五人表决器九九乘法表交通灯EDA报告.docx

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五人表决器九九乘法表交通灯EDA报告

实验一五人表决器的设计

一、实验目的

1、了解和初步掌握ISPlever软件的基本操作方法以及电子线路的程序编写abel语言的编写。

2、通过实验，加深电路设计的概念以及了解计算机辅助设计分析的过程

3、培养学生的创新能力以及理论知识的应用能力。

二、实验内容及步骤

本实验要求利用ISPLEVER软件完成对五人表决器的设计及仿真，表决规则是，多数胜少数。

分析题意，我们可以知道此次仿真应有五个输入端口，一个输出端口。

分别设置其A,B,C,D,E为输入端口，F为输出端口。

故分析可知其真值表如下所示：

A

B

C

D

E

F

0

0

0

0

0

0

0

0

0

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1

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1

1

图1：

无人表决器真值表

可分析：

无人中任意三人通过则表决可以通过，故得到其逻辑表达式为

F=ABC+ABD+ABE+ACD+ACE+ADE+BCD+BCE+BDE+CDE

实验步骤：

1、打开ISPLEVER软件，新建一个项目，并命名为Untitled.syn。

2、在新建立的项目的基础上新建一个原理图文件，并为之命名为biaojueqi.sch。

用软件绘制原理图如下所示：

图2：

五人表决器原理图

3、在顶层原理图的基础上，为模块编写ABEL语言程序，原理图中建立了WTF模块，新建立一个程序文件wtf.abl。

编写此项目的仿真文件程序biaojueqi.abv得到：

对此项目文件进行仿真，得到仿真结果如图：

图3：

实验结果仿真分析

三、实验结果分析

本次实验设计的是五人表决器，要求A,B,C,D,E五个输入中只要有三个以上为1，那么实验的输出即为1。

通过分析，我们得到了表决器输出的逻辑表达式，然后根据表达式完成了VOTE项目的设计，项目设计后仿真得到，A,B,C,D,E全为1时则全票通过；A,B,D,E为1，C为0时F为1；A,B,E为1，C,D为0时F为1；A,B为1，C,D,E为0时F为0；A,B,C,D为0，E为1时输出F为0；当A,B,C,D,E全为0时，则F=0；经过TEST文件来对程序检测，发现设计基本可以完成表决任务。

四、实验小结

作为EDA实验的第一个实验，在完成的过程中仍存在着操作不娴熟，操作失误等问题。

在写程序时会输错部分关键字或漏掉一些小的标点之类的，导致编译不通过，需要经过反复查找，所以，觉得在输程序时就应注意细节，提高一次正确率，避免一些小错误的发生，起到事半功倍的效果。

经过这次实验，已经基本了解了ISPLEVER的操作方法，掌握了用此软件完成电子设计的基本流程，并能够用ABEL语言完成对芯片模块的程序设计。

实验二四位二进制实现9*9乘法设计

一、实验目的

1、了解和掌握ISPlever软件的基本操作方法以及电子线路的程序编写abel语言的编写。

2、通过实验，加深电路设计的概念以及了解计算机辅助设计分析的过程

3、通过计算机辅助设计软件完成乘法器的设计，实现乘法表功能，以此来培养学生的创新能力以及理论知识的应用能力。

二、实验内容及步骤

此次实验要求完成九九乘法表的设计，即要求输入0-9之间的数字相乘，能得到相应的积的结果。

通过分析可以知道要完成此项功能我们需要8位输入来送入乘数和被乘数，以及7位输出来输出积的结果。

若要明显的显示出此次的设计，则我们还要对积进行BCD的编码转换（输入为0-9时，二进制码与BCD码保持一致，故乘数不需要译码即可输出），即在乘法器的基础之上再设计一个译码转换模块完成二进制码向BCD码的转换。

在实验中，我们可以设计A4,A3,A2,A1,为被乘数的四位二进制码，B4,B3,B2,B1为乘数的四位二进制码，Z7..Z0为乘积的八位BCD输出码，要实现乘法功能，经分析可知：

