EDA实验报告实验三：序列信号发生器与检测器设计++++

实验三、序列检测器的设计一、预习内容1、预习序列发生器和检测器的基本工作原理；2、画出实验原理草图；3、写出实验的基本步骤和源程序。

二、实验目的1、掌握序列检测器的工作原理；2、学会用状态机进行数字系统设计。

三、实验器材PC机一台、EDA教学实验系统一台、下载电缆一根（已接好）、导线若干四、实验要求1、检测连续4个‘1’的状态机，画出状态转移图，并写出VHD代码；（必做部分）2、了解试验箱，完成数据分配器的硬件实验。

（实验一的硬件操作，首次使用请谨慎使用试验箱！）3、检测“10001110”序列，当检测到该序列后输出为‘1’。

（此部分选作）五、实验原理和实验内容1、序列发生器原理（此部分选作）在数字信号的传输和数字系统的测试中，有时需要用到一组特定的串行数字信号，产生序列信号的电路称为序列信号发生器。

本实验要求产生一串序列“10001110”。

该电路可由计数器与数据选择器构成，其结构图如图6－1所示，其中的锁存输出的功能是为了消除序列产生时可能出现的毛刺现象：图6－1 序列发生器结构图2、序列检测器的基本工作过程：序列检测器用于检测一组或多组由二进制码组成的脉冲序列信号，在数字通信中有着广泛的应用。

当序列检测器连续收到一组串行二进制码后，如果这组码与检测器中预先设置的码相同，则输出1，否则输出0。

由于这种检测的关键在于正确码的收到必须是连续的，这就要求检测器必须记住前一次的正确码及正确序列，直到在连续的检测中所收到的每一位码都与预置的对应码相同。

在检测过程中，任何一位不相等都将回到初始状态重新开始检测。

状态图如图6－2所示：图6－2 序列检测器状态图3、状态机的基本设计思想：在状态连续变化的数字系统设计中，采用状态机的设计思想有利于提高设计效率，增加程序的可读性，减少错误的发生几率。

同时，状态机的设计方法也是数字系统中一种最常用的设计方法。

一般来说，标准状态机可以分为摩尔（Moore）机和米立（Mealy）机两种。

EDA实验报告(同名8284)EDA设计实验报告0710200321雷宇目录一．实验一 (5)1.实验目的 (5)2.实验要求 (5)3.实验电路 (6)4实验过程 (6)4.1饱和失真 (7)4.2截止失真 (9)4.3不失真情况下电路 (11)（1）电压增益 (11)（2）静态工作点 (12)（3）输入电阻 (12)（4）输出电阻 (14)（5）频率响应曲线和f L、f H值 (14)5.实验一总结 (16)二．实验二 (17)1.实验目的……………………………172.实验要求……………………………173.实验过程……………………………173.1实验原理图 (17)3.2未接入负反馈电路 (18)（1）频率特性和fL、fH值 (18)（2）输出开始出现失真时的输入信号幅度 (19)（3）未接入负反馈电路的放大倍 (21)（4）未接入负反馈电路的输入电阻 (21)（5）未接入负反馈电路输出电阻 (22)3.3负反馈电路 (23)（1）频率特性和fL、fH值 (23)（2）输出开始出现失真时的输入信号幅度 (24)（3）负反馈电路的放大倍数 (25)（4）负反馈电路的输入电阻 (26)（5）负反馈电路的输出电阻 (27)（6）验证A F 1/F (28)4.实验二总结 (28)三．实验三 (29)1.实验内容……………………………292.实验原理……………………………293.实验过程……………………………303.1方波发生器 (30)3.2微分电路 (31)3.3限幅电路 (33)3.4积分累加电路 (34)3.5阶梯波周期 (35)3.6调试元件参数 (36)4.实验三总结 (37)四．全文总结 (38)五．参考文献 (39)实验一：单级放大电路一、实验目的1、通过设计三极管的单级放大电路，了解三极管放大电路的动态工作点和静态工作点的设置方法，使其对放大电路原理有更加深刻的理解。

2、通过这种单级放大电路的设计与分析、仿真，学会使用Multisim 7.0软件对电路进行动态分析、静态分析及频率分析等方法。

一、实验目的1. 理解序列信号检测的基本原理。

2. 掌握序列信号检测的方法和步骤。

3. 通过实验验证序列信号检测的准确性。

4. 分析实验结果，探讨影响序列信号检测准确性的因素。

二、实验原理序列信号检测是数字信号处理中的一个重要领域，主要研究如何从含有噪声的信号中检测出特定的序列信号。

本实验采用模拟信号检测的方法，通过设计序列信号发生器和检测器，实现对特定序列信号的检测。

三、实验器材1. 信号发生器2. 数据采集器3. 计算机及软件（如MATLAB等）4. 信号分析仪四、实验步骤1. 设计序列信号发生器：- 根据实验要求，设计特定的序列信号，如“1101”。

- 使用信号发生器产生该序列信号。

2. 设计序列信号检测器：- 设计一个检测器，用于检测序列信号。

- 检测器可以采用状态机或有限状态机（FSM）实现。

3. 实验设置：- 将信号发生器产生的序列信号输入到数据采集器。

- 将数据采集器采集到的信号输入到计算机进行后续处理。

4. 信号处理：- 使用MATLAB等软件对采集到的信号进行预处理，如滤波、去噪等。

- 对预处理后的信号进行序列信号检测。

5. 结果分析：- 分析实验结果，比较检测器检测到的序列信号与原始序列信号是否一致。

- 分析影响序列信号检测准确性的因素，如噪声水平、信号带宽等。

五、实验结果与分析1. 实验结果：- 通过实验，成功检测到了设计的序列信号“1101”。

- 检测到的序列信号与原始序列信号基本一致。

2. 结果分析：- 实验结果表明，所设计的序列信号检测器能够有效地检测出特定序列信号。

- 影响序列信号检测准确性的因素主要包括：- 噪声水平：噪声水平越高，检测难度越大。

- 信号带宽：信号带宽越窄，检测难度越大。

- 序列长度：序列长度越长，检测难度越大。

六、实验结论1. 序列信号检测实验验证了序列信号检测的基本原理和方法。

2. 通过实验，掌握了序列信号检测的步骤和技巧。

3. 实验结果表明，所设计的序列信号检测器能够有效地检测出特定序列信号。

绪论本次课程设计通过利用quartusII软件实现序列发生器。

从而对EDA进一步的熟悉，了解，和掌握。

通过本课程的学习，可以了解硬件描述语言编程方法 ,掌握VHDL编程方法，掌握序列发生器的形成。

EDA是电子设计自动化（Electronic Design Automation）缩写，是90年代初从CAD（计算机辅助设计）、CAM（计算机辅助制造）、CAT（计算机辅助测试）和CAE（计算机辅助工程）的概念发展而来的。

EDA技术是以计算机为工具，根据硬件描述语言HDL（ Hardware Description language）完成的设计文件，自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合及优化、布局布线、仿真以及对于特定目标芯片的适配编译和编程下载等工作。

典型的EDA工具中必须包含两个特殊的软件包，即综合器和适配器。

综合器的功能就是将设计者在EDA平台上完成的针对某个系统项目的HDL、原理图或状态图形描述，针对给定的硬件系统组件，进行编译、优化、转换和综合，最终获得我们欲实现功能的描述文件。

