FPGA 触发器与计数器实验报告

上海电力学院FPGA应用开发实验报告 实验名称： 触发器与计数器 专 业： 电子科学与技术 姓 名： 班 级： 学 号： 1.触发器功能的模拟实现实验目的：1 掌握触发器功能的测试方法。2 掌握基本RS触发器的组成及工作原理。3 掌握集成JK触发器和D触发器的逻辑功能及触发方式。4 掌握几种主要触发器之间相互转换的方法。5 通过实验，体会EPLD芯片的高集成度和多I/O口。实验说明：将基本RS触发器，同步RS触发器，集成J-K触发器，D触发器同时集一个FPGA芯片中模拟其功能，并研究其相互转化的方法。实验的具体实现要连线测试，实验原理如图所示：2.计数器 在VHDL中，可以用QMegaWizard Plug-In Manager命令，打开如下图所示的对话框。 第2步：直接单击Next按钮，出现如下图所示的对话框。如图所示，在左边的选择框中选择“LPM_COUNTER”，在输出文件类型单选框中选中“VHDL”，并输入文件名为“counter_lpm”。 第3步：完成设置后直接单击Next按钮，打开如下图所示的对话框。在输出位数的下拉框中选择“8 bits”，在计数方向的单选框中选中“Up only”。这个设置表示生成的计数器是8位加法计数器。第4步：独立设计模为七的计数器 第4步：单击Next按钮后，出现如下图所示的对话框。在该对话框中选择添加额外的端口，在这里选中“Count Enable”选项，表示添加了一个计数使能端口，此时在左边的图形符号中可以看到多了一个“cnt_en”的引脚。 第5步：单击Next按钮，打开如下图所示的下一个对话框。在同步输入（Synchronous inputs）处选择“Load”，在异步输入（Asynchronous inputs）处选择“Clear”。表示在计数器中添加了一个同步置数端和一个异步清0端，在左边的图形符号中可以看到又添加了一个aclr、sload和用于置数用的data7.0。 第6步：继续单击Next按钮直到结束为止。到此即完成了一个8位计数器的设计，同时生成了一个VHDL文件此couter_lpm.vhd。 第7步：接着需要将生成的couter_lpm.vhd文件添加到项目中，如下图所示，在项目浏览器窗口中，右击“Device Design Files”，在下拉菜单中选择“Add/Remove Files in Project”命令。 第8步：选择添加文件命令后，打开如下图所示的对话框。在“File name”处可直接输入将添加的文件名，或通过点击右边的 浏览按钮，打开浏览窗口，选择需要添加的文件。然后点击右边的Add按钮，即完成。 第9步：将couter_lpm.vhd设定为顶层设计文件，进行语法检查后，执行与方法一相同的操作即可。 3.时钟电路 利用上面设计好的计数器和分频器设计一个实时的时钟。一共需要1个模24计数器、2个模6计数器、2个模10计数器、一个生成1Hz的分频器和6个数码管解码器。最终用HEX5HEX4显示小时（023），用HEX3HEX2显示分钟（059），用HEX1HEX0显示秒钟（059）。 具体步骤如下：第1步：新建一个QuartusII工程，将其命名为Clockcircut。第2步：建立各功能模块（计数器、分频器及7段数码管）的VHDL文件，并分别将它们设置成顶层文件，进行编译和仿真。（1）模为24的计数器VHDL代码：（2）模为6的计数器VHDL代码：（3）模为10的计数器VHDL代码：（4）7段数码管的VHDL代码：（5）50M分频的分频器VHDL代码：第3步：语法检查通过后直接生成符号。 第4步：采用图形编辑器，将几个模块连接起来构成一个时钟。 第5步：