三态门、oc门实验报告 湖南大学数字逻辑

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1、数字电路与逻辑设计实验报告实验二三态门，OC门的设计与仿真一、实验目的熟悉三态门、OC门的原理，用逻辑图和VHDL语言设计三态门、OC门，并仿真。二、实验内容1．用逻辑图和VHDL语言设计三态门，三态门的使能端对低电平有效。2．用逻辑图和VHDL语言设计一个OC门（集电极开路门）。三、实验原理1．三态门，又名三态缓冲器（Tri-StateBuffer）·用途：用在总线传输上，有效而又灵活地控制多组数据在总线上通行，起着交通信号灯的作用。·功能：三态逻辑输出三种不同的状态，其中两种状态常见的逻辑1和逻辑0，第三个状态高阻值，称为高阻

2、态，用Hi-Z或者Z或z表示三态缓冲器比普通缓冲器多了一个使能输入EN，即连接到缓冲器符号底部的信号。从真值表可以看出，如果是EN=1.则OUT等于IN，就像普通缓冲器一样。但是当EN=0时，无论输入的值什么，输出结果为高阻态（Hi-Z）。逻辑图真值表ENAOUT00Hi-Z01Hi-Z100111波形图第8页共8页数字电路与逻辑设计实验报告2．OC门，又名集电极开路门（opndrn）用途：集电极开路门（OC门）是一种用途广泛的门电路。典型应用是可以实现线与的功能。逻辑图真值表AB001Hi-Z波形图第8页共8页数字电路与逻辑设计

3、实验报告四、实验方法与步骤实验方法：采用基于FPGA进行数字逻辑电路设计的方法。采用的软件工具是QuartusII软件仿真平台，采用的硬件平台是AlteraEPF10K20TI144_4的FPGA试验箱。实验步骤：1、编写源代码。打开QuartusⅡ软件平台，点击File中得New建立一个文件。编写的文件名与实体名一致，点击File/Saveas以“.vhd”为扩展名存盘文件。VHDL设计源代码如下：三态门：LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITYtri_sISPORT(enabl

4、e,datain:INSTD_LOGIC;dataout:OUTSTD_LOGIC);ENDtri_s;ARCHITECTUREbhvOFtri_sISBEGINPROCESS(enable,datain)BEGINIFenable='1'THENdataout<=datain;ELSEdataout<='Z';ENDIF;ENDPROCESS;ENDbhv;第8页共8页数字电路与逻辑设计实验报告OC门：LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITYocISPORT(datain:INS

5、TD_LOGIC;dataout:OUTSTD_LOGIC);ENDoc;ARCHITECTUREbhvOFocISBEGINPROCESS(datain)BEGINIF(datain='0')THENdataout<='0';ELSEdataout<='Z';ENDIF;ENDPROCESS;ENDbhv;2、按照实验箱上FPGA的芯片名更改编程芯片的设置。操作是点击Assign/Device,选取芯片的类型，一般选“Altera的EPF10K20TI144_4”3、编译与调试。确定源代码文件为当前工程文件，点击Complier

6、进行文件编译。编译结果有错误或警告，则将要调试修改直至文件编译成功。4、波形仿真及验证。在编译成功后，点击Waveform开始设计波形。点击“insertthenode”,按照程序所述插入三个节点。设置参数：选择菜单Edit->EndTime和Edit->GirdSize设置结束时间和网格大小。然后输入信号激励，可生成波形图，最后点击保存按钮保存。第8页共8页数字电路与逻辑设计实验报告5、时序,功能仿真。选择菜单Assignments->Settings命令，易可以选择时序仿真或功能，。6、FPGA芯片编程及验证。（1）将下载电缆

7、线与USB接口（DDA_I型实验板）连接，打开实验平台电源开关。（2）选择Tools->Programmer命令，单击HardwareSetup按钮，单击AddHardware按钮，在Hardwaretype下拉列表中选择ByteBlassMVorByteBlasterII项，Port为LPT1.单击OK确认设置后单击Close按钮，完成电缆配置。（3）完成配置后，单击Start按钮，Progress栏中出现100%,下载成功。（4）初始化电路，根据设置好的管脚资源操作实验，完成异或门测试。五、实验结果与分析1、编译过程a)编译过

8、程、调试结果：选择菜单Processing-->CompilerTool命令，弹出全编译工具窗口，单击Start按钮，执行全编译。根据Message窗口中警告和错误信息提示，修改电路重新编译直至编译成功。b)结果分析及结论编译成功。2、功能仿真a)