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1、数字系统设计自动化,电子信息工程学院 李树华 2010年4月,（EDA技术）,教学方案,前言 教学要求 课程特点 学习方法 考试方式,可编程逻辑器件分类,GAL20V8,FPGA10K10,CPLD1032,CPLD1016,go,按工艺分,MOS,双极,Bi-CMOS,CMOS,NMOS,PMOS,4000,54/74HC,54/74HCT,54/74AHC,54/74AHCT,54/74LVC,54/74ALVC,TTL,ECL,I2L,54/74,54/74S,54/74LS,54/74AS,54/74ALS,54/74F,54/74ABT,按输出结构,互补/推拉式,OD/OC,三态,按

2、逻辑功能,与门,或门,非门,与非门,与或非门,或非门,异或门,返回,PLD电路中门电路惯用画法,试题一,1、设计实现可编程电路(见PAL图）（15分） Y1=I1I3+I1I3I4+I1I2 Y2=I2I4+I1I2I4+I1I4+I1I2I3I4 Y3=I1I2+I1I3I4 Y4=I1I4 2、分析电路功能（见寄存器输出结构）（5分）,项目名称,项目路径,工具条,MAX+PLUS II 管理器菜单条,第二章MAX+PLUS使用简介,Max+plus管理器窗口,5,1. 在 File 菜单中 选择 New,2. 选择 Graphic Editor File 然后按下OK按钮, 将会出现一个无

3、标题的图形编辑窗口,如下页所示,图形文件设计,6,生成一个新图形文件,图形编辑器窗口,工作区域,最大化按钮,文本工具,对角线工具,圆形工具,缩小按钮,放大按钮,关闭橡皮筋连接功能,选择工具,正交线工具,与窗口适配,弧形工具,打开橡皮筋连接功能,连接点接/断,图形文件设计,7,输入 Altera 图元,选择工具按钮有效时，在图形编辑器窗口的空白处单击鼠标左键以确定输入位置，然后选择Enter Symbol，或双击鼠标左键。 将出现一个Enter Symbol 对话框，在symbol Libraries框中 选择 “.maxplus2max2libprim” 。 所有的Altera 图元以列表方式

4、显示出来，选择您想输入的图元，然后选择 OK。,指定您将输入文件中的符号名称。,双击一个符号库，在Symbol Files 对话框中将出现它的所有符号,显示当前路径下的所有符号,图形文件设计,8,输入 74 系列的符号,MAX+PLUS II 为实现不同的逻辑功能提供了许多符号，如：图元符号 ,兆功能符号和宏功能符号。在图形编辑器文件中可直接使用以上符号。74 系列符号的输入方法和上页图元输入的方法相同。 当 Enter Symbol 对话框出现后，在symbol Libraries 对话框中选择 “.maxplus2max2libmf”路径。 在 Symbol Files 对话框中，选择您需

5、要的 74 系列符号。,图形文件设计,9,输入 LPM 符号,lpm (library parameterized megafunction) 符号的输入方法与先前符号的输入方法相同。 在 Enter Symbol 对话框出现后，在 symbol Libraries 框中选择 “.maxplus2max2libmega_lpm” 路径。 在 Symbol Files 框中选择您需要的 lpm 符号。 双击参数框 (位于符号的右上角)，输入您需要的 lpm 的参数。在Port Status 框中选择 Unused ，可将您不需要的信号去掉。 如果需要连接两个端口，将您的鼠标移到其中一个端口，则鼠

6、标自动变为 +形状。 一直按住鼠标的左键并将鼠标拖到第二个端口。 放开左键 ，则一条连接线被画好了。 如果您需要删除一根连接线，单击这根连接线并按 Del 键。,图形文件设计,10,图形文件设计,为管脚和节点命名,在管脚上的PIN_NAME处双击鼠标左键，然后输入名字。 选中需命名的线，然后输入名字。 对 n 位宽的总线 A 命名时，您可以采用 An-1.0 形式，其中单个信号用 A0, A1, A2, ., An 形式 。,11, 图形文件三 - 八译码器设计,12,保存您的文件,如需要保存文件，选择 File 菜单中的 Save As 项. 将出现Save As对话框，如下图所示 ： 在

