PLD表决器设计:5人表决器的VHDL设计
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三人表决器、五人表决器的实验报告
一 实验目的
1.熟悉Quartus II 软件的基本操作
2.学习使用Verilog HDL 进行设计输入
3.逐步掌握软件输入、编译、仿真的过程 二 实验说明
三人表决器真值表:
输入信号
输出信号
B1 B2 B3 u 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1
1
1
1
逻辑表达式:U=
b1
b2 voter u
本次实验是要设计一个三人表决器。
该电路应有两个数据输入端口b1,b2,b3,电路的输出端口为voter(u
三实验要求
1、完成三人表决器的Verilog HDL程序代码输入并进行仿真
2、采用结构描述方式和数据流描述方式
3、完成对设计电路的仿真验证
四、实验过程
(1)三人表决器:
程序代码
仿真结果
五人表决器:
程序代码
仿真结果
五、实验体会
通过三人表决器和五人表决器的设计,使我们更加熟悉Quartus 软件进行数字系统设计的步骤,以及运用Verilog HDL进行设计输入,并掌握三人表决器和五人表决器的逻辑功能和设计原理,逐步理解功能仿真和时序仿真波形。
三人表决器和五人表决器大体相似,并没有太大的区别。
课程设计课程设计名称: EDA课程设计专业班级:电子信息科学与技术学生姓名: *学号: *指导教师: *课程设计时间:2013-2-25~2013-3-8电子信息科学与技术专业课程设计任务书1 设计任务及要求(1)按所布置的题目要求,独立完成全过程;(2)分模块层次化设计;(3)功能模块的底层文件必须用VHDL语言设计,顶层文件可用VHDL语言设计,也可以用原理图设计;(4)对整个系统进行编译、综合、仿真和验证;(5)在CPLD/FPGA实验开发系统试验箱上进行硬件验证。
2设计原理及总体框图表决器就是对于一个行为,由多个人投票,如果同意的票数过半,就认为此行为可行;否则如果否决的票数过半,则认为此行为无效。
本设计就是利用芯片ACEX1K系列的EP1K30TC144-3,拨挡开关模块和LED 模块来实现一个简单的五人表决器的功能。
拨挡开关模块中的键4~键8表示五个人,由5个人来投票,当同意的票数大于或者等于3人时,则认为同意;反之,当否决的票数大于或者等于3人时,则认为不同意。
实验中用5个拨挡开关来表示五个人,当对应的拨挡开关输入为‘1’时,表示此人同意;否则若拨挡开关输入为‘0’时,则表示此人反对。
表决的结果用一个LED(D8)表示,若表决的结果为同意,则D8被点亮,;否则,如果表决的结果为反对,则D8不会被点亮。
同时用七段显示数码管来显示赞成的人数和反对的人数。
程序流程图3 程序设计VHDL程序如下:LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY bjq ISPORT(input:IN STD_LOGIC_VECTOR(4 DOWNTO 0);y:OUT STD_LOGIC;y1,y2:OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0));END;ARCHITECTURE one OF bjq ISSIGNAL q:STD_LOGIC;SIGNAL q1,q2:STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0);BEGINPROCESS(input)VARIABLE cnt:INTEGER RANGE 0 TO 5;BEGINcnt:=0;FOR i IN 4 DOWNTO 0 LOOPIF input(i)='1' THENcnt:=cnt+1;END IF;END LOOP;CASE cnt ISWHEN 0 => q<='0';q1<="0111111";q2<="1101101";WHEN 1 => q<='0';q1<="0000110";q2<="1100110";WHEN 2 => q<='0';q1<="1011011";q2<="1001111";WHEN 3 => q<='1';q1<="1001111";q2<="1011011";WHEN 