A4A3A2A1

×B4B3B2B1

___________________________________________

A4*B1A3*B1A2*B1A1*B1

A4*B2A3*B2A2*B2A1*B2

A4*B3A3*B3A2*B3A1*B3

A4*B4A3*B4A2*B4A1*B4

___________________________________________________________________

S7S6S5S4S3S2S1

故我们可由上述规则得到其乘积的各位逻辑表达式为：

S1=A1*B1

S2=A2*B1+A1*B2

S3=A3*B1A2*B2A1*B3

S4=A4*B1A3*B2A2*B3A1*B4

S5=A4*B2A3*B3A2*B4

S6=A4*B3A3*B4

S7=A4*B4

在译码的模块，我们需要将乘积结果的二进制码转换成为BCD码。

故通过分析可以知道在0-9内，数字的二进制码等于其BCD码；当其10-19内时，数字的BCD码等于其二进制码加上6；当其在20-29内时，数字的BCD码则等于其二进制码加上12；并以此类推可以得到译码的相关逻辑表达式。

实验步骤：

1、打开ISPLEVER软件，新建一个项目，并命名为chengfaqisyn。

2、在新建立的项目的基础上新建一个原理图文件，并为之命名为chengfa.sch。

用软件绘制原理图如下所示：

图1九九乘法器的原理图

3、在顶层原理图的基础上，编写ABEL语言程序，在原理图中我设计了两个模块，即JIA模块和ZHUAN模块。

故我们应对这两块模块进行逻辑功能设定，则我们可以得到如下程序：

A、乘法器编程JIA.abl

B、译码输出部分编程ZHUAN.abl

4、在完成功能设计和编程的基础上，编写仿真文件chengfa.abv来对程序进行检测。

5在完成的设计和仿真文件的基础上，得到仿真结果如下:

图2：

九九乘法器的仿真图像

三、实验结果分析

在这次设计中，预计完成九九乘法表的功能，并且要求输入和输出能够按照BCD编码输出。

通过完成对乘法器和译码电路两个电路的设计编程和连接来完成了此项功能的设计。

通过仿真，我们可以看到程序完成了1*24*55*55*97*89*9；此次实验成功完成了乘法的运算，并能成功的完成0-9内的数字的相乘。

四、实验小结

作为EDA实验的第二个实验，要求能够完成九九乘法表的功能，实验设定的是8个输入，即乘数4位，被乘数4位，且其输入的范围是0-9，乘积输出为8位BCD编码，输出范围为0-81。

这次设计虽然能基本熟练的完成实验的流程，但是在操作的过程中仍然会存在一些问题。

首先，因为乘数和被乘数是0-9范围内，它们的BCD编码和二进制编码保持一致，故不需要译码。

但是由于在乘数和被乘数两个输出端未加缓冲，出现了设计错误的问题。

其次，在实验中，设置了两个不同的模块，即JIA和ZHUAN，它们的名字均和项目的名字不一致，在进行仿真文件的编写的时候，跟一个模块的名字相同而与项目的名字不一样，出现了仿真失误的问题。

通过这次实验，不仅通过查阅资料开阔了自己的视野来设计九九乘法器，巩固了电子设计的理论知识，而且通过又一次的实验练习，更加熟练的掌握了此电子设计软件的流程，对此软件的操作有了更深的了解。

实验三交通灯的实验设计

一、实验目的

1、了解和掌握ISPlever软件的基本操作方法以及电子线路的程序编写abel语言的编写。

2、通过实验，加深电路设计的概念以及了解计算机辅助设计分析的过程

3、通过计算机辅助设计软件完成交通灯的设计，实现十字路口的交通灯功能，以此来培养学生的创新能力以及理论知识的应用能力。

二、实验内容以及步骤

本次实验要求完成交通灯的相关功能的设计，即在马路的东西向和马路的南北向分别放置红黄绿灯，在45秒东西向的红灯亮，此时南北向的绿灯亮40秒，然后的5秒便是黄灯；紧接着东西向的40秒是绿灯亮，5秒是黄灯亮，此时南北向则是45秒的红灯亮。

