课题七 可编程逻辑器件GAL的应用.ppt

任务一应用GAL制作8路输出控制器 任务二应用GAL制作复合逻辑门电路 任务三应用GAL制作十进制数码显示器 任务四应用GAL制作4位左移寄存器 任务五应用GAL制作四进制加法计数器 任务六应用GAL制作十进制加法计数器 在集成电路芯片中 一类是定制芯片 它们的逻辑功能是确定的 另一类是可编程逻辑器件PLD 用户可以通过编程方式写入逻辑功能 GAL16V8D管脚排列中 I表示逻辑输入端 CLK表示时钟脉冲输入端 O Q表示输出端 表示输出3态控制端 电源电压典型值 5V 输出电流较大 可以直接驱动LED负载 任务引入 任务一应用GAL制作8路输出控制器 8路输出控制器测试电路 一 可编程逻辑器件PLD1 PLD逻辑符号 PLD逻辑符号 相关知识 PLD结构图 2 PLD结构 3 GAL16V8结构 1 8个输入缓冲器 2 8个输出 反馈缓冲器 3 8个三态输出缓冲器 4 8个输出逻辑宏单元OLMC 5 1个时钟输入缓冲器CLK 6 1个输出使能缓冲器 7 1个可编程的与门阵列 4 GAL的工作模式和逻辑组态GAL16V8系列器件共有3种工作模式 它们是简单模式 复杂模式和寄存器模式 3种工作模式和7种组态的关系 二 用户源文件 moduleDS00 模块名是DS00IOdevice P16V8S 使用器件为P16V8S IO是烧写文件名D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7pin1 2 3 4 5 6 7 8 输入端管脚声明Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7pin19 18 17 16 15 14 13 12 输出端管脚声明CTRLpin9 控制端管脚声明input D7 D0 input是输入端D7 D0的集合output Q7 Q0 output是输出端Q7 Q0的集合equations 逻辑方程式关键字WHENCTRL 0THENoutput input 逻辑功能WHENCTRL 1THENoutput input 逻辑功能endDS00 模块DS00结束关键字 三 编程软件 在编辑区写入用户源文件程序后 单击软件界面上设备库键 程序自动装载相应器件P16V8 单击编译键 自动生成WORD文件和烧写文件io jed Doc键和Jed键由灰白色变成黑色可用 编译结束后 单击保存键保存文件DS00 abl 下次可单击打开键 打开已保存的文件 用编程器制作8路输出控制专用芯片 任务实施 1 用编程电缆连接编程器和计算机 2 将GAL16V8芯片插入编程器40脚插座 锁紧手柄 注意芯片凹口方向与插座凹口方向一致 芯片右边沿紧贴插座内边沿 3 接通电源 编程器电源指示灯亮 4 进入编程界面 选择 可编程逻辑器件 生产厂商 LATTICE 在芯片型号中选择 GAL16V8D 5 单击装载键 在D Abel4w MyFiles文件夹中找到烧写文件io jed 找到烧写文件io jed 6 单击打开键 选择 JED文件格式 选择JED文件格式 7 单击确认键 将烧写文件io jed装入编程器缓冲区 8 在操作界面上选择 先擦除 检查空 写器件 校对数据 组合操作 按下自动键后开始操作 烧写文件写入芯片操作界面 操作步骤 1 关闭电源 将GAL16V8D芯片插入面包板上 2 将发光二极管和电阻串联插入输出端管脚 3 用插接线连接输入端电平 例如 D0 D3接高电平 D4 D7接低电平 4 将插接线插入控制端管脚 5 检查 5V电压是否正常 6 接通电源后 当控制端接地时 输出端状态与输入端状态相反 7 拔出控制端插接线 即控制端悬空为高电平时 输出端状态与输入端状态相同 任务二应用GAL制作复合逻辑门电路 通过编程方式在一片芯片中实现多个不同逻辑的门电路 任务引入 一 运算符号 算术运算符 相关知识 逻辑运算符 关系运算符 二 用户源文件 moduleDS01 模块名是DS01gatedevice p16v8s 使用器件为P16V8S gate是烧写文件名a b c d e fpin1 2 3 4 5 6 输入端管脚声明g h i j kpin7 8 9 11 12 输入端管脚声明u v x y zpin19 18 16 15 13 输出端管脚声明equations 逻辑方程式关键字u a 与非逻辑门endDS01 结束关键字 在编程操作界面 生成WORD文件和烧写文件gate jed 编译结束后 单击保存键保存文件DS01 abl 5 单击装载键 找到烧写文件gate jed 用编程器制作复合逻辑门专用芯片 任务实施 1 4略 与前面的任务中操作步骤相同 5 单击装载键 找到烧写文件gate jed 用编程器制作复合逻辑门专用芯片 任务实施 1 4略 与前面的任务中操作步骤相同 6 单击打开键 选择JED文件格式 7 单击确认键 将烧写文件gate jed装入编程器缓冲区 8 在操作界面上选择 先擦除 检查空 写器件 校对数据 组合操作 按下自动键后开始操作 操作过程中TOP851面板指示灯不停闪烁 约几秒钟时间整个操作过程结束 面板指示灯停止闪烁 状态显示 正常结束 表示写入数据完全正确 复合逻辑门专用芯片制作完毕 从编程器中取出芯片待用 操作步骤 1 关闭电源 将GAL16V8D芯片插入面包板上 2 将发光二极管和电阻串联插入输出端管脚 3 将插接线插入输入端管脚 4 检查 5V电压是否正常 5 接通电源后 逐个测试5个门电路的逻辑功能 任务三应用GAL制作十进制数码显示器 十进制数码显示器测试电路 任务引入 本任务用GAL器件制作十进制数码显示器 一 属性字符串 属性字符串 相关知识 二 关键字 ABEL关键字 关键字是一类特殊的标识符 可以大写或小写 它们表示的含义相同 三 用户源文件 moduleDS02bcd7device P16V8s bcd7是烧写文件名i1 i2 i3 i4pin1 2 3 4 i5 i6 i7 i8 i9pin5 6 7 8 9 a b c d e f gpin19 18 17 16 15 14 13istype COM 定义为COM型truth