4 => q<='1';q1<="1100110";q2<="0000110";WHEN 5 => q<='1';q1<="1101101";q2<="0111111";WHEN OTHERS => q<='Z';q1<="ZZZZZZZ";q2<="ZZZZZZZ";END CASE;y<=q;y1<=q1;y2<=q2;END PROCESS;END;4 编译及仿真程序的编译及仿真5 硬件调试与结果分析本设计就是利用芯片ACEX1K系列的EP1K30TC144-3,管脚分配如下:实验符号对应附录符号引脚号Input0PIO1327Input1PIO1226Input2PIO1123Input3PIO1022Input4PIO921y10PIO4087y11PIO4188y12PIO4289y13PIO4390y14PIO4491y15PIO4592y16PIO4695y PIO2339y20PIO3273y21PIO3378y22PIO3479y23PIO3580y24PIO3681y25PIO3782y26PIO3883底层文件的编译及仿真没有遇到错误,倒是顶层文件的设计,编译,方正遇到了一些错误,不过经过我的细心查找都得到了圆满的解答,最值得引起的注意就是引脚的锁定,要注意锁定引脚的顺序,输入的引脚锁定比较随意,数码管的引脚锁定容不得丁点儿错误,第一次我就误将引脚的顺序逆序锁定了,这样在硬件调试的时候数码管显示的数字就和输入不一样。
摘要:本次课程设计的目的是作出一个五人表决器,要求能实现五人表决器的基本功能。
采用了组合电路的设计方法,首先根据表决器的功能写出真值表,得出输出的表达式,再根据卡诺图,得到最简的表达式。
然后使用Multisim设计出原理图,仿真能得到正确的结果。
关键词:五人表决器、74LS283N、7485N、译码显示、表决一、设计目的:(1)、熟悉集成电路的引脚安排。
(2)、掌握Multisim的基本用法。
(3)、掌握74LS283N、7485N等芯片的逻辑功能和译码显示器的使用方法。
(4)、熟悉五人表决器的组成和工作原理。
(5)、熟悉五人表决器的设计。
二、设计思路:(1)、设计表决器的工作电路。
(2)、设计输入电路。
(3)、设计清零电路。
(4)、设计显示输出电路。
三、设计过程:3.1,整体设计思路本次设计的五人表决器根据其实现的功能要求,大概可以分为四大方面:一是5人的按键选择;二是74LS283芯片,对输入电平进行全加;三是7485N芯片,对其进行比较;四是译码显示器对逻辑运算后的结果进行输出显示,完成五人表决器的功能。
根据以上的整体设计思路,五人表决器可以利用以下方框图,作形象的展现。
其总体方框图如图1:——————图1,五人表决器框图结合以上框图,综述如下:第一步:按键选择。
五人评委根据意愿按下按键,即输入逻辑电位。
第二步:全加。
有关芯片对所输进的逻辑电位,进行译码。
第三步:逻辑运算。
对译码后芯片的输出进行逻辑运算。
第四步:显示输出。
将运算结果通过译码显示器输出,显示表决结果。
3.2,各部分的具体电路设计1、按键选择部分的电路设计五人多数表决,只要在规定时间内,赞成人数大于或等于三,则表决通过。
因此,只需将每位表决人的结果相加,判断结果值,然后再将结果值显示出来既可以得到设五个开关作为表决器的五个输入变量,输入变量为逻辑“1”时,表示表决者“赞成”;输入变量为“0”时,表示表决者“不赞成”。
输出逻辑“1”时,表示表决“通过”;输出逻辑“0”时,表示表决“不通过”。
Guangxi University of Science andTechnology数字电子技术基础课程设计课程名称:数字电子技术课题名称: 5人表决器姓名:庞兴文学号: 201200402009院系:计算机学院通信工程专业专业班级:通信121指导教师:张雅兰完成日期: 2014年7月10日目录一.设计任务 (3)二.设计要求 (3)三.设计目的 (3)四.设计思路 (4)五.设计过程 (4)六.设计体会 (10)一、设计任务①设计一个五人表决器。
②通过灯亮来代表表决是否通过二、设计要求①学习使用八选一数据选择器芯片74LS151进行控制。
②当有三个或三个以上的人同意则通过,少于三个同意则被否决。
③用红灯表示五人中亮灯的情况,用绿灯亮表示通过。
