4位同步二进制加法计数器

4 位同步二位同步二进进制加法制加法计计数器数器 一 实验目的一 实验目的 1 熟悉在 EDA 平台上进行数字电路集成设计的整个流程 2 掌握 Max Plus 软件环境下简单的图形 VHDL 文本等输入设计方法 3 熟悉 VHDL 设计实体的基本结构 语言要素 设计流程等 4 掌握利用 Max Plus 的波形仿真工具验证设计的过程 5 学习使用 JTAG 接口下载逻辑电路到可编程芯片 并能调试到芯片正常工作为止 二 实验设备二 实验设备 软件 操作系统 Windows 2000 EDA 软件 MAX plus II 10 2 硬件 EDA 实验箱 革新 EDAPRO 240H 三 实验原理三 实验原理 1 设计分析设计分析 4 位同步二进制加法计数器的工作原理是指当时钟信号 clk 的上升沿到来时 且复位信 号 clr 低电平有效时 就把计数器的状态清 0 在 clr 复位信号无效 即此时高电平有效 的前提下 当 clk 的上升沿到来时 如果计 数器原态是 15 计数器回到 0 态 否则计数器的状态将加 1 2 VHDL 源程序源程序 library ieee use ieee std logic 1164 all entity cnt4e is port clk clr in std logic cout out std logic q buffer integer range 0 to 15 end cnt4e architecture one of cnt4e is begin process clk clr begin if clk event and clk 1 then if clr 1 then if q 15 then q 0 cout 0 elsif q 14 then q q 1 cout 1 else q q 1 end if else q 0 cout new 命令 弹出编辑文件类型的对 话框 选择 text editor file 后单击 ok 按钮 先采用 VHDL 文本输入设计法实现 4 位同步二进制加法计数器的数字逻辑电路 并将文 件 cnt4e vhd 保存在创建的目录下 再生成工程 2 编译设计图形文件编译设计图形文件 执行 MAX plus Compiler 命令 对 cnt4e vhd 设计文件进行编译 进而实 现译 4 位同步二进制加法计数器的数字逻辑电路 生成元件符号 再在顶层原理图文件中调用该元件符号 如下图所示 说明 其中说明 其中 clr 是复位信号 是复位信号 clk 是时钟信号 上升沿是有效边沿 是时钟信号 上升沿是有效边沿 co 是进位输出信号 是进位输出信号 cnt 3 0 是是 4 位二进制输出信号位二进制输出信号 3 功能仿真功能仿真 1 建立波形 执行 File New 命令 弹出编辑文件类型对话框 选择 wavefrom editor file 后按 OK 2 导入输入输出端 执行 node nodes from snf 弹出 enter nodes from snf 对话框 选择 list 后按 OK 3 设置波形参数 4 设定仿真时间宽度 5 运行仿真器 先进行保存 执行 MAX plus II 选项中的仿真器 Simulator 命令 仿真波形如 图 4 引脚锁定引脚锁定 1 执行 Assign Device 命令 选择下载芯片型号 在 Device Family 中选择 ACEX1K 在 Device 列表中选择 EP1K30QC208 3 芯片型号 2 执行 assign pin location chip 命令 在对话框中的 node name 栏中输入 各个端口名 在 pin 栏中 输入相应的引脚编号 根据功能模块结构及引脚定义对照表 对输入输出端口进行引脚锁定 用空的 IO 口 MBIO XXX 来锁定时钟信号 clk 并用导线连接到实验箱上的频率组 模块上的 21 脚 具体频率选择可以参考本手册第 3 页频率组及对应频率表 8 位数字开关组 A 的 SW1 接复位信号 clr 红色信号指示灯 L5 接进位输出信号 co 红色信号指示灯 L4 L1 分别接 cnt3 cnt2 cnt1 cnt0 3 在引脚锁定后 再对文件编译一次 并将引脚信息编入编程下载文件中 5 5 时序仿真时序仿真 执行 MAX plus II Simulator 命令 6 编程下载 硬件调试编程下载 硬件调试 1 编程下载 Altera ByteBlaster 下载电览一头接至计算机并行口 打印口 上 另一端接 至实验箱 JTAG 接口 打开实验箱电源 在 MAX plus II 软件上 执行 MAX pluss II Programmer Configure 按钮 当提示 Configuration complete 表示下载完成 2 硬件调试 拨动实验板上的高低电平输入开关 SW1 4 位同步二进制加法计数器的工 作原理 观察 L1 L5 发光二极管显示的结果是否符合 4 位同步二进制加法计数器 的工作原理 五 实验结论五 实验结论 输入 输出 clrclk co cnt3 c nt2 cnt 1 cnt0 实验所得结果和