经分析此题目，我们可以知道要完成的是计数部分，完成45的计数来显示灯亮的时间，并完成90计数部分，因为每个方向灯亮的周期为90。

当遇到特殊情况，按下控制按钮S，则两个方向均为红灯；特殊情况解除时，松开S，则还原，继续之前的状态自动运行。

经分析，在设计的项目里面设置输入端口CP,R,S即CP则是电路的时钟控制，R是计数部分的清零端，S是计数器的使能控制端以及灯显示部分的突发控制按键。

设计的项目的输出部分则是Q7..Q0,R1,G1,Y1,R2,G2,Y2，Q7..Q0是计数部分的BCD译码输出，其他的输出端口则是控制灯的亮时。

方向

持续时间

40s

5s

40s

5s

东西

红

红

绿

黄

南北

绿

黄

红

红

图1：

交通灯亮汇总表

实验步骤：

1、打开ISPLEVER软件，新建一个项目，并命名为jiaotongdesng.syn。

2、在新建立的项目的基础上新建一个原理图文件，并为之命名为jiaotong.sch。

用软件绘制原理图如下图2所示：

3、在顶层原理图的基础上，编写ABEL语言程序，在原理图中我设计了两个模块，即SUM1模块和SUM2模块和TRAN模块和XSH模块。

故我们应对这两块模块进行逻辑功能设定，则我们可以得到如下程序：

图2：

交通灯的原理图设计

程序：

A、SUM45模块的程序设计SUM1.abl

B、SUM2模块的程序设计SUM2.abl

C、TRAN的模块程序设计TRAN.abl

D、XSH的模块程序设计XSH.abl

4、根据已经设计好的原理图以及程序的基础上，我们来设计仿真文件对项目进行仿真得到文件jiaotong.abv。

仿真程序如下：

MODULEjiaotong

CP,R,EN,Q7..Q0,R1,G1,Y1,R2,G2,Y2PIN;

X=.X.;

M=[R1,G1,Y1,R2,G2,Y2];

Q=[Q7..Q0];

C=.C.;

TEST_VECTORS

（[CP,R,EN]->[Q,M]）

@REPEAT270{[C,0,0]->[X,X];}

@REPEAT270{[C,0,1]->[X,X];}

@REPEAT270{[C,1,0]->[X,X];}

@REPEAT270{[C,1,1]->[X,X];}

END

5、在已经设计好的项目基础上，来对项目进行仿真，得到了仿真结果如下所示：

图3：

交通灯仿真图像

图4：

交通灯的仿真图像2

图5：

交通灯的仿真图像3

三、实验结果分析

本次实验，要求完成交通灯的设计，我们对此项目进行3个周期即270秒的仿真发现，在每一个周期内，G1灯在44—06秒内亮然后05-00秒内Y1灯亮，与此同时，R2灯亮时44-00秒；接下来的44-06秒内G2亮然后05—00秒内Y2灯亮，与此同时R1灯亮44-0秒。

通过仿真分析可以知道，基本完成此次实验任务。

四、实验小结

作为EDA实验的最后一个实验，要求能够完成交通灯的功能，这是一个时序逻辑电路的设计实例，实验设定的是3个输入，即时钟信号、清零信号和特殊情况控制信号。

实验设定14个输出，8个计时显示输出，6个灯显控制输出，这次设计能熟练的完成实验的流程，但是在操作的过程中仍然会存在一些问题。

这次实验，将生活中的实际巧妙的与我们所学习的理论知识相结合，交通灯的原理得以了解，并且因为贴近实际更是引发我们更加的爱自己的专业，而且通过实验练习，更加熟练的掌握了此电子设计软件的流程，对此软件的操作有了更深的了解。

实验一：

五人表决器的设计……………………………………..1

一、实验目的……………………………………………1

二、实验内容及步骤……………………………………1

三、实验结果分析………………………………………3

四、实验小结……………………………………………3

实验二：

九九乘法表的设计……………………………………...4

一、实验目的………………………………………………4

二、实验内容及步骤……………………………………….4

三、实验结果分析…………………………………………..6

四、实验小结……………………………………………….7

实验三：

交通灯的实验设计………………………………………8

一、实验目的……………………………………………...8

二、实验内容及步骤……………………………………...8

三、实验结果分析………………………………………..12

四、实验小结……………………………………………..12

学生学号

实验课成绩

武汉理工大学

学生实验报告书

实验课程名称电子线路EDA

开课学院信息工程

指导老师姓名

学生姓名

学生专业班级

20014——2015学年第一学期