一片EPROM即可。这样，同一片FPGA，不同的编程数据，可以产生不同的电路功能。因此，FPGA的使用非常灵活。2）查找表（Look-Up-Table)的原理与结构查找表（Look-Up-Table)简称为LUT，LUT本质上就是一个RAM。目前FPGA中多使用4输入的LUT，所以每一个LUT可以看成一个有4位地址线的16x1的RAM。当用户通过原理图或HDL语言描述了一个逻辑电路以后，PLD/FPGA开发软件会

7、自动计算逻辑电路的所有可能的结果，并把结果事先写入RAM,这样，每输入一个信号进行逻辑运算就等于输入一个地址进行查表，找出地址对应的内容，然后输出即可。2、开发软件与芯片1）开发软件许多PLD公司都提供免费试用版或演示版，如：Altera公司提供的QuartusII（web版），Xilinx公司提供的免费软件ISEWebPack,Lattice提供的ispleverBase版下载，Actel等公司也都有类似的免费软件提供。本次实验中，使用的软件为Xilinx公司提供的ISE软件。2）芯片介绍15《创新实验》FPGA的主要生产产商有Altera、Xili

8、nx、Actel、Lattice等，其中Altera和Xilinx主要生产一般用途FPGA，其