综合器在工作前，必须给定所要实现的硬件结构参数，它的功能就是将软件描述与给定的硬件结构用一定的方式联系起来。

也就是说，综合器是软件描述与硬件实现的一座桥梁。

综合过程就是将电路的高级语言描述转换低级的、可与目标器件FPGA/CPLD 相映射的网表文件。

适配器的功能是将由综合器产生的王表文件配置与指定的目标器件中，产生最终的下载文件，如JED文件。

适配所选定的目标器件（FPGA/CPLD芯片）必须属于在综合器中已指定的目标器件系列。

硬件描述语言HDL是相对于一般的计算机软件语言，如：C、PASCAL而言的。

HDL语言使用与设计硬件电子系统的计算机语言，它能描述电子系统的逻辑功能、电路结构和连接方式。

设计者可利用HDL程序来描述所希望的电路系统，规定器件结构特征和电路的行为方式；然后利用综合器和适配器将此程序编程能控制FPGA和CPLD内部结构，并实现相应逻辑功能的的门级或更底层的结构网表文件或下载文件。

七、状态图输入法实现序列检测器1、基本知识点序列检测器原理。

状态图输入法。

2、实验设备（1）PC机一台。

（2）DDA系列数字系统实验平台。

（3）QuartusⅡ配套软件。

3、实验概述序列检测器序列检测器是用于从二进制码流中检测出一组特定序列信号的时序电路。

接收的序列号与检测器预设值比较，相同则输出为1，否则输出为0.4、实验内容及步骤用状态图输入法实现序列检测器。

1，新建工程，工程文件夹名称为exp_detect3，工程名称和顶层实体名称均为exp_detect3，选择目标器件为EPF10K20TI144-4.2，状态图输入：选择菜单File——New——State Machine File命令，打开State Machine Editor窗口，选择Tools——State MachineWizard命令，弹出如下状态机创建向导对话框：点击OK，进入下一个页面，如下所示：在上图中选择复位Reset信号为异步，高电平有效，输出端午寄存器，点击Next，进入下图：在四个选框里分别如上图填入名称和控制信号。

进入下一个页面：如上设置后，进入下一个页面，点击finish，完成。

关闭状态机向导，生成所需的状态机，做适当调整，如下图所示：3，保存该设计文件为exp_detect3.smf，并添加到工程文件夹。

4，选择菜单Tools——Generate HDL File命令，打开对话框，选择VHDL，点击OK，分析成功后则自动生成exp_detect3.vhd。

代码如下：LIBRARY ieee;USE ieee.std_logic_1164.all;ENTITY exp_detect3 ISPORT (clock : IN STD_LOGIC;reset : IN STD_LOGIC := '0';din : IN STD_LOGIC := '0';z : OUT STD_LOGIC);END exp_detect3;ARCHITECTURE BEHAVIOR OF exp_detect3 ISTYPE type_fstate IS (s0,s1,s2,s3,s4,s5,s6);SIGNAL fstate : type_fstate;SIGNAL reg_fstate : type_fstate;BEGINPROCESS (clock,reset,reg_fstate)BEGINIF (reset='1') THENfstate <= s0;ELSIF (clock='1' AND clock'event) THENfstate <= reg_fstate;END IF;END PROCESS;PROCESS (fstate,din)BEGINz <= '0';CASE fstate ISWHEN s0 =>IF ((din = '1')) THENreg_fstate <= s1;ELSIF (NOT((din = '1'))) THENreg_fstate <= s0;-- Inserting 'else' block to prevent latch inferenceELSEreg_fstate <= s0;END IF;WHEN s1 =>IF ((din = '1')) THENreg_fstate <= s2;ELSIF (NOT((din = '1'))) THENreg_fstate <= s0;-- Inserting 'else' block to prevent latch inferenceELSEreg_fstate <= s1;END IF;WHEN s2 =>IF ((din = '1')) THENreg_fstate <= s3;ELSIF (NOT((din = '1'))) THENreg_fstate <= s0;-- Inserting 'else' block to prevent latch inference ELSEreg_fstate <= s2;END IF;WHEN s3 =>IF ((din = '1')) THENreg_fstate <= s3;ELSIF (NOT((din = '1'))) THENreg_fstate <= s4;-- Inserting 'else' block to prevent latch inference ELSEreg_fstate <= s3;END IF;WHEN s4 =>IF ((din = '1')) THENreg_fstate <= s1;ELSIF (NOT((din = '1'))) THENreg_fstate <= s5;-- Inserting 'else' block to prevent latch inference ELSEreg_fstate <= s4;END IF;WHEN s5 =>IF ((din = '1')) THENreg_fstate <= s6;ELSIF (NOT((din = '1'))) THENreg_fstate <= s0;-- Inserting 'else' block to prevent latch inference ELSEreg_fstate <= s5;END IF;WHEN s6 =>IF ((din = '1')) THENreg_fstate <= s2;ELSIF (NOT((din = '1'))) THENreg_fstate <= s0;-- Inserting 'else' block to prevent latch inferenceELSEreg_fstate <= s6;END IF;IF (NOT((din = '1'))) THENz <= '1';-- Inserting 'else' block to prevent latch inferenceELSEz <= '0';END IF;WHEN OTHERS =>z <= 'X';report "Reach undefined state";END CASE;END PROCESS;END BEHAVIOR;5，对代码进行编译。

《实验七序列检测器实验》实验报告杨丽斌计科二班学号：20080810218一、实验内容及相关描述：设计一个1110010 序列检测器，即检测器连续收到一组串行码“1110010”后，输出检测标志1，否则输出0。

代码序列检测器是一种同步时序电路，它用于搜索，检测输入的二进制代码串中是否出现指定的代码序列，001 序列检测器的原理图如下：CPX 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1Y 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0二、设计思路：本实验依然采用模块化的设计方法，用VHDL语言设计每一个模块，在顶层图上用图形化模式调用相应模块，组成相关的功能总共用到的模块有：1、分频器：将时钟信号进行十分频2、串行并出序列检测器3、串行并行并出序列检测器4、时钟信号扫描端口：用于扫描时钟信号，并根据信号使能相应的数码管5、数码管驱动模块：用于选择数码管6、其他小模块三、相关主要子模块的设计：1、分频器（clk_div）：将时钟信号进行十分频:（1）、VHDL语言（2）、波形仿真：波形仿真参数设置：网格时间：100ns，总时间：3us；时钟信号长度：100ns2、串行并出序列检测器：用时序电路设计方法，先做出其状态转移表，再根据状态转移表编写VHDL程序（1）、状态转移表：（2）VHDL语言程序：功能说明：根据所画的状态转移表，编写状态转移的VHDL语言，当输入的串行序列为：1110010时。

