数字逻辑课程设计指导书

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1、数字逻辑课程设计指导书张辉宜编著安徽工业大学计算机学院2004年6月刖s可编程器件除了体积小、容量大、I/O口丰富、易编程和加密等优点外，更突出的特点是其在系统可编程技术（InSystemProgrammable，乂称ISP技术）。也就是说它不但具有可编程和可再编程的能力，而且只要把器件插在系统内或线路板上，就能对其进行编程或者再编程。ISP技术打破了产品开发时必须先编程后装配的惯例，而可以先装配后编程，成为产品后还可以在系统反复编程。ISP技术使得系统内硬件的功能象软件一样被编程配置，使可编程器件真正

2、做到了硬件的“软件化”设计，这便是当今的电子设计自动化技术（ElectronicDesignAutomation,简称EDA技术）。因此，可编程器件的出现，使传统的电路设计方法和设计过程产生了一次革命性的飞跃。可编程器件可分为数字可编程器件和模拟可编程器件两类。数字nJ'编程器件的技术发展已相当成熟，并早已在电子产品中得到了广泛应用；模拟可编程器件的出现要晚一些，现有芯片的功能也比较单一。数字可编程器件按其密度乂分为低密度PLD（ProgrammableLogicalDevice）和高密度PLD。低密度

3、PLD器件如早期的PAL（ProgrammableArrayLogic）>GAL（GenericArrayLogic）等，都需要专门的编程器來编程，属半定制专用集成电路（ApplicationSpecificIntegratedCircuits,简称ASIC）；高密度PLD如市场上十分流行的CPLD（ComplexProgrammableLogicalDevice,复杂可编程逻辑器件）、FPGA（FieldProgrammableGatesArray,现场可编程门阵列），属全定制ASIC电路，编程时仅需

4、以JTAG方式（JoinTestActionGroup,边界扫描测试技术）与计算机并行口相连即可。相比而言，CPLD适合做各种算法和组合逻辑电路设计，而FPGA更适合完成时序比较多的逻辑电路。Altera公司的CPLD器件又分为EPLD（ElectronicPLD,电可擦除可编程逻辑器件）和FLEX（FlexibleLogicElementMatrix,灵活逻辑单元阵列）。本书提出的设计任务均可以在Altera公司生产的CPLD器件EPF10K10为基础，结合MAX+PlusII开发软件，在EDA-V型

5、实验箱上完成。EDA・V型实验系统介绍4MAX+PLUSII快速入门13设计任务书27EDA・V型实验系统介绍系统的平面结构图如图1所示。、系统主要由以下模块组成：•4位米字型数码管显示模块•8位8字型数码管显示模块•矩阵键盘输入模块•16X16点阵模块•128X32液晶显水模块•iSPPAC适配器接口•CPLD/FPGA适配器接口•12位按键输入模块•18位拨码开关输入模块•蜂鸣器输出模块•电平调节模块•模拟信号源模块•话筒输入模块•语音输出模块•电阻电容扩展模块•口由扩展区•8路A/D转换模块•D/

6、A转换模块•串行EEPROM模块•RS232扩展模块•EEPROM模块•单片机及RS232接口模块•可调数字信号源VCC/GND接口JTAG液晶显示模块模拟信号源输入输出接11电平调节--!I—蜂鸣器电源扩展RS232接1I8X2LED灯话筒/喇叭控串行EEPROM制及输入输山4位米字数码管EEPROM电阻/电容扩展区PAC适配器单片机及RS232接口数字时钟信号源门由扩展区8位8字数码管及键盘CPLD/FPGA适配器A/D转换电路D/A16X16点阵转换电路按键输入区拨码开关输入区更一EDA,V睦定S

7、洲洱卡月B啓至二、各组成模块介绍1、4位米字型数码管显示模块数码管为共阴数码管。本模块的输入口共冇21个，为17个段信号输入口和4个位信号输入口，分别为Al、A2、B、C、DI、D2、E、F、G、H、J、K、M、N、0、P、DP、SELO、SEL1、SEL2、SEL3。其中SELO刈•应最左端的数码管，SEL3对应最右端的数码管。数码管的管脚分配如图2所示。LED?10A2A1&COMV911Al812JHFFEDVt/bB713z614rMa515G/MvJCCm416/317Xx.D2DIr/

8、INp218e/pDP1/D2DI■DPLED18图2米字型数码管管脚分配2、8位8字型数码管显示模块数码管为共阴数码管。本模块的输入口共有11个，为8个段信号输入口和3个位信号输入口，分别为A、B、C、D、E、F、G、DP、SELO、SELKSEL2。其屮SELO、SEL1、SEL2位于16X16点阵模块区，它们经3・8译码器后送给数码管作位选信号，其对应关系如表1。表1LED数码管显示接口及对应的显示状态接口序号数码管状态SEL2S