三、设计目的本课程设计是在前导验证性认知实验基础上,进行更高层次的命题设计实验,要求学生在教师指导下独立查阅资料、设计、安装和调试特定功能的电子电路。
培养学生利用模拟、数字电路知识,解决电子线路中常见实际问题的能力,使学生积累实际电子制作经验,目的在于巩固基础、注重设计、培养技能、追求创新、走向实用用已学过的知识和对数字电子技术的基本理论,基本概念,基本方法和单元电路,逻辑部件的深入认识,而拓宽思路,扩大视野,进一步巩固,扩充所学知识,提高分析问题和解决问题的能力。
(1)熟悉集成电路的引脚及安排。
(2)掌握各芯片的逻辑功能及控制方法。
(3)学习multisim11.0仿真。
(4)学习Altium designer软件四、设计思路(1)设计表决工作电路(2)设计不同开关控制数据选择器(3)设计输出显示电路五、设计过程5.1、方案论证图5.1 五人表决器的结构框图1. 当按下开关时,代表同意赞成,开关没有按下去时,表示不赞成。
评委按照自己的意愿投票,选择是否按下开关,即选择逻辑电位。
2. 对逻辑电位进行数据选择。
3. 对选择后芯片的输出进行显示。
5.2、系统原理五人表决器,只要赞成人数大于或等于三,则表决通过。
程序:
#include<stdio.h>
int vote(int a,int b,int c,int d,int e)
{
if(a&&b&&c||a&&b&&d||a&&b&&e||a&&c&&d||a&&c&&e||a&&d&&e||b&&c&&d||b&&c&&e||b&&d &&e||c&&d&&e)
return 1;
else
return 0;
}
int main()
{
int a,b,c,d,e;
printf("输入五个人的表决意愿(0或1,空格分开):");
scanf("%d%d%d%d%d",&a,&b,&c,&d,&e);
if(vote(a,b,c,d,e))
printf("表决通过!\n");
else
printf("表决不通过!\n");
}
【实验结果分析】
【实验心得】
通过这次五人表决开关电路的实验,加深了我对五个基本联结词(否定、合取、析取、条件、双条件)的理解、基本掌握了利用基本等价公式化简公式的方法。
为今后的学习打下了扎实的基础。
电子技术课程设计报告书课题名称 五人表决电路课程设计姓 名 ***** 学 号 *****院、系、部 物理与电信工程系 专 业 电子信息工程指导教师 ********年**月**日※※※※※※※※※ ※※※※ ※※**级电子信息工程专业电子技术课程设计五人表决电路课程设计1.设计目的(1)熟悉集成电路的引脚排列。
(2)掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。
(3)了解表决器的工作原理。
2.设计思路(1)设计表决器电路。
(2)设计译码电路。
(3)设计显示电路。
3.设计过程3.1方案论证图3.1.1 五人表决电路方框图通过主体电路的74LS138译码器和一些组合逻辑电路,将各组赞成人数统计直接转换成二进制输出信号后,再用一个全加功能电路,把所有输出信号按特定的顺序相加,最后经过一个4511译码器和一个共阴极七段显示管显示出同意的人数。
3.2.总电路设计3.2.1.表决电路图3.2.1主题表决器电路该电路完成功能:用芯片74lLS38译码器将特殊信号(专家组)进行处理,然后通过组合逻辑门电路对信号进行处理。
最后通过红、绿二极管输出电路。
把译码所得到的二位二进制数分为高位和低位,分别记为A1、A2、B1、B2。
把A1、B1和A2、 B2进行分开处理。
这过程分三种情况:①当专家组没人同意时(即A1、B1都为0时)不管代表组是否有人同意(即A2、 B2是否为0),都亮红灯(表示会议否决),②当专家组只有一人同意且代表组无人同意时(即A1B1=01且A2B2=00),亮红灯。
其余的各种情况都亮绿灯(表示会议通过)。
OE1、OE2A、OE2B为使能控制端,起到控制译码器是否能进行译码的作用。
只有OE1为高电平,OE2A、OE2B均为低电平时,才能进行译码,否则不论输入为何值,每个输出端均为1 译码器可以将输入代码的状态翻译成相应的输出信号,以高、低电平的形式在各自的输出端口送出,以表示其意愿。