在时钟上升沿，输出Q变为1，并行输出的序列sequence为串行序列的并行输出（3）、波形仿真：波形仿真参数设置：网格时间：100ns，总时间：3us；时钟信号长度：100ns3、并入置数的序列检测器：设计说明;该序列检测器使用的是比较器的原理，（1）VHDL语言：功能描述：该序列检测器使用的是比较器的原理，在使能端en有效时，当输入序列为1110010时，输出Q=1，其他情况下Q=0（2）波形仿真图波形仿真参数设置：网格时间：100ns，总时间：3us；时钟信号长度：100ns4、时钟信号扫描模块：（1）VHDL语言：功能描述：用高频时钟信号作为扫描信号，将时钟信号通过计数器计数之后，以7个信号作为一次循环，从而将信号每次一位din扫描到数码管上（2）、波形仿真：波形仿真参数设置：网格时间：100ns，总时间：3us；时钟信号长度：100ns5、数码管驱动模块用于将时钟信号计数，从而选择驱动相应的数码管（1）VHDL语言：功能说明：通过设置7个状态，以时钟信号为标记，时钟信号到来时在每一个状态，选择驱动相应的数码管（2）波形仿真：波形仿真参数设置：网格时间：100ns，总时间：3us；时钟信号长度：100ns7、其他小模块：（1）、序列寄存器功能说明：在串行比较时将序列用用寄存器存储，并通过时钟信号的驱动依次输出波形仿真：波形仿真参数设置：网格时间：100ns，总时间：3us；时钟信号长度：100ns（2）、串行、并行检测器选择模块：VHDL语言：波形仿真：波形仿真参数设置：网格时间：100ns，总时间：3us；时钟信号长度：100ns四、顶层图：1、顶层图电路设计：功能描述及主要管脚说明：重要的管脚输入：din[6..0]:并行输入数据的序列比较En：串行输入数据Clk：数据输入时钟信号（低频）Clk2：扫描时钟信号（高频）Cho：串行、并行选择（0为串行，1为并行）输出：A-G：数码管管脚S[6..0]:连接相应数码管Q：序列检测结果（1为检测到序列1110010，0为没有检测到）2、波形仿真（注：由于时间端总长过小，仿真时会将分频模块先去掉以便能很好的观察到仿真结果，在器件测试时再加上分频模块）：波形仿真参数设置：网格时间：100ns，总时间：3us；时钟信号长度：100ns五、实验总结：这次实验的设计、以及相应的编写VHDL语言有以前做计算器的经验，很多模块还是很相似的，因此编写VHDL语言及相关的模块设计除了花了一点时间、并没有遇到多大的阻碍，但是在器件验证过程中却出现了一些问题：主要是高低频时钟信号选择的问题，在这个问题上花了比较多的时间。

一、实验目的1. 理解序列检测器的工作原理和设计方法；2. 掌握时序电路的经典设计方法；3. 学习使用Verilog HDL语言进行状态机的设计；4. 通过实验验证序列检测器的功能。

二、实验原理序列检测器是一种同步时序电路，用于检测输入的一串二进制编码。

当输入序列与预设的编码相匹配时，输出高电平；否则，输出低电平。

序列检测器在数字通信、安全防盗、密码认证等领域有着广泛的应用。

序列检测器的基本工作原理如下：1. 预设一个编码序列，称为目标序列；2. 当输入序列与目标序列相匹配时，输出高电平；3. 当输入序列与目标序列不匹配时，输出低电平。

三、实验器材1. PC机一台；2. EDA教学实验系统一台；3. 下载电缆一根（已接好）；4. 导线若干。

四、实验步骤1. 设计序列检测器的Verilog代码；2. 在EDA教学实验系统上编译、仿真和下载Verilog代码；3. 连接实验电路，下载Verilog代码；4. 通过逻辑分析仪观察输出波形，验证序列检测器的功能。

五、实验内容1. 设计一个长度为4位的序列检测器，目标序列为1001；2. 设计一个长度为8位的序列检测器，目标序列为11001001；3. 通过实验验证序列检测器的功能。

六、实验代码```verilogmodule seqdet(input clk, // 时钟信号input rst, // 复位信号input [3:0] din, // 输入序列output reg out // 输出信号);// 定义状态localparam [1:0] IDLE = 2'b00,MATCH = 2'b01,NOMATCH = 2'b10;// 状态寄存器reg [1:0] state, nextstate;// 输出函数always @(posedge clk or posedge rst) beginif (rst) beginstate <= IDLE;out <= 1'b0;end else beginstate <= nextstate;out <= (state == MATCH) ? 1'b1 : 1'b0; endend// 激励函数always @() begincase (state)IDLE: beginif (din == 4'b1001) beginnextstate = MATCH;end else beginnextstate = NOMATCH;endendMATCH: beginnextstate = IDLE;endNOMATCH: beginnextstate = IDLE;enddefault: beginnextstate = IDLE;endendcaseendendmodule```七、实验结果与分析1. 长度为4位的序列检测器：当输入序列为1001时，输出高电平；当输入序列不为1001时，输出低电平。

南昌大学实验报告姓名: 学号：6100210173 专业班级：中兴通信101实验类型：验证□综合■设计□创新□实验日期：2012、11、16实验四序列信号发生器与检测器设计一、实验目的1、.学习VHDL文本输入法2、学习有限状态机的设计3、设计序列信号发生器和检测器二．实验内容与要求1. 设计序列发生器，完成序列为0111010011011010的序列生成器2．用有限状态机设计序列检测器，实现串行序列11010的检测器3. 若检测到符合要求的序列，则输出显示位为“1”，否则为“0”4. 对检测到的次数计数三．设计思路1.设计分频器因为最终要把待检测序列的检测次数在数码管上显示出，所以必须设计一个分频器，将起始频率作为数码管的扫描频率，而将分频后的频率作为序列发生器的移位频率，所以在程序中设置10KHZ进行分频分成1HZ脉冲（10KHZ的扫描频率是为了让数码管的动态显示更加清晰）2.设计序列发生器在这次的设计序列发生器时没有用状态转移的方法来来形成一个16位的序列，而是通过直接设计一串16位的序列，通过对最高位的输出与并置来形成一串循环的16位序列，这样设计简单方便，易于操作与控制，也减少了在状态转移产生的误差，其主要的核心程序为：architecture bhv of p2 issignal bs: std_logic_vector(15 downto 0):="0111010011011010";beginxlout<=bs(15);process (clk1hz)beginif (clk1hz'event and clk1hz='1') thenbs<= bs(14 downto 0)&bs(15);先将序列最高位输出至序列检测器中，然后在一个脉冲作用下，将此时最高位变成最低位，其余14位不变，使序列循环移动，最终形成一个16位循环序列。

南昌大学实验报告学生姓名：柳宇航学号：6102113025专业班级：通信工程中兴131班实验类型：□验证□综合□设计□创新实验日期：2015.10.29实验成绩：二序列信号发生和检测器设计（一）实验要求完成设计、仿真、调试、下载、硬件测试等环节，在EDA实验装置上实现一个串行序列信号发生器和一个序列信号检测器的功能，具体要求如下：1、先用设计0111010011011010序列信号发生器，其最后6BIT数据用LED显示出来；2、再设计一个序列信号检测器，检测上述序列信号，若检测到串行序列“11011”则输出为“1”，否则输出为“0”。

（二）实验步骤1.建立工作库文件夹，输入计数器的Verilog代码并存盘。

2.选目标器件CycloneII中的EP2C35F672C8并编译。

3.建立仿真波形文件，设置仿真结束时间和输入条件，进行波形仿真。

复位图1仿真波形的建立检测到序列11011，亮灯图2检测11011序列波形分析：当RST为低电平时，复位。

当RST为高电平，开始输入并检测序列。

当检测到序列11011时，z输出高电平，led灯亮。

4.管脚分配led[0]PIN_G13led[1]PIN_G15led[2]PIN_G14led[3]PIN_H12led[4]PIN_H11Q PIN_L9z PIN_H10clk PIN_C13rst PIN_A65.下载测试。

下载到实验箱上测试，上推K8，LED1至LED5移动显示输入序列信号0111010011011010的连续5位，当显示为11011时，LED8亮，可知测试结果符合序列信号发生检测器要求。