7、File Name 对话框内输入设计文件名，然后选择 OK 即可保存文件。,指定具体的设计文件名,显示当前文件类型的缺省(Default)扩展名。您可从下拉列表中选择不同的扩展名。,图形文件设计,13,指定项目名称,MAX+PLUS II中， 在 编译一个项目前，您必须确定一个设计文件作为您的当前项目。请按下列步骤确定项目名： 1. 在 File menu 菜单中选择 Project Name项，将出现Project Name 对话框： 2. 在 Files 框内，选择您的设计文件。 3. 选择 OK 。 MAX+PLUS II的标题条将显示新的项目名字,显示当前路径下的全部设计文件和编程文件

8、。,显示当前项目名,显示当前路径,显示所有子目录.,显示所有本地和网络驱动器,图形文件设计,14,创建缺省（Default）符号,在 File菜单中选择 Save USE ieee.std_logic_1164.all; ENTITY mux21 IS PORT (a,b:IN std_logic; s:IN std_logic; y:OUT std_logic )； END mux21; ARCHITECTURE one OF mux21 IS BEGIN y=a WHEN s=0 ELSE b WHEN s=1; END ARCHITECTURE one；,第三章 VHDL设计实践与实验,

9、实验1,实验2 4位加法器设计,参考程序 LIBRARY ieee; USE ieee.std_logic_1164.all; USE ieee.std_logic_unsigned.all; ENTITY adder4B IS - 4位二进制并行加法器 PORT (CIN:IN std_logic; -低位进位 A:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); -4位加数 B:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); -4位被加数 S:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); -4位和 COUT: OUT STD_LOGI

10、C); -进位输出 END adder4B;,33,ARCHITECTURE behav OF adder4b IS SIGNAL SINT:STD_LOGIC_VECTOR(4 DOWNTO 0); SIGNAL AA,BB:STD_LOGIC_VECTOR(4 DOWNTO 0); BEGIN AA=0,34,试题2,设计一个五位加法器（20分）,实验三 4位，8位加法器设计,一、实验内容及步骤 1、设计由两个4位二进制并行加法器级联构成一个8位二进制加法器 2、先设计出一个4位二进制并行加法器，再通过元件例化的方法构造出 一个8位二进制加法器,33,8位加法器电路原理图,二、参考程序 L

11、IBRARY ieee; USE ieee.std_logic_1164.all; USE ieee.std_logic_unsigned.all; ENTITY ADDER8B IS -由两个4位二进制并行加法器构成8位 二进制加法器 PORT (CIN:IN std_logic; A:IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); B:IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); S:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); COUT: OUT STD_LOGIC); END ADDER8B;,ARCHITECTURE str

12、uc OF adder8B IS COMPONENT ADDER4B -定义元件ADDER4B PORT(CIN:IN std_logic; A:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); B:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); S:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); COUT: OUT STD_LOGIC); END COMPONENT ; SIGNAL CARRY_OUT:STD_LOGIC; BEGIN,35,U1:ADDER4B -例化（安装）一个4位二进制加法器U1 PORT MAP( CIN=CIN

13、,A=A(3 DOWNTO 0),B=B(3 DOWNTO 0), S=S(3 DOWNTO 0),COUT=CARRY_OUT ); U2:ADDER4B -例化（安装）另一个4位二进制加法器U2 PORT MAP(CIN=CARRY_OUT,A=A(7 DOWNTO 4), B=B(7 DOWNTO 4), S=S(7 DOWNTO 4),COUT=COUT ); END struc;,3-8译码器,交通灯的设计,在十字路口，每条道路上都有红、黄、绿灯。用于指挥车辆和行人有序的通行。使用VHDL语言设计让红、黄、绿灯依次循环点亮一秒，如出现其他情况则让蜂鸣器响，提示交通灯出现错误。,参考程序 输入为1KHz的时钟clk 输出为RED、GREEN、YELLOW、FENGPING信号。,if clkevent and clk=1 then -产生周期为1Hz的时钟信号clk1 if count=499 then count0); clk1 red red=0;green=1;yellow=0;fengming=0;,when01