完整word版四位二进制减法计数器.docx
- 文档编号:24325416
- 上传时间:2023-05-26
- 格式:DOCX
- 页数:33
- 大小:765.50KB
完整word版四位二进制减法计数器.docx
《完整word版四位二进制减法计数器.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《完整word版四位二进制减法计数器.docx(33页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
完整word版四位二进制减法计数器
成绩评定表
学生姓名
范文龙
班级学号
1103060217
专业Ik
通信工程
课程设计题目
四位二进制减计数
评语
组长签字:
成绩
日期
20年月曰
课程设计任务书
通信工程
信息科学与工程学院
课程设计题目四位二进制减法计数器(缺000000010010)
实践教学要求与任务:
1、了解数字系统设计方法
2、熟悉VHDL语言及其仿真环境、下载方法
3、熟悉Multisim环境
4、设计实现四位二进制减法计数器(缺00000001°010)
工作计划与进度安排:
第一周熟悉Multisim环境及Quartusn坏境,练习数字系统设计方法,
包括采用触发器设计和超高速硬件描述语言设计,体会自上而下、自下而上设计方法的优缺点。
第二周在Quartusn环境中用VHDL语言实现四位二进制减法器(缺0000
00010010),在仿真器上显示结果波形,并下载到目标芯片上,在
实验箱上观察输出结果。
在Multisim环境中仿真实现四位二进制减法计数器(缺000000010010),并通过虚拟仪器验证其正确性。
201年月曰
201年月曰
201年月曰
QuartusII提供了完全集成且与电路结构无关的开发包环境,具有数字逻辑设计的全部特性,应用范围非常广泛,由于数字系统中高低电平分别用0和1
表示,数字电路问题可以转化成逻辑问题,可以通过仿真电路表示出来,进行观
察和研究,并且可以下载到实验箱上。
此次课程设计我将使用VHDL设计一个四
位二进制减法器。
Multisim是美国国家仪器(NI)有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具,适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。
它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式,具有丰富的仿真分析能力。
在这次课设中我将用它绘制出电路图,进行四位二进制减法器模拟。
关键词:
QuartusII;VHDL;Multisim;减法器
沈阳理工大学
.1
、课程设计目的二、设计框图三、实现过程
1、QUARTUSII实现过程
1.1建立工程・2
••
1.2编译程序7
1.3波形仿真1,
・1
1.4引脚锁定与下载1.
.5
1.5仿真结果分析1.
.6
2MULTISIM实现过程・1.
、6
2.1求驱动方程1.
.6
2.2画逻辑电路图2.
.0
2.3逻辑分析仪的仿真2.
・1
2.4结果分析・2
四、总结
2.
.3
五、
口
参考书目
、课程设计目的
1:
了解四位二进制计数器工作原理和逻辑功能。
2:
掌握计数器电路的分析、设计方法及应用。
3:
学会正确使用JK触发器。
、设计框图
状态转换图是描述时序电路的一种方法,具有形象直观的特点,即其把所用触发器的状态转换关系及转换条件用几何图形表示出来,十分清新,便于查看。
在本课程设计中,四位二进制减法计数器用四个CP上升沿触发的JK触发
器实现,其中有相应的跳变,即跳过了000000010010三个状态,这在状态转换图中可以清晰地显示出来。
具体结构示意框图和状态转换图如下:
CP输入减法计数脉
A四位二进制减法计数器输出信号
A:
结构示意框图
1001
1100-2101丄
/I
B:
状态转换图
二I创凶
、实现过程
1.QUARTUSII实现过程
1.1建立工程.