（三）实验小结本实验主要主要由以下两部分组成：1：序列信号发生器设置q<=16'b0111010011011010;q[0]<=q[15];Q<=q[15];q[15:1]<=q[14:0];通过循环移位串行输出，并在LED2：序列信号检测器检测11011序列，一共有六个状态，分别为：S=5'd00000,A=5'd00001,B=5'd00011,C=5'd00110,D=5'd01101,E=5'd11011;状态转移图为：。

实验题目：设计串行数据检测器实验说明：设计一个“1101”串行数据检测器。

使得但输出序列中出现“1001”时，结果中就输出1。

输入/输出如下所示：输入x：000 101 110 011 011 101 101 110 101输出z：000 000 000 010 010 000 001 000 000实验分析：初始状态设为s0，此时检测数据序列为“0000”，当再检测到一个0时，仍为s0，当检测到1时，进入下一个状态s1，此时序列为“0001”；当在状态s1检测到0时，进入到状态s2，此时序列为“0010”，当检测到1时，仍为s1；当在状态s2检测到0时，进入到状态s3，此时序列为“0100”，当检测到1时，进入s1；当在状态s3检测到0时，进入s0，当检测到1时，进入状态s4，此时序列为“1001”，结果输出为1；当在s4检测到0时，进入状态s2，当检测到1时，进入状态s1。

状态图如下：实验代码：module sjjcq10_3(x,z,clk,reset,state);input x,clk,reset;output z;output[2:0]state;reg[2:0]state;reg z;parameter s0='d0,s1='d1,s2='d2,s3='d3,s4='d4;always@(posedge clk)beginif(reset)begin state<=s0;z<=0;endelsecasex(state)s0: beginif(x==0) begin state<=s0;z<=0;endelse begin state<=s1;z<=0;endends1: beginif(x==0) begin state<=s2;z<=0;endelse begin state<=s1;z<=0;endends2:beginif(x==0) begin state<=s3;z<=0;endelse begin state<=s1;z<=0;endends3:beginif(x==0) begin state<=s0;z<=0;endelse begin state<=s4;z<=1;endends4:beginif(x==0) begin state<=s2;z<=0;endelse begin state<=s1;z<=0;endenddefault: state<=s0;endcaseendendmodule实验仿真波形：分析：每当到达状态四即s4，此时检测序列为“1101”，输出即为1.。

Nb大学实验报告学生姓名：EDA教父学号：6100xxxx99 专业班级：通信实验类型：□验证□综合□设计□创新实验日期：2012-10-15 实验成绩：实验三序列信号发生器与检测器设计一、实验目的1、进一步熟悉EDA实验装置和QuartusⅡ软件的使用方法；2、学习有限状态机法进行数字系统设计；3、学习使用原理图输入法进行设计二、设计要求完成设计、仿真、调试、下载、硬件测试等环节，在EDA实验装置上实现一个串行序列信号发生器和一个序列信号检测器的功能，具体要求如下：1、先用原理图输入法设计0111010011011010序列信号发生器，其最后6BIT数据用LED显示出来；2、再设计一个序列信号检测器，检测上述序列信号，若检测到串行序列“11010”则输出为“1”，否则输出为“0”；三、主要仪器设备1、微机1台2、QuartusII集成开发软件1套3、EDA实验装置1套四、实验原理1、序列信号发生器复位信号CLRN。

当CLRN=0时，使CNT=0000，当CLRN=1时，不影响程序运行，每来一个CLK脉冲CNT加一。

2、序列信号检测器状态转移图：五、实验步骤1、信号发生器1）建立工作库文件夹，输入设计项目VHDL代码，如下：L I B R A R Y I E E E;U S E I E E E.S T D_L O G I C_1164.A L L;U S E I E E E.S T D_L O G I C_A R I T H.A L L;U S E I E E E.S T D_L O G I C_U N S I G N E D.A L L;E N T I T Y X L S I G N A L16_1I SP O R T(C L K,C L R N:I N S T D_L O G I C;L E D:B U F F E R S T D_L O G I C_V E C T O R(5D O W N T O0);L E D O U T:O U T S T D_L O G I C_V E C T O R(5D O W N T O0);Z O U T:O U T S T D_L O G I C);E N D X L S I G N A L16_1;A R C H I T E C T U R E o n e O F X L S I G N A L16_1I SS I G N A L C N T:S T D_L O G I C_V E C T O R(3D O W N T O0);S I G N A L Z R E G:S T D_L O G I C;--S I G N A L C N T8:S T D_L O G I C_V E C T O R(2D O W N T O0);B E G I Np r o c e s s(c l K)b e g i nc a s e c n t i sW H E N"1000"=>L E D<="101001";W H E N"1001"=>L E D<="010011";W H E N"1010"=>L E D<="100110";W H E N"1011"=>L E D<="001101";W H E N"1100"=>L E D<="011011";W H E N"1101"=>L E D<="110110";W H E N"1110"=>L E D<="101101";W H E N"1111"=>L E D<="011010";W H E N"0000"=>L E D<="110100";W H E N"0001"=>L E D<="101001";W H E N"0010"=>L E D<="010011";W H E N"0011"=>L E D<="100111";W H E N"0100"=>L E D<="001110";W H E N"0101"=>L E D<="011101";W H E N"0110"=>L E D<="111010";W H E N"0111"=>L E D<="110100";W H E N O T H E R S=>L E D<=N U L L;E N D C A S E;E N D P R O C E S S;P R O C E S S(C L K,C L R N)B E G I NI F(C L R N='0')T H E N C N T<="0000";E L S EI F(C L K'E V E N T A N D C L K='1')T H E NC N T<=C N T+'1';E N D I F;E N D I F;E N D P R O C E S S;P R O C E S S(C N T)B E G I NW H E N"0000"=>Z R E G<='0';W H E N"0001"=>Z R E G<='1';W H E N"0010"=>Z R E G<='1';W H E N"0011"=>Z R E G<='1';W H E N"0100"=>Z R E G<='0';W H E N"0101"=>Z R E G<='1';W H E N"0110"=>Z R E G<='0';W H E N"0111"=>Z R E G<='0';W H E N"1000"=>Z R E G<='1';W H E N"1001"=>Z R E G<='1';W H E N"1010"=>Z R E G<='0';W H E N"1011"=>Z R E G<='1';W H E N"1100"=>Z R E G<='1';W H E N"1101"=>Z R E G<='0';W H E N"1110"=>Z R E G<='1';W H E N"1111"=>Z R E G<='0';W H E N O T H E R S=>Z R E G<='0';E N D C A S E;E N D P R O C E S S;Z O U T<=Z R E G;L E D O U T<=L E D;e n d o n e;2）对其进行波形仿真，如下图：2、信号检测器1）建立工作库文件夹，输入设计项目VHDL代码，如下：LIBRARY IEEE ;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY SCHK ISPORT(DIN, CLK, CLR : IN STD_LOGIC;ss : OUT STD_LOGIC_VECTOREND SCHK;ARCHITECTURE behav OF SCHK ISSIGNAL Q : INTEGER RANGE 0 TO 5 ;SIGNAL D : STD_LOGIC_VECTOR(5 DOWNTO 0);BEGIND <= "11010" ;PROCESS( CLK, CLR )BEGINIF CLR = '1' THEN Q <= 0 ;ELSIF CLK'EVENT AND CLK='1' THENCASE Q ISWHEN 0=> IF DIN = D(4) THEN Q <= 1 ; ELSE Q <= 0 ; END IF ;WHEN 1=> IF DIN = D(3) THEN Q <= 2 ; ELSE Q <= 0 ; END IF ;WHEN 2=> IF DIN = D(2) THEN Q <= 3 ; ELSE Q <= 2 ; END IF ;WHEN 3=> IF DIN = D(1) THEN Q <= 4 ; ELSE Q <= 0 ; END IF ;WHEN 4=> IF DIN = D(0) THEN Q <= 5 ; ELSE Q <= 2 ; END IF ;WHEN OTHERS => Q <= 0 ;END CASE ;END IF ;END PROCESS ;PROCESS( Q )BEGINIF Q = 5 THEN ss <= "1" ;ELSE ss <= "0" ;END IF ;END PROCESS ;END behav ;3）将其转换成可调用元件如图：3.序列信号检测器顶层文件1）调用序列信号发生器和序列信号检测器元件，建立工作库文件夹，输入设计项目原理图如下图：2）对总体进行波形仿真，如下图：4．管脚邦定六、实验心得只能copy到这，后面的自己写吧！DSFKLSD;GKJLSJDFG;LKSD;LG。