table 表格关键字 i9 i8 i7 i6 i5 i4 i3 i2 i1 a b c d e f g 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 2 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 3 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 4 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 5 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 6 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 7 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 8 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 9end 结束关键字 ABEL4软件编程操作界面 1 用编程电缆连接编程器和计算机 2 将GAL16V8D芯片插入编程器40脚插座 锁紧手柄 3 进入编程软件界面 在下拉芯片型号中选择 GAL16V8D 4 单击装载键 在MyFiles文件夹中找到烧写文件bcd7 jed 5 十进制数码显示器专用芯片制作完毕后 从编程器中取出芯片待用 用编程器制作复合逻辑门专用芯片 任务实施 操作步骤 1 关闭电源 将GAL16V8D芯片插入面包板上 2 将数码管和电阻串联插入输出端管脚 3 用插接线将输入端管脚i0 i9接入低电平 4 检查 5V电压是否正常 5 接通电源后 数码管显示数码 0 6 逐个拔出输入端插接线 即输入端悬空为高电平时 输出端输出相应的数码 1 9 7 当两个以上输入端同时为高电平时 输出端无显示 任务四应用GAL制作4位左移寄存器 制作4位左移寄存器测试电路 任务引入 一 电路说明 时序逻辑电路 由4个D触发器构成4位移位寄存器 所以要用GAL的寄存器模式R 在寄存器模式下 1号管脚固定为时钟脉冲输入端 11号管脚固定为使能控制端 在建立用户源文件时 11号管脚要给出管脚定义 但不必写出的方程式 在使用时只要将11号管脚接地就可保证时序电路使能 相关知识 赋值运算字符 二 关系赋值符 三 用户源文件 moduleDS03SL4device P16V8R CLK DIN OEpin1 2 11 Q3 Q2 Q1 Q0pin19 18 17 16istype REG equations Q3 Q0 C CLK Q0 DIN Q1 Q0 Q2 Q1 Q3 Q2 end ABEL4软件编程操作界面 操作步骤 1 关闭电源 将GAL16V8D CD4060芯片插入面包板上 2 将发光二极管和电阻串联插入输出端管脚 3 用插接线将端接入低电平 4 CD4060接为秒脉冲振荡器 脉冲信号接入CLK端 5 检查 5V电压是否正常 若正常接通电源 6 不断将DIN接线端拔出或插入低电平 模拟输入数据 1 或 0 可以看出发光二极管灯光闪烁并向左移动 任务实施 任务五应用GAL制作四进制加法计数器 四进制加法计数器测试电路 任务引入 一 电路逻辑 四进制加法计数器逻辑功能表 相关知识 二 用户源文件 moduleDS04cont4device P16V8R clk clr OEpin1 2 11 c0 qb qapin19 18 17 equations qb qa c clk qa clrend ABEL4软件编程操作界面 操作步骤 1 关闭电源 将GAL16V8D CD4060芯片插入面包板上 2 将发光二极管和电阻串联插入输出端管脚 3 用插接线将端接入低电平 4 CD4060接为秒脉冲振荡器 脉冲信号接入CLK端 5 检查 5V电压是否正常 若正常接通电源 6 将CLR端接入高电平 输出端输出相应的代码 00 01 10 11 并且产生进位信号co 7 将CLR端接入低电平 输出端清零 任务实施 任务六应用GAL制作十进制加法计数器 十进制加法计数器测试电路 任务引入 本任务用GAL器件制作十进制加法计数器 一 数的表示 b o d h 或 B O D H 分别表示二进制 八进制 十进制和十六进制数 d可以省略不写 相关知识 二 用户源文件 moduleDS05cnt10device P16v8R Clk Clr OE COpin1 2 11 19 Q3 Q2 Q1 Q0pin18 17 16 15istype reg CounterStatesS0 b0000 S4 b0100 S8 b1000 S12 b1100 S1 b0001 S5 b0101 S9 b1001 S13 b1101 S2 b0010 S6 b0110 S10 b1010 S14 b1110 S3 b0011 S7 b0111 S11 b1011 S15 b1111 equations Q3 Q2 Q1 Q0 c Clk state diagram Q3 Q2 Q1 Q0 StateS0 IF ClrTHENS1WITHCO 0ELSES0 StateS1 IF ClrTHENS2WITHCO 0ELSES0 StateS2 IF ClrTHENS3WITHCO 0ELSES0 StateS3 IF ClrTHENS4WITHCO 0ELSES0 StateS4 IF ClrTHENS5WITHCO 0ELSES0 StateS5 IF ClrTHENS6WITHCO 0ELSES0 StateS6 IF ClrTHENS7WITHCO 0ELSES0 StateS7 IF ClrTHENS8WITHCO 0ELSES0 StateS8 IF ClrTHENS9WITHCO 0ELSES0 StateS9 IF ClrTHENS0WITHCO 1ELSES0 StateS10 gotoS0 StateS11 gotoS0 StateS12 gotoS0 StateS13 gotoS0 StateS14 gotoS