□IkJ厘導觀C•峥性0I►.I松山U
QudMuJriTelCMSole
ISrtfawAF1DWT5他hErit“l\pAMb乙町TTPhI】町TTP入Ehik_
tj±jr
图1-1QUARTUS软件的启动界面
(1)点击File-〉NewProjectWizard创建一个新工程,系统显不如图5-2。
2d
NewProjectWizard;Introduction
TheNewProjectWizardhelpsyoucreateanewprojectandpreliminaryprojectsehings,lindudinglhefollowing:
Proj&ctnanwanddirectwyNameofthetoplevddesignentityProiectfilesandlibrariesTagetdevicefamilpanddeviceEDAbolsettings
Youcanchanqerhesettirqsforanexisrinq[iroiectandspecifyadditional!
proiect-widesettinqswiththeSettingscommand(Assignmentsmenu)・YoucanusethevariouspagesoftheSettingsdiallogbowtoaddfuncbanalitytctheproject・
IDon'tshci哪methisintrciductionaaaiii
图1~2工程创建向导的启始页 (2)点击Next,为工程选择存储目录、工程名称、顶层实体名等,如图1-3所示; (3)点击Next,若目录不存在,系统可能提示创建新目录,如图1-4所示,点击是”按钮创建新目录,系统显示如图1-5所示; (4)系统提示是否需要加入文件,在此不添加任何文件; (5)点击Next,进入设备选择对话框,如图1-6,这里选中实验箱的核心芯片 CYCLONE系列FPGA产品EP1C6Q240C8; (6)点击Next,系统显示如图1-7,提示是否需要其他EDAX具,这里不 选任何其他工具; (7)点击Next后,系统提示创建工程的各属性总结,若没有错误,点击 Finish,工程创建向导将生成一个工程,这时软件界面如图1-&在窗口左侧显示出设备型号和该工程的基本信息等。 NewProjectWizard: Directory,Name・Top-LevelEntity[page1of5] WhalIStheworkingdirectoryforthisproject? [c: \countlO Whaii$thenameofthisproject? [count10 Whatisthenamedthetop-leveldesignentityforthispraject? Thisnameiscasesensitiveandmustexacllvmatchtheentitynameinthedesignfile・ jcount10… UseExistingProjeclSettings・・・ Fini sh 图1-3 输入工程名称、存储目录 QuartusH JDirectoryJc/countlO" doe"notexistDoyouwanttocreateit? 甲一 图1-4提示是否创建新文件夹 NewProjectWizard: AddFiles[page2oF5] Selectthedesignfilesyouwan*toincludeintheproject.ClickAddAlltoaddalldesignfilesintheprojectdirectorytotheproject.Note: youcanalwaysadddesignfilestotheprojectlater. Filename: _IT Eropertie3 I UpI DownI 图1-5提示是否添加文件 NewProfectWizard: Family&DeviceSettings[page3of5] Setecuhefamily)anddevktyouwanttotargetIncompilation. coiiiiipatibleon'y AvaiaUedevices: Mime ICorev… ILEs1 Memur… 阪 -CormaTinDndevice FfardDopjpII: | 取消I limitD5P&RAMtoHsTdCopyIIdevicereso-jces 图1-6芯片型号选择 NewPrefectWizard: EDAToolSettings[page4of5] SpeciftheotherEDAtools-nadditiontotheQuartu3IIsoftware-usedW*htheproject. DAdesignemry.tooljI Format: zDtr厂Next EQAsimulationtool: ava^afcfle 23 Format: 1诩DL丿 Xotava'abfle EQAtiminganalysistoot ]Finish 图1-7提示是否利用其他EDA设计工具 NewProjectWizard: Summary[page5of5] WhenyouclickFIrish,theprojecl卩屮illbecreatedwiththefollowingsettings: Projectdirectofv: c/counti(V Prejectname; count10 Tdp-leveldesignentity; counll0 Numberoffibsadded: 0 Numberoflibraniesadded: 0 Deviceassignments: Familyname; Cyclone Device: EP1CGQ240C8 EDAtools: Designentry/synthesis: Simulation: Timing Operatingconditions: Corevoltage: 1.5V Junetiontemperaturerange: M5痛 图1-8丄程阐述汇总 1.2编译程序 为实现用一个拨码开关控制一个LED亮灭的功能,可用VHDL编写一个程 序实现,具体操作过程如下: (1)点击File->New创建一个设计文件,系统显示如图1-9; ITev NewQuortusIIProject SOPI.BuilderSystem DesignFiles AHDLF订e BlockDiagram/Schem*ticFileEDIFFile StoteMachineFile SystemVerilogHDLFile TclScriptFile VerilogHDLF订e MemoryFiles Hexadecimal(Intel-Format)FileMemoryInitializationFile Verikation/DebuggingFiles In-SvslemSourcesandProbesFileLogicAnalyzerInterfaceFileSignal! ap IIILogicAnalvzerFile : VectorWaveformFile1OtherFiles ■AHDLIncludeFile -BlockSymbolFile ChainDescriptionFile OK SynopsyjDesignConstraintsFile Carcel 图1-9创建一个设计文件 (2)选择设计文件的类型为VHDLFile; (3)点击OK,系统显示如图1-10,窗口右侧为VHDL的编辑窗口。 Si* TTn>dJXETT *h勺*;・Ji 图ITO新建的一个VHDL源文件的编辑窗口 4)在编辑窗口中编辑以下程序: libraryIEEE; useIEEE.STD_L0GIC_1164.ALL; useIEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL; useIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; entitycountlOis PORT(cp,r: INSTD_LOGIC; q: OUTSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0)); endcount10; ARCHITECTUREBehavioralOFcountlOIS SIGNALcount: STD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO 0); BEGIN PROCESS(cp,r) BEGIN 辻r-I"thencount〈二〃0000〃; elsiFcp,EVENTANDcp二'1'THEN 辻count二〃0011〃THEN count〈二"1111"; ELSEcount〈二count-1: ENDIF; endif: ENDPROCESS: q〈二count; endBehavioral: (5)输入程序后,存盘,如图1-11所示: 图1-11存盘 (6)点击Processing-〉StartCompilation编译该文件,系统将开始编译,结束 后,给出提示信息和编译结果,如图1-12所示: ■--virim- 零心(•• 昭■•ng丸**'*0<| ITqJT,尹趣讥二帝如叶 XJHLHJC: Trot*a: : -r-fj-e: T«nXJK.: —XlEUUirVjS,: «tA*xt*€l&Teu5t: d--1UttXULJXU.•: €lof KflnUl: JclfldHaEURL1MJ7uurtcSXZUIvlTlcfl/ □MF-m•<.3dUrv'.A03seat■Jit.jjttii口停•^or-“,lOlt17: : -J: ・;U»C弋: ! £■: 1TllrB: gtl■诃扎•>HU•■决叱: : KItnrtr-vjrrtatfUftf': ■'! IU•*'* h ri^i・"vn”r(OBrtc«n•LOTucivamtej・8errlrj,JlUCtUTlr «fr: •uxTjr((rtSU.OiTUnlwn'xllfllLn*fllxnZlp4 TO— 图1-12编译结果显示 1.3波形仿真 出现 (1)建立时序仿真文件,如图1T3所不,选择"VectorWaveformFile" 图1T3的界面,在Name空白处击右键,Insert一InsertNodeorBus •loxjrm 尊xr■ Ftoiai-Mr AuiB■•1 7-i-Kafz KJlMtLn*DC*uf-blxlprlW心tlullttis]i <>■F>.