实验三序列信号发生器与检测器设计一、实验目的1．学习一般有限状态机的设计；2．利用状态机实现串行序列的输出与序列的检测。

3．继续学习优化设计。

二、内容与要求利用状态机设计实现实现串行序列的输出与序列的检测，具体要求：1.先设计序列发生器产生序列0111010011011010；2.再设计一个序列信号检测器，若系统检测到串行序列11010则输出为“1”，否则输出为“0”，并将检测到的11010数目显示出来；3.对所设计的电路进行波形仿真和硬件测试；4.整个工程采用顶层文件+底层模块的原理图或文本的设计思路。

三、设计思路/原理图根据实验要求，先设计序列发生器产生序列：0111010011011010；再设计检测器，检测串行信号：11010，若检测到11010信号，则输出“1”，没有检测到则输出“0”，并且将检测到的信号的显示出来。

为简化设计，整个工程采用顶层文件+底层模块的设计方法。

1.序列信号发生器序列信号是指在同步脉冲作用下循环地产生一串周期性的二进制信号。

利用状态机设计，首先定义一个数据类型FSM_ST它的取值为st0到st15的16个状态。

REG s0 s1 s2 s3 s4 s5 s6 s7 Q 0 1 1 1 0 1 0 0 REG s8 s9 s10 s11 s12 s13 s14 s15 Q 1 1 0 1 1 0 1 0 2、序列检测器序列检测器设计的关键在于正确码的收到必须是连续的，这就要求检测器必须记住前一次的正确码及序列，直到在连续的检测中收到的每一位码都与预置码相同。

在此，必须利用状态转移图。

定义预置信号D=“11010”,电路需要分别不间断记忆：初始状态、1、11、110、1101、11010共六种状态，状态转移图：3、计数模块利用序列检测器产生的信号（1和0）作为计数器模块的时钟信号，产生的信号0、1变化，形成类似的CLK信号，实现计数模块计数。

计数模块设计可采用前面的实验二设计。

EDA实验报告实验目的：设计一个含数码管显示的七位二进制序列发生器。

实验内容：1.原理说明：多位数码显示电路由显示字符的段选线和选通数码管的位选线控制。

各位数码管共用8位段选线的电路结构使得同一时刻选通的各位数码管显示相同字符。

通过采用动态扫描显示方式，利用人眼视觉暂留效应及数码管余辉特性，可以“同时”显示出多位数码管的字符。

2.工程结构框架：移位寄存器(序列发生器)→7SEG译码器→控制a b c d e f g 七段实验流程：1设计移位寄存器2设计7SEG译码器3完成顶层电路图连接,构成完整序列发生器4完成仿真，下载测试实验具体步骤：1、设计移位寄存器（序列发生器）序列发生器是产生一组0、1二进制码按特定顺序排列的串行信号的仪器。

利用移位寄存器设计一个七位二进制序列发生器。

创建工程文件：单击界面左上角的file，执行file--->New Project Wizard 命令，打开工程导向，在第一页中分别输入新建工程所在路径，工程名称和顶层实体名称（同名）器件选择：如上图，在Family中选择MAXII，如需修改可以选择菜单Assignments->Device命令，弹出Device设置对话框修改Device family和A vailable devices选项。

创建设计文件：利用lpm定制移位寄存器，在对话框左侧列表中选择Installed Plug-Ins—>Storage —>lpm_shiftreg项在参数设置中，设置移位方向为左移，数据并入并出端和串入串出端，异步清零。

