课题七可编程逻辑器件GAL的应用演示幻灯片

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DS00IOdeviceP16V8S;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D7D0的集合output=Q7.Q0;output是输出端Q7Q0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:Abel4wMyFiles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，D0D3接高电平，D4D7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DS01gatedevicep16v8s;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,14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,14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,moduleDS02bcd7deviceP16V8s;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,gpin19,18,17,16,15,14,13istypeCOM;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;00,0,0,0,0,0,0,0,1-0,1,1,0,0,0,0;10,0,0,0,0,0,0,1,0-1,1,0,1,1,0,1;20,0,0,0,0,0,1,0,0-1,1,1,1,0,0,1;30,0,0,0,0,1,0,0,0-0,1,1,0,0,1,1;40,0,0,0,1,0,0,0,0-1,0,1,1,0,1,1;50,0,0,1,0,0,0,0,0-1,0,1,1,1,1,1;60,0,1,0,0,0,0,0,0-1,1,1,0,0,1,0;70,1,0,0,0,0,0,0,0-1,1,1,1,1,1,1;81,0,0,0,0,0,0,0,0-1,1,1,1,0,1,1;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i0i9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“19”。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,moduleDS03SL4deviceP16V8R;CLK,DIN,OEpin1,2,11;Q3,Q2,Q1,Q0pin19,18,17,16istypeREG;equationsQ3.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,moduleDS04cont4deviceP16V8R;clk,clr,OEpin1,2,11;c0,qb,qapin19,18,17;equationsqb,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,moduleDS05cnt10deviceP16v8R;Clk,Clr,OE,COpin1,2,11,19;Q3,Q2,Q1,Q0pin18,17,16,15istypereg;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;equationsQ3,Q2,Q1,Q0.c=Clk;,state_diagramQ3,Q2,Q1,Q0StateS0: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:goto