实验十三 VHDL设计四人抢答器.doc

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1、实验十三用VHDL设计四人抢答器一、实验目的1、熟悉四人抢答器的工作原理。2、加深对VHDL语言的理解。3、掌握EDA开发的基本流程。二、实验原理抢答器在各类竞赛性质的场合得到了广泛的应用，它的出现，消除了原来由于人眼的误差而未能正确判断最先抢答的人的情况。抢答器的原理比较简单，首先必须设置一个抢答允许标志位，目的就是为了允许或者禁止抢答者按按钮；如果抢答允许位有效，那么第一个抢答者按下的按钮就将其清楚，同时记录按钮的序号，也就是对应的按按钮的人，这样做的目的是为了禁止后面再有人按下按钮的情况。总的说来，抢答器的实现就是在抢答允许位有效后，第一个按下按钮的人将其清除以禁止再有按钮按下，同时记

2、录清楚抢答允许位的按钮的序号并显示出来，这就是抢答器的实现原理。三、实验内容本实验的任务是设计一个四人抢答器，用按键模块的S5来作抢答允许按钮，用S1～S4来表示1号抢答者～4号抢答者，同时用LED模块的LED1～LED4分别表示于抢答者对应的位子。具体要求为：按下S5一次，允许一次抢答，这时S1～S4中第一个按下的按键将抢答允许位清除，同时将对应的LED点亮，用来表示对应的按键抢答成功。数码管显示对应抢答成功者的号码。在此实验中数码管、LED、按键开关与FPGA的连接电路和管脚连接在以前的实验中都做了详细说明，这里不在赘述。四、实验步骤下面将通过这个实验，向读者介绍QUARTUSII的项目

3、文件的生成、编译、管脚分配以及时序仿真等的操作过程。1、建立工程文件1)选择开始>程序>Altera>QuartusII5.1，运行QUARTUSII软件。或者双击桌面上的QUARTUSII的图标运行QUARTUSII软件，出现如图1-3所示，如果是第一次打开QUARTUSII软件可能会有其它的提示信息，使用者可以根据自己的实际情况进行设定后进入图1-3所示界面。图1-3QUARTUSII软件运行界面2)选择软件中的菜单File>NewProjectWizard，新建一个工程。如图1-4所示。3）点击图1-4中的NEXT进入工作目录，工程名的设定对话框如图1-5所示。第一个输入框为工程目录输

4、入框，用户可以输入如e:/eda等工作路径来设定工程的目录，设定好后，所有的生成文件将放入这个工作目录。第二个输入框为工程名称输入框，第三个输入框为顶层实体名称输入框。用户可以设定如EXP1，一般情况下工程名称与实体名称相同。使用者也可以根据自已的实际情况来设定。图1-4新建工程对话框图1-5指定工程名称及工作目录4）点击NEXT，进入下一个设定对话框，按默认选项直接点击NEXT进行器件选择对话框。如图1-6所示。这里我们以选用CycloneII系列芯片EP2C35F672C8为例进行介绍。用户可以根据使用的不同芯片来进行设定。图1-6器件选择界面首先在对话框的左上方的Family下拉菜单中

5、选取CycloneII，在中间右边的Speedgrade下拉菜单中选取8，在左下方的Availabledevices框中选取EP2C35F672C8，点击NEXT完成器件的选取，进入EDATOOL设定界面如图1-7所示。图1-7EDATOOL对话框5）按默认选项，点击NEXT出现新建工程以前所有的设定信息，如图1-8所示，点击FINISH完成新建工程的建立。图1-8新建工程信息2、建立VHDL设计文件1）在创建好设计工程后，选择File>NEW…菜单，出现图1-9所示的新建设计文件类型选择窗口。这里我们以建立VHDL设计文件为例进行说明，其它设计输入方法与之基本相同。图1-9新建设计文件选择

6、窗口2）在New对话框（图1-9）中选择DeviceDesignFiles页下的VHDLFile，点击OK按钮，打开图形编辑器对话框，如图1-10所示。图中标明了常用的每个按钮的功能3）在文本编辑器中输入如下vhdl程序：libraryieee;useieee.std_logic_1164.all;useieee.std_logic_arith.all;useieee.std_logic_unsigned.all;--------------------------------------------------------------------entityexp1isport(S1,S2

7、,S3,S4:instd_logic;--输入：表示4个人S5:instd_logic;--主持人按键ledag:outstd_logic_vector(6downto0);Dout:outstd_logic_vector(3downto0));endexp1;--------------------------------------------------------------------archite