定制完成后生成的VHDL程序：-- megafunction wizard: %LPM_SHIFTREG%-- GENERA TION: STANDARD-- VERSION: WM1.0-- MODULE: lpm_shiftreg-- ============================================================ -- File Name: xulie.vhd-- Megafunction Name(s):-- lpm_shiftreg---- Simulation Library Files(s):-- lpm-- ============================================================ -- ************************************************************-- THIS IS A WIZARD-GENERA TED FILE. DO NOT EDIT THIS FILE!---- 9.0 Build 184 04/29/2009 SP 1 SJ Web Edition-- ************************************************************--Copyright (C) 1991-2009 Altera Corporation--Y our use of Altera Corporation's design tools, logic functions--and other software and tools, and its AMPP partner logic--functions, and any output files from any of the foregoing--(including device programming or simulation files), and any--associated documentation or information are expressly subject--to the terms and conditions of the Altera Program License--Subscription Agreement, Altera MegaCore Function License--Agreement, or other applicable license agreement, including,--without limitation, that your use is for the sole purpose of--programming logic devices manufactured by Altera and sold by--Altera or its authorized distributors. Please refer to the--applicable agreement for further details.LIBRARY ieee;USE ieee.std_logic_1164.all;LIBRARY lpm;USE lpm.all;ENTITY xulie ISPORT(aclr : IN STD_LOGIC ;clock : IN STD_LOGIC ;data : IN STD_LOGIC_VECTOR (6 DOWNTO 0);load : IN STD_LOGIC ;shiftin : IN STD_LOGIC ;q : OUT STD_LOGIC_VECTOR (6 DOWNTO 0);shiftout : OUT STD_LOGIC);END xulie;ARCHITECTURE SYN OF xulie ISSIGNAL sub_wire0 : STD_LOGIC_VECTOR (6 DOWNTO 0);SIGNAL sub_wire1 : STD_LOGIC ;COMPONENT lpm_shiftregGENERIC (lpm_direction : STRING;lpm_type : STRING;lpm_width : NA TURAL);PORT (load : IN STD_LOGIC ;aclr : IN STD_LOGIC ;clock : IN STD_LOGIC ;q : OUT STD_LOGIC_VECTOR (6 DOWNTO 0);data : IN STD_LOGIC_VECTOR (6 DOWNTO 0);shiftout : OUT STD_LOGIC ;shiftin : IN STD_LOGIC);END COMPONENT;BEGINq <= sub_wire0(6 DOWNTO 0);shiftout <= sub_wire1;lpm_shiftreg_component : lpm_shiftregGENERIC MAP (lpm_direction => "RIGHT",lpm_type => "LPM_SHIFTREG",lpm_width => 7)PORT MAP (load => load,aclr => aclr,clock => clock,data => data,shiftin => shiftin,q => sub_wire0,shiftout => sub_wire1);END SYN;-- ============================================================ -- CNX file retrieval info-- ============================================================ -- Retrieval info: PRIV A TE: ACLR NUMERIC "1"-- Retrieval info: PRIV A TE: ALOAD NUMERIC "0"-- Retrieval info: PRIV A TE: ASET NUMERIC "0"-- Retrieval info: PRIV A TE: ASET_ALL1 NUMERIC "1"-- Retrieval info: PRIV A TE: CLK_EN NUMERIC "0"-- Retrieval info: PRIV A TE: INTENDED_DEVICE_FAMILY STRING "FLEX10K" -- Retrieval info: PRIV A TE: LeftShift NUMERIC "0"-- Retrieval info: PRIV A TE: ParallelDataInput NUMERIC "1"-- Retrieval info: PRIV A TE: Q_OUT NUMERIC "1"-- Retrieval info: PRIV A TE: SCLR NUMERIC "0"-- Retrieval info: PRIV A TE: SLOAD NUMERIC "1"-- Retrieval info: PRIV A TE: SSET NUMERIC "0"-- Retrieval info: PRIV A TE: SSET_ALL1 NUMERIC "1"-- Retrieval info: PRIV A TE: SYNTH_WRAPPER_GEN_POSTFIX STRING "0"-- Retrieval info: PRIV A TE: SerialShiftInput NUMERIC "1"-- Retrieval info: PRIV A TE: SerialShiftOutput NUMERIC "1"-- Retrieval info: PRIV A TE: nBit NUMERIC "7"-- Retrieval info: CONSTANT: LPM_DIRECTION STRING "RIGHT"-- Retrieval info: CONSTANT: LPM_TYPE STRING "LPM_SHIFTREG"-- Retrieval info: CONSTANT: LPM_WIDTH NUMERIC "7"-- Retrieval info: USED_PORT: aclr 0 0 0 0 INPUT NODEFV AL aclr-- Retrieval info: USED_PORT: clock 0 0 0 0 INPUT NODEFV AL clock-- Retrieval info: USED_PORT: data 0 0 7 0 INPUT NODEFV AL data[6..0]-- Retrieval info: USED_PORT: load 0 0 0 0 INPUT NODEFV AL load-- Retrieval info: USED_PORT: q 0 0 7 0 OUTPUT NODEFV AL q[6..0]-- Retrieval info: USED_PORT: shiftin 0 0 0 0 INPUT NODEFV AL shiftin-- Retrieval info: USED_PORT: shiftout 0 0 0 0 OUTPUT NODEFV AL shiftout -- Retrieval info: CONNECT: @clock 0 0 0 0 clock 0 0 0 0-- Retrieval info: CONNECT: q 0 0 7 0 @q 0 0 7 0-- Retrieval info: CONNECT: @shiftin 0 0 0 0 shiftin 0 0 0 0-- Retrieval info: CONNECT: shiftout 0 0 0 0 @shiftout 0 0 0 0-- Retrieval info: CONNECT: @load 0 0 0 0 load 0 0 0 0-- Retrieval info: CONNECT: @aclr 0 0 0 0 aclr 0 0 0 0-- Retrieval info: CONNECT: @data 0 0 7 0 data 0 0 7 0-- Retrieval info: LIBRARY: lpm lpm.lpm_components.all-- Retrieval info: GEN_FILE: TYPE_NORMAL xulie.vhd TRUE-- Retrieval info: GEN_FILE: TYPE_NORMAL xulie.inc FALSE-- Retrieval info: GEN_FILE: TYPE_NORMAL xulie.cmp TRUE-- Retrieval info: GEN_FILE: TYPE_NORMAL xulie.bsf TRUE-- Retrieval info: GEN_FILE: TYPE_NORMAL xulie_inst.vhd FALSE-- Retrieval info: LIB_FILE: lpm2、设计7SEG译码器7seg译码器VHDL程序library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity seg_7 isport(scan_clk,cnt_aclr:in std_logic;z0,z1,z2,z3,z4,z5,z6:in std_logic;seg7:out std_logic_vector(6 downto 0);wei:out std_logic_vector(6 downto 0));end seg_7;architecture rtl of seg_7 issignal seg_wire:std_logic;signal wei_wire:std_logic_vector(6 downto 0);type st is (k_0,k_1,k_2,k_3,k_4,k_5,k_6);signal st_nxt:st;beginscan_st:process(scan_clk,cnt_aclr,st_nxt)beginif cnt_aclr='1' thenst_nxt<=k_0;elsif(scan_clk'event and scan_clk='1') thencase st_nxt iswhen k_0=> st_nxt<=k_1;when k_1=> st_nxt<=k_2;when k_2=> st_nxt<=k_3;when k_3=> st_nxt<=k_4;when k_4=> st_nxt<=k_5;when k_5=> st_nxt<=k_6;when k_6=> st_nxt<=k_0;end case;end if;end process;scan_o:process(st_nxt,z0,z1,z2,z3,z4,z5,z6) begincase st_nxt iswhen k_0=>seg_wire<=z0;wei_wire<="0000001";when k_1=>seg_wire<=z1;wei_wire<="0000010";when k_2=>seg_wire<=z2;wei_wire<="0000100";when k_3=>seg_wire<=z3;wei_wire<="0001000";when k_4=>seg_wire<=z4;wei_wire<="0010000";when k_5=>seg_wire<=z5;wei_wire<="0100000";when k_6=>seg_wire<=z6;wei_wire<="1000000";end case;end process;seg7<="1111110" when seg_wire='0' else"0110000" when seg_wire='1';wei<=wei_wire;end rtl; 、3、完成顶层电路图连接创建子模块的符号文件:在7SEG译码器VHDL程序文件中选择菜单File—>Create/update—>Create Symbol File for Current File命令并连接完成顶层电路图：各模块功能说明：设定发生序列，发生序列设为1010101；利用LPM定制的移位寄存器，完成序列发生功能，利用shiftout端发生内定序列1010101。

南昌大学实验报告学生姓名：学号：专业班级：实验类型：□验证□综合□设计□创新实验日期：实验成绩：实验三序列信号检测器设计（一）实验目的1.进一步熟悉PH-1V型实验装置和QuartusⅡ软件的使用方法；2.学习有限状态机法进行数字系统设计；3.学习使用原理图输入法进行设计。

（二）设计要求完成设计、仿真、调试、下载、硬件测试等环节，在PH-1V型EDA实验装置上实现一个串行序列信号发生器和一个序列信号检测器的功能，具体要求如下：1.先用原理图输入法设计0111010011011010序列信号发生器;2.其最后8BIT数据用LED显示出来；3.再设计一个序列信号检测器，检测上述序列信号，若检测到串行序列“11010”则输出为“1”，否则输出为“0”；（三）主要仪器设备1.微机 1台2.QuartusII集成开发软件1套3.PH-1V型EDA实验装置1套（四）实验总体设计本实验要求先设计一个信号发生器，采用原理图设计方法，要求产生0111010011011010序列，16位，便可采用74161计数器和74151选择器，161计数输出QD,QC,QB,QA从0000计至1111，然后将161计数输出低三位QC,QB,QA分别接到151的C，B，A端，高位QD用来控制151两片的片选，即两片151分别实现序列的高八位和低八位的输出。

最后将二片151的输出相或便可得到最后要产生的序列。

序列检测器即为一个状态机，首先画出状态转移图，根据状态转移图设计出序列检测器，当检测到预置的序列，则RESULT输出1，否则输出0 （五）实验重难点设计1. 用原理输入法设计序列信号发生器(1)打开Quartus II软件，进入编辑环境。