译码器有多个输入端和多个输出端。
目录一、方案设计 (2)二、硬件电路设计 (2)三、软件设计说明 (6)四、程序清单 (7)五、制作调试说明 (12)六、操作使用说明 (13)七、总结 (13)单片机课程设计一、方案设计1、设计题目:5人表决器2、设计要求:1)、可供5—7个人进行表决,每个人有一个“同意”和一个“反对”按键,故一个人需要两个按键,表决时两个键先按下的一个有效,同时按下则表示无效,每次表决每个按键只能是第一次按下的有效,多按无效,用单片机设计表决器是硬件电路与软件设计相结合的一种设计,因此在硬件电路只能实现按键的按下与释放,不能智能的实现检测按键被按下几次,则可用软件设计来实现其功能。
2)会议主持人可利用按键控制表决的开始与结束,点亮黄灯用于显示表决开始,熄灭黄灯表示结束,并将表决结果用红灯与绿灯显示。
当不相等时,“同意”多于“反对”点亮绿灯,“同意”少于“反对”点亮红灯。
3)在实现上述功能的基础上增加“同意”数和“反对”数的显示。
二、硬件电路设计1、硬件设计思路:此次设计的题目是5人表决器,分析得设计的硬件电路选用P1口与P2口作为同意与反对按键的输入端。
又表决的开始与结束是由主持人来控制的,因此需要两个按键来表示表决的开始与结束,因此可采用外部中断0与外部中断1来控制表决的开始于结束。
故设计总共需要按键12个。
设计要求中需要四盏灯,分变为一个黄灯,一个绿灯和二个红灯,三盏灯用于输出显示,因此也可以征用单片机的I/O口,由于P1口与P2口作为同意与反对按键的输入端且P0口当做输出端口时可以不用接上拉电阻,因此可将三个显示灯接在P0口用于显示表决的结果。
还有一盏红灯用来做电源指示灯。
2、元器件参数确定:设计要求中需要三盏灯(黄灯,绿灯和红灯)用于输出显示,选用P0口的3个端口与显示灯相连接用于输出,由于输出端口输出的高电平一般为5V,而发光二极管允许的最大电流为5mA,因此需要用到限流电阻,发光二极管可降2V的电压,则限流电阻上的压降为3V,那么限流电阻的最小阻值为R=3V/5mA=600欧姆,由于输出的高电平不是5V,故用510欧姆的限流电阻。
数字电路课程设计报告书课题名称 五人表决器的设计姓 名 学 号院、系、部 物理与电信工程系 专 业 电子信息工程指导教师2008年 07 月06日※※※※※※※※※ ※※ ※※ ※※2006级学生数字电路 课程设计五人表决器的设计1 设计目的(1)熟悉集成电路的引脚安排。
(2)掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。
(3)了解面包板结构及其接线方法。
(4)了解五人表决器的组成及工作原理。
(5)熟悉五人表决器的设计与制作。
(6)熟悉 EWB 软件的运用,用该软件仿真结果。
2 设计思路(1)设计表决器工作电路。
(2)设计输入电路。
(3)设计清零电路。
(4)设计输出显示电路。
3 设计过程3.1方案论证数字表决器总体方框图如图1所示。
图1 五人表决器框图1.表决时,评委根据自己意愿投票,选择按键,即输入逻辑电位。
2.对逻辑电位进行译码。
3.对译码后芯片的输出再进行逻辑运算。
4.将运算结果通过指示灯输出,显示表决结果。
3.2电路设计五人表决器电路如图2所示。
图2 工作原理接线图该电路完成三个功能:一是通过清零端由主持人控制电路工作状态,明确表决器是否在工作;二是通过输入电路输入各评委的投票结果;三是通过输出电路输出并显示投票结果。
工作过程:由主持人控制的开关S打到低电平时,通过与门,输出全部为低电平,则所有灯泡都熄灭,不显示任何投票结果,表决器处于不工作状态。
当主持人宣布投票开始后,各评委开始投票。
根据电路输入端可知,输入为高电平有效,若评委同意该选手晋级,则调拨开关,使之打到高电平,输入就为高电平;若评委不同意该选手晋级,则调拨开关,使之打到低电平,输入就为低电平。
而该表决器工作电路是通过用74HC139 2-4线译码器与74HC138 3-8线译码器发生其功能的,输入各评委的投票结果,使之成为有效二进制数,再通过芯片作用输出,且输出为低电平有效。
但是灯泡是在高电平时才亮,故输出端用与非门输出,使之输出最终为高电平,使灯泡能亮,显示投票结果。
