复杂可编程逻辑器件指导书-新.doc

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1、复杂可编程逻辑器件及数字系统设计王晓飞编著北京机械工业学院电子信息工程系二零零四年六月实验一熟悉软硬件环境及使用一、实验目的1．学习QuartusⅡ软件的基本操作；2．学习原理图和VHDL两种设计输入方法；3．初步掌握器件设计输入、编译、仿真、下载的过程；4．学习实验装置的使用方法。二、实验要求选用课上或书中的例题，按照第二章所述练习QuartusⅡ软件的使用：分别选用原理图输入方式和VHDL输入方式进行电路功能设计；掌握CPLD的开发步骤——设计输入、设计实现、设计验证；按照附录所述了解实验装置的工作原理和使用方法。实验二组

2、合逻辑电路的设计一、实验目的1．设计8段译码器、两路4位二进制比较器，并在实验装置上验证所设计的电路；2．学习用VHDL语句进行逻辑描述。二、实验要求用VHDL设计8段译码器、两路4位二进制比较器，对CPLD器件进行配置及下载来验证自己的设计，验证电路的外围器件可选用按键输入、指示灯输出。8段译码器的逻辑功能输入输出in[3..0]dpgfedcba000111111100000110201011011301001111401100110501101101601111101700000111801111111901101111

3、A01110111B01111100C00111001D01011110E01111001F01110001两路4位二进制比较器逻辑功能输入输出a[3..0]b[3..0]HLEa[3..0]>b[3..0]100a[3..0]

4、码管输出。思考题：如何消除险象竞争？实验四数字电路系统实验——设计交通灯控制器一、实验目的1．设计一个简易交通灯控制器，并在实验装置上验证所设计的电路；2．学习层次化设计方法。二、实验要求位于十字路口的交通灯，在A方向和B方向各有红、黄、绿三盏灯，亮灭顺序如表所示，1表示亮，0表示灭，假设灯亮灭时间均为1S。本实验设计输入方法、验证器件不限，最终需建立一个元件符号。A方向B方向红灯黄灯绿灯红灯黄灯绿灯100001100010010010010100001100010100010010100010思考题：如何实现各灯亮灭时间可调

5、？实验五数字电路系统实验——设计一个方波信号输出电路一、实验目的1．设计一个方波信号产生电路，并在实验装置上验证所设计的电路；2．建立自顶向下的设计思路。二、实验要求设计一个占空比为20％、周期为1S的方波信号，并用末位数码管进行指示——当方波信号为高电平时，数码管显示2；当方波信号为低电平时，数码管显示8。实验六数字电路系统实验——设计两人掷骰子比较点大小的游戏电路一、实验目的1．设计一个游戏电路并在实验装置上验证所设计的电路；2．建立自顶向下的设计思路。二、实验要求A、B两人玩掷骰子的游戏，当A的点数大于B的点数时，输出H

6、=“1”、L=E=“0”；当A的点数小于B的点数时，输出L=“1”、H=E=“0”；当A的点数等于B的点数时，输出E=“1”、H=L=“0”；并同时用两个数码管显示A、B两人的点数。实验七数字电路系统实验——设计一个CPU计数比较系统一、实验目的1．设计一个计数比较系统，并在实验装置上验证所设计的电路；2．建立自顶向下的设计思路。二、实验要求cp1和cp2为两个时钟输入端，keep=1时启动2个8位计数器，keep=0时，计数器停止计数并保持当前计数值。/R=0时，CPU读入数据。C=0时，CPU读入A口值；C=1时，CPU读

7、入B口值。完成虚框以外的电路的设计。思考题：1.若CPU的写信号参与控制，并口的D7~0将成为双向口，如何设计？2．不读不写时如何使并口的D7~0呈高阻态？实验八数字电路系统实验——设计CPU接口电路一、实验目的1．设计一个CPU接口电路，并在实验装置上验证所设计的电路；2．了解CPU接口电路的工作原理；3．掌握自顶向下的设计方法。二、实验要求如图示一个微机系统接口电路芯片：D7~D0与CPU数据线相连，A、RD、WR来自CPU控制线。当RD=0时，CPU通过D7~D0读入IN7~IN0的数据；当WR=O时，CPU通过D7~D

8、0将数据写入OUT7~OUT0。当A=0时，输出OUT7~OUT0呈高阻态。设计框内电路。思考题：三态门、缓冲器、锁存器的使用场合？实验九状态机一、实验目的1、掌握建立状态机的逻辑模型的方法。2、掌握状态机的实现和多个状态机的组合使用方法。二、实验设备与要求1、微机一台。2、