(2)创建新的原理图BDF文件，命名为FASHENGQI，根据其总体设计思路设计出如下原理图：1. 用文本输入法设计序列信号检测（1）打开Quartus II软件，进入编辑环境。

（2）创建新的文本文件VHDL，命名为ztj，根据状态机总体设计思路设计出如（3）下语句程序：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity ztj isport (clk,reset: in std_logic;x: in std_logic;result: out std_logic);end ztj;architecture behav of ztj istype m_state is(s0,s1,s2,s3,s4,s5);signal present_state,next_state:m_state;signal temp:std_logic;beginprocess(reset,clk)beginif reset ='1' thenpresent_state<=s0;elsif clk='1' and clk'event thenresult<=temp;present_state<=next_state;end if;end process;（4）经编译成功后，点击File---Creat/Update---Creat Simbol Files For Current File 后生成STAKE模块如下:（1）打开Quartus II软件，进入编辑环境。

序列检测器的设计实验报告一、实验目的本次实验的目的是设计一个能够检测特定序列的数字逻辑电路，即序列检测器。

通过设计和实现这个电路，深入理解数字电路的基本原理和设计方法，掌握状态机的概念和应用，提高逻辑分析和电路设计的能力。

二、实验原理序列检测器是一种能够在输入数据流中检测特定序列的电路。

它通常由状态机实现，状态机根据输入的变化在不同的状态之间转移，并在特定的状态下输出检测结果。

以检测序列“1011”为例，我们可以定义以下几个状态：状态 S0：初始状态，等待输入。

状态 S1：接收到“1”，等待下一个输入。

状态 S2：接收到“10”，等待下一个输入。

状态 S3：接收到“101”，等待下一个输入。

状态 S4：接收到“1011”，输出检测成功信号。

根据状态转移和输出的规则，可以画出状态转移图，并根据状态转移图设计相应的逻辑电路。

三、实验设备与器材1、数字电路实验箱2、逻辑门芯片（如与门、或门、非门等）3、示波器4、电源四、实验步骤1、分析设计要求，确定状态转移和输出规则，画出状态转移图。

2、根据状态转移图，列出状态转换表，确定每个状态下的输入和输出。

3、使用卡诺图或其他逻辑化简方法，对状态转换表进行化简，得到最简的逻辑表达式。

4、根据逻辑表达式，选择合适的逻辑门芯片，在实验箱上搭建电路。

5、连接电源和示波器，对电路进行测试。

输入不同的序列，观察输出是否符合预期。

五、实验电路设计以下是检测序列“1011”的逻辑电路设计：状态变量定义：设当前状态为 Q1Q0，其中 Q1 为高位，Q0 为低位。

状态转移方程：Q1(n+1) ＝ Q1Q0 ＋ XQ1' （其中 X 为输入）Q0(n+1) ＝ XQ0' ＋ Q1Q0输出方程：Y ＝ Q1Q0X根据上述方程，使用与门、或门和非门搭建电路。

六、实验结果与分析在实验中，输入了不同的序列，包括“1011”以及其他随机序列。

通过示波器观察输出，当输入序列为“1011”时，输出为高电平，表示检测成功；当输入其他序列时，输出为低电平，表示未检测到目标序列。

EDA实验报告一、实验目的本次 EDA 实验的主要目的是熟悉电子设计自动化（EDA）软件的使用，掌握数字电路的设计、仿真和实现流程，提高对数字逻辑电路的理解和设计能力。

二、实验设备与环境1、计算机一台2、 EDA 软件（如 Quartus II 等）三、实验原理1、数字逻辑基础数字电路中的基本逻辑门包括与门、或门、非门、与非门、或非门等。

通过这些基本逻辑门的组合，可以实现各种复杂的数字逻辑功能。

2、组合逻辑电路组合逻辑电路的输出仅取决于当前的输入，不存在存储单元。

常见的组合逻辑电路有加法器、编码器、译码器等。

3、时序逻辑电路时序逻辑电路的输出不仅取决于当前的输入，还与电路的过去状态有关。

常见的时序逻辑电路有计数器、寄存器等。

四、实验内容1、设计一个简单的加法器使用基本逻辑门设计一个两位加法器，输入为两个两位的二进制数A 和 B，输出为它们的和 S 以及进位 C。

2、设计一个 4 位计数器实现一个 4 位的计数器，能够在时钟信号的上升沿进行计数，计数范围为 0 到 15。

3、设计一个数码管显示译码器将输入的 4 位二进制数转换为数码管的 7 段显示编码，实现数字 0 到 9 的显示。

五、实验步骤1、加法器设计（1）打开 EDA 软件，创建一个新的项目。

（2）使用原理图输入方式，绘制出加法器的逻辑电路图，包括两个半加器和一个或门。

（3）对设计进行编译，检查是否存在语法错误。

（4）创建仿真文件，设置输入信号的激励，进行功能仿真，观察输出结果是否符合预期。

2、计数器设计（1）在项目中新建一个模块，使用 Verilog HDL 语言描述计数器的功能。

（2）编写测试代码，对计数器进行仿真验证。

（3）将计数器下载到硬件开发板上，通过观察实际的输出结果验证其功能。

3、数码管显示译码器设计（1）同样使用原理图输入方式，设计数码管显示译码器的逻辑电路。

（2）进行编译和仿真，确保译码器的功能正确。

（3）将译码器与计数器连接起来，实现数码管的动态显示。

南昌大学实验报告学生姓名：赖硕秋学号：6100208060 专业班级：电子081实验类型：□验证□综合■设计□创新实验日期：2010.11.12 实验成绩：实验三序列信号发生器与检测器设计一、实验目的（1）掌握产生特定序列信号的方法；（2）学会用状态机方法来实现VHDL编程设计；（3）进一步巩固分层设计的方法.二、实验内容与要求用状态机设计实现串行序列检测器，先设计序列信号发生器，产生序列“0111010011011011010”；再设计检测器，若检测到串行序列11010则输出计数器计入个数，并对其进行仿真和硬件测试。

三、设计原理本实验中，采用分层设计的思想，底层分别用VHDL文本来描述序列发生器和序列检测器，顶层用原理图法连线好元件化的器件。

对于序列发生器（特定序列）设计比较多样，可以采用并行case语句来实现产生特定的周期性序列；序列检测器采用状态机的设计方法，在不同状态下检测特定的序列信号，最后通过一个计数器计入所检测到的序列个数，并且通过并行移位来显示有限个产生信号。

