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1、实验14可编程逻辑器件GAL一、实验目的1.了解可编程逻辑器件PLD的逻辑结构。2.掌握GAL的工作原理和编程方法。3.学会GAL16V8的简单应用。二、实验原理传统的逻辑器件的功能是固定的。而PLD(programmablelogicaldevice)逻辑器件的逻辑功能是可编程的，PLD的逻辑功能是由用户构造，并且一般都是可重复编程和擦除的。因而使用PLD可以大大提高系统设计的灵活性，并作到一种芯片、多种用途。典型的PLD的逻辑结构山图2.14」表示，通常有两级可编程阵列。PLD通常有三种形式，它们是PLA、输入输出PAL、GALo输入“与”MB
2、厶51J“或,，1上
3、丄」、输出功呢功能功能■功能输入项积项积项和反馈S2.14.1FLD的基本逻辑结构PLA和PAL是PROM型的PLD,它们是一次可编程的器件。其区别是PLA的“与”阵列，“或”阵列都可编程；而PAL的“与”阵列可编程，“或，阵列同定。GAL器件是第二代的PLD,它采用先进的CMOS技术，具有可擦除和可加密的気F7F（片F.f3f2珥FoI/OEIo/CLKIjI2I3I+I』I7I8GNDE2.14.2GAL16V8的管脚排列特点。GAL具有可编程的“或”阵列和输出逻辑宏单元OLMC。由于它编程能力强，可以实现各种组合电路和时序电路，因而GAL器件有着极其广阔的应用前景
4、。下面介绍GAL16V8的逻辑结构。图2」4.2是GAL16V8的管脚图。图中CLK是吋钟输入端，OE为输出使能端，控制输出的三态门，低电平有效。它的工作电压为5V,它有8个固定输入端，其它述有8个引脚町以配置为输入端；输出逻辑变量最多为8个。它的可编程的“与”阵列是32行，64列。它有8个输出OLMC。每个OLMC连接一个输出端，包括一个8输入或门、一个可选异或门、一个D触发器和输出三态门、四个多路开关。GAL器件的编程需要软件和便件的支持，软件一燉在PC机上运行，常用的编程语言是ABEL（见第四篇）。换件除了PC机还需要专用或通用的编程器。三、实验内容及步骤1.用G
5、AL16V8实现基本逻辑电路要求用GALI6V8同时实现非门、四输入与门、四输入或门和二输入异或门，其逻辑表达式为:(1)预先在PC机上用ABEL编好程序，生成JEDEC文件。(2)通过编程器将数据写入GAL16V8o(3)将GAL16V8插入实验箱，按图2.14.3连接电路，电源和地必须连接正确，输入接逻辑开关，输出接发光二极管。(4)改变逻辑开关，验证逻辑功能。记录实验结果，表格自拟。1.用GAL16V8实现十进制计数器要求：计数器具有清零端CLR,高电平清零，低电平计数器使能。计数脉冲的输入端为CLKo具冇加计数功能,且能自启动。当OE=0时，计数器输出计数结果;
6、OE=1时，计数器的输出呈高阻态。编程方法与上面类似。将数据写入到GAL16V8后，按图2.14.4连接电路，CLK接秒脉冲信号，输入接逻辑开关，输出接LED以观察计数器的输出状态，验证设计的功能是否正确。CLK改为1kHz的脉冲信号，用示波器观察输出波形。*3.用GAL16V8实现一个12进制减法计数器。它具有清零和输出三态控制，计数器归零时，输出进位为1,能够自启动。自己设计并验证其逻辑功能。CLK(KI)CLR(K2)0E1415GAL16V8GAL16V8E2.14.3用GALI的续现基本逻辑电路閣2.14.4用GAL16X续现十进制计数器四、实验仪器与器材1.
7、数字电路实验箱1.GALWGAL16V81片2.PC机及编程器1套五、实验报告要求1.画出实验的逻辑电路。2.画出计数器的时序图。3.总结GAL器件设计方法。4.思考：如何用GAL16V8实现6位的移位寄存器?六、参考源程序1.基本逻辑电路和D触发器ModuleLogic1Logic1device'P16v8';X(),X1,X2,X3pin3,4,5,6;Y1,Y2,Y3,Y4pin14,15,16,17;EquationsY1=!X();Y2=X3&X2&X1&X0;Y3二X3#X2#X1#XO;Y4=(!X0&Xl)#(X0&!X1);Test_vectors'l
8、ogictest'([X3,X2,X1,XO]->[Y4,Y3,Y2,Y1])[0,0,0,0]->[0,0,0,1];[1,0,0,I]->[1,1,0,0];[1,1,1,1]->[0,1,1,0];end1.十进制计数器moduleCNT10Ptitle'decimalcounterentlOpdevice*P16v8f;Clk,Clr,OEQ3,Q2,Q1,QOCk,X,乙P"CounterStatesSO=Ab0000;pin1,2,11;pin14,15,16,17istypere,=.c.,X,.Z.,P.;S4=Ab010