®X 沾": ;Bt : 熬•匕 帕知 Sap* ratu : Mt•: CUBcZd: 4磁5—・《JaaJCa1«n.■"■■**& ? —UU0JSa2Ua|-X JB]T>U2nloJ: rlXtodp«alEuzLSn*la「ffutdOKUX41'»ctor0>^: ar Clo--eVXrtvzttLfua11XrjtHcfcxltc«k_Q】KUcbwurcxIchjbCD'jjtZI*cc-Bt'口】・EdU2O«.4s-v=»: /|-CEiXTocllfclfngrrc'*1: L]*国I: cUuctZ"CL-Jt. 1380]【*Lftra.<: lrrtriTq'fJIch? flten? l q]---. Drotrt»IIi Iq6j> 15“吓121A1U■■逹阿AEAtHo油11网人Mmr国7? I丨1•母世人S人SiAfvindIJ人闻/tl1JiLrf~ ■・Uu ®Tan牯 •.Ifp<«刃 图1-13 IS申】SB1£A HUM 图1-14 在图1-14中单击Nod归甌 NodeFinde^ Named: Lookin: ▼|Filet|Pins: all ▼|Customize...|U$t|、 — □K| ▼J▽Includesubet^ities Cancel NodesFourd- SelectedNodes: Name 图1-15 Name 在图1-15中单击 3,再单击送7OK7OKo如图1T6所示 rHloxjrMQ Eqs« Tlr IT.® <—HAlniUOXBA11■11 V i-Vr J /■*>A;iKkL&-D'tur-virl-»lxvlVcd*} 诒 calflQ'M : 电n»f 申KAE 阿小帕打加闪ZE 学 0 4C Z・ «tu *Q S AO L_ *7” M4 r H[»] bo hjt沁 nrwyuj.. aehsud.TO1.1mgdug注旷胆、 □C.CD: 曲一: .2£: ' IMi! TS仏 Ml: Mfltfntiu: rtiTUIULo Jd9u 4VtxCl: ■? Z2sj«: ]L: 433 陀101叩: CZ4I9UI■XTjc4«crafrtftl•p (0|「 =00r4'rfitoMxuw UH ■ZZlXt auLvJ. Bat- G1L14S.IMLZ ltt*5 rc OttrtX QtWdtDTVQCH 初. -t*|.1>! 1idupLlJOCced vxxa ZXG 1M4: C ■C UclXS«*aH KVA jairrTd. t 日 0 BMfiMDU*: UX■EX2,bUU® rtut 土口“ UteB5nMi»x<-wr■op. »o4fE 图1-16 保存在 co: JX couikt 10名称 一db .ircr#(nentaidb t呼園 修改日期 2013/6/922: 32 2013/6/922: 31 计算机 IT )_ juoixntlQ 保存塑型 CT): VectorWavefernPile0*. 保存⑸]取 消I PAddfiletocurrentproiect 图1-17 仿真文件存盘时,文件名字必须与顶层文件同名,即 count10,默认即口Jo 图1-18 图1T8是为仿真输入赋值的。 如想赋值'1'单击入。 (2)单击菜单进行仿真 HWWHIWTools世皿如Help •花StopFl'-3cessins rtf'十夺i立丸 ►StartCcmpilaticn Ctrl+L 射Ajtalyre("TKrentfil>e Start ► UpdateWkmoryInitid.iZdtionFil« CompiLatianReport Ctrl+K StartCompilationudSimulati«iCtrl+£hi£t+K GeneraleFunctionalEimulation H'flStartSimulation Ctrl+I SimulationDebug ► SimulationReport Ctrl+Skift+K 匾gmpilerTool Ei・mulatorTool ClassicTimingAitaly^ftrTool FowevFlayFo"er虹ulyr亡: rTool 图1-19 仿真结果如图1-20。 Q/VlllakV Qjjuxnn DQ0IAAp-luMjriW TibTllhLlC tilCvHiwnTlur< 0JlrTXlKmfWxwt涉[名iL>*4hhr: ep •・: ■■wn «•±-Br.■: r.i-Cw.uttl*«dX n.AjllfcLn-;<4m>an H/i•'.-5XF如 i-*-EblTrLIiiL Fn£unF 出・仙■込灼8二・•1XSXnmirySrfttncJ弊申DimMonrcvrl二JQUllllM%■mXJU* mfif : <T眇 F*t Ol-IRF ■,JU MO EpAZ ufLTLrLrLTLr. lM防啟“创叶卩计5E5J5TULT尸样“可①Et山匸 rmT^ruxz川 IPJ1JX1Txt KaUlTl Cr.Fr-: 020kT1-3UIZlGAlrclH11*«<=JJ
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 完整 word 版四位 二进制 减法 计数器