根据所检测的序列“11010”，可以得到以下的状态转移图：四、实验程序方法一：VHDL文本法，不分层（独立编写）LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY XULIE ISPORT(CLK,CLR,RESET:IN STD_LOGIC;M:OUT STD_LOGIC;COUT1,COUT2:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0));END ENTITY;ARCHITECTURE ONE OF XULIE ISTYPE M_STATE IS(ST0,ST1,ST2,ST3,ST4);SIGNAL STA:M_STATE;SIGNAL SHUZI:STD_LOGIC_VECTOR(4 DOWNTO 0);SIGNAL A:STD_LOGIC;SIGNAL CC:STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);BEGINSHUZI<="11010";PROCESS(CLK,CLR,RESET,A,CC)V ARIABLE N:INTEGER RANGE 16 DOWNTO 1;BEGINIF RESET='1' THEN N:=1; --序列发生器"0111010011011010"ELSIF CLK'EVENT AND CLK='1'THEN CASE N ISWHEN 1=>A<='0';N:=N+1;WHEN 2=>A<='1';N:=N+1;WHEN 3=>A<='1';N:=N+1;WHEN 4=>A<='1';N:=N+1;WHEN 5=>A<='0';N:=N+1;WHEN 6=>A<='1';N:=N+1;WHEN 7=>A<='0';N:=N+1;WHEN 8=>A<='0';N:=N+1;WHEN 9=>A<='1';N:=N+1;WHEN 10=>A<='1';N:=N+1;WHEN 11=>A<='0';N:=N+1;WHEN 12=>A<='1';N:=N+1;WHEN 13=>A<='1';N:=N+1;WHEN 14=>A<='0';N:=N+1;WHEN 15=>A<='1';N:=N+1;WHEN 16=>A<='0';N:=1;WHEN OTHERS=>NULL;END CASE;END IF;IF CLR='1' THEN STA<=ST0;CC<=(OTHERS=>'0'); --序列检测器"11010"ELSIF CLK'EVENT AND CLK='0' THENCASE STA ISWHEN ST0=> IF A=SHUZI(4) THEN STA<=ST1;ELSE STA<=ST0;END IF;WHEN ST1=> IF A=SHUZI(3) THEN STA<=ST2;ELSE STA<=ST0;END IF;WHEN ST2=> IF A=SHUZI(2) THEN STA<=ST3;ELSE STA<=ST2;END IF;WHEN ST3=> IF A=SHUZI(1) THEN STA<=ST4;ELSE STA<=ST0;END IF;WHEN ST4=> IF A=SHUZI(0) THEN STA<=ST0;IF CC(3 DOWNTO 0)=9 THEN CC<=CC+7;ELSE CC<=CC+1;END IF;ELSE STA<=ST2;END IF;END CASE;END IF;M<=A;COUT1<=CC(3 DOWNTO 0);COUT2<=CC(7 DOWNTO 4);END PROCESS;END ARCHITECTURE;方法二：采用底层+顶层的设计方法，先用VHDL设计好发生器和检测器，顶层用原理图连线。

《EDA技术》实验报告实验名称：序列检测器设计指导教师：XXX实验日期：X月XX号姓名：XXXXXX学号：XXXXXX班级：XXXXXX杭州电子科技大学一、实验设计要求：实验目的：用状态机实现序列检测器的设计，了解一般状态机的设计与应用。

实验内容：根据8.2.2节有关原理介绍，利用Quartus II对例8-4进行文本编辑输入、仿真并给出仿真波形，了解控制信号的时序，最后进行引脚锁定并完成硬件测试实验。

由于本例中的状态机对于序列的检测不能连续，也就是一旦出现不符合的数字时就会全部归零处理，这样实际上并不是最完备的检测手段，请对例中的代码稍作修改来完成连续序列检测。

二、设计原理：2.1 状态机原理图：图2-1状态机状态转换图图2-2状态机模块示意图2.2 原理解释：状态转换图如上图所示，下面的是模块的示意图。

状态机有几个接口，分别是时钟端clk，数据输入端din，复位端rst和输出端out。

每个时钟上升沿读入外部的一位数据，根据读到的数据，状态机进行当前状态的改变，而复位端的功能是将状态机的状态恢复到初始态。

只有检测到11010011这个数据序列的时候状态机才会输出一个1即高电平信号。

如图的状态转换图可以看出，设计的状态机输入的数据是可重复的，即并不是每次都要依次输入规定的数据进入下一状态，否则就归回初始态；而是可以重复的。

比如要求是检测11010011序列的，可是输入刚开始是1后面一直是1，这时候不会不断地复位，而是会保持在”11”状态也就是第二状态，等待出现0进入下一状态。

三、实验程序：3.1 序列检测状态及电路程序：Input包括时钟clk、数据输入din、复位端rst；output包括一个out端，为了表示9个状态，声明了一个4位的寄存器，因为四位可以表示最多16个状态；为了保存次态的信息，又声明了一个4位的寄存器，用来存储次态的信息，为了下次上升沿读取。

主程序中包括两个过程语句，一个是用来对状态机的状态进行操作的，如果复位有效，下一个时钟上升沿就是将状态变成初始态；而如果不是就在下一个时钟上升沿将状态变成次态。

EDA技术实验报告实验一利用原理图输入法设计4位全加器一、实验目的：掌握利用原理图输入法设计简单组合电路的方法，掌握MAX+plusII 的层次化设计方法。

通过一个4位全加器的设计，熟悉用EDA 软件进行电路设计的详细流程。

二、实验原理：一个4位全加器可以由4个一位全加器构成，全加器的进位以串行方式实现，即将低位加法器的进位输出cout 与相邻的高位加法器的低位进位输入信号cin 相接。

1位全加器f-adder 由2个半加器h-adder 和一个或门按照下列电路来实现。

半加器h-adder 由与门、同或门和非门构成。

四位加法器由4个全加器构成三、实验内容：1. 熟悉QuartusII 软件界面,掌握利用原理图进行电路模块设计的方法。

QuartusII 设计流程见教材第五章:QuartusII 应用向导。

2.设计1位全加器原理图（1）生成一个新的图形文件（file->new->graphic editor ）（2）按照给定的原理图输入逻辑门(symbol －>enter symbol) COCO 1S 2S 3S 4（4）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。

（5）创建缺省（Default）符号：在File菜单中选择Create Symbol Files for Current File项，即可创建一个设计的符号，该符号可被高层设计调用。

3.利用层次化原理图方法设计4位全加器（1）生成新的空白原理图，作为4位全加器设计输入（2）利用已经生成的1位全加器的缺省符号作为电路单元，设计4位全加器的原理图.4.新建波形文件（file->new->Other Files->Vector Waveform File），保存后进行仿真（Processing ->Start Simulation），对4位全加器进行时序仿真。

EDA实验报告姓名：曾维鋆学号：6102213863老师：杨鼎成班级：通信工程132班目录实验一半加器及全加器的设计 (3)实验二模可变计数器的设计 (6)实验三序列信号检测器的设计 (11)实验四交通灯控制器设计 (15)实验五多功能数字钟设计 (22)实验六出租车计费器的设计 (34)实验七16*16 点阵显示实验 (40)南昌大学实验报告学生姓名：曾维鋆学号：61002213863 专业班级：通信132班实验类型：□验证□综合█设计□创新实验日期：2015.10.19 实验成绩：实验一半加器及全加器的设计（一）实验目的1、熟悉实验装置和QuartusⅡ软件的使用；2、熟悉和掌握EDA设计流程；3、学习简单组合、时序电路的EDA设计；4、熟悉例化语句的应用。

（二）实验内容设计一个一位全加器。

先设计一个半加器h_adder.v作为预存文件。

然后设计顶层文件对h_adder.v文件进行调用，实现全加器的功能。

（三）实验原理由3个逻辑模块组成，其中两个为半加器，一个是或门。

真值表（四）实验步骤1.建立工作库文件夹，输入半加器和全加器的Verilog HDL代码并分别存盘。

a.半加器module h_adder(A,B,SO,CO);input A,B;3output SO,CO;assign SO=A^B;assign CO=A&B;endmoduleb.全加器module f_adder(ain,bin,cin,cout,sum);output cout,sum;input ain,bin,cin;wire net1,net2,net3;h_adder U1(ain,bin,net1,net2);h_adder U2(.A(net1),.SO(sum),.B(cin),.CO(net3));or U3(cout,net2,net3);endmodule2.选目标器件CycloneII中的EP2C35F672C8并编译。