《可编程逻辑控制器》课程设计任务书——供10级电气工程及其自动化、电气工程与自动化、自动化专业学生用引言:《可编程逻辑控制器》课程设计是该课程的一个重要教学环节,既有别于毕业设计,又不同于课堂教学。
它需要学生统筹运用所学基本理论、基本方法对现实生活中的实际系统进行设计和调试。
一、设计题目二:五人投票机系统设计本设计要求熟练使用西门子公司的S7-200系列产品的指令系统,根据控制要求进行PLC梯形图编程,设计一个六人投票机系统。
二、系统工作过程说明如下图所示,为一个设计五人投票机系统模拟图,即五人对对象进行投票,开关接通,表示赞成,开关打开表示反对,若反对人数较多,则表示没通过;若赞成人数较多,则表示通过。
图1 五人投票机设计要求:1、按下“启动”开关,开始计时,必须在5s的时间内完成投票,赞成则按下投票按钮,指示灯亮,表示投票成功;不赞成则不按投票按钮。
2、5s后投票停止后,存储器中的结果为最终结果。
将结果进行比较,并显示投票结果。
投票结果用三个灯(Y0,Y1)显示,Y0表示通过,Y0闪烁表示全票通过,Y1表示没通过。
3、当投票结果显示后,就不再接受任何信息,即使再投票,仍然不会改变其结果。
4、按下复位开关,所有的投票等立即熄灭,结果清零,可进行再次开始投票。
5、主持人按下停止按钮,系统停止工作。
三、设计步骤:(1)对系统进行需求分析,确定I/O点数,分配I/O地址;(2)画出PLC硬件接线图;(3)绘制PLC梯形图;(4)系统上机调试。
目录《可编程逻辑控制器》课程设计任务书 (1)一、设计题目二:五人投票机系统设计 (1)二、系统工作过程说明 (1)三、设计步骤: (2)摘要 (4)一、绪论 (5)1、设计目的 (5)2、设计内容 (5)3、要实现的目标 (5)二、系统分析及硬件设计 (5)1、系统工作说明 (6)2、系统I/O分配 (6)3、PLC外围接线 (7)三、系统软件设计 (8)1、系统流程图 (8)2、系统程序设计 (9)四、系统调试 (11)五、总结 (14)六、参考文献 (15)七、附录 (16)1、语句表 (16)2、其他图表 (18)摘要本设计需要统筹运用所学基本理论、基本方法对现实生活中的实际系统进行设计和调试。
《数字与逻辑电路基础》课程设计——五人表决器的设计姓名:学号:2015学院:自动任课教师:冯目录 (2)引言 (3)摘要 (3)实验设计原理 (3)实验步骤 (4)真值表 (4)卡诺图 (5)电路图 (7)Multisim仿真截图 (8)电路设计总结 (8)引言:现在火热的综艺节目都会请一些评委为参赛选手进行通过与否进行评判,最后给出通过与否的结果。
而评委进行表决时,都会有不同结果,此时,就需要一个多人表决器,而本次设计是为五人表决结果的输出,解决了对每一位评委结果的分析,直接给出最终通过与否的结果。
摘要:74HC153芯片是两个四选一数选器共用两个地址码,两个四选一输出端分别输出,两个使能端分别控制,且为低电平有效。
由于只有两个地址输入端,则需要构造第三个地址输入端,两四选一数选器分区工作。
实验设计原理分析:先用扩展法将74HC153设计构成三输入八选一数据选择器,再利用降维法实现五变量到三变量,最后加上适当的基础门电路即可实现五人多路表决器。
最后用Multisim进行仿真实验。
实验步骤如下:一.列出5人表决结果真值表。
二.由真值表画出卡诺图。
(E=0)(E=1)三.用降维图法,令x=E后降为四维变量A,B,C,D并且画出卡诺图如下。
四.令x=D降维写成3维卡诺图如下。
五.由上面的卡诺图结果取相应的原件:1.与门,或门,一个74HC153双四选一数据选择器,探针一个,五开关合一的S1(从上至下一次代表E D C B A),高低电平。
2.对照卡诺图可得到: DE : 1C1=1C2=2C0D+E : 1C3=2C1=2C20 : 1C01 : 2C33.画出电路仿真图如下:六.用Multisim仿真并且截图按照上式连接好电路后进行仿真,本次进行了两次仿真,第一次与第二次变量的输入分别为E:1 D:0 C1 B:0 A:1与E:1 D:0 C:0 B:0 A:1,仿真结果如后面两图所示。
E:1 D:0 C1 B:0 A:1即第一三五位评委通过,结果为通过(亮灯)。
实验七:五人表决器的设计实验姓名:学号:同组成员:一.实验目的:熟悉QII软件使用;练习数字电路的完整设计过程。
二.实验要求:五人表决器,即五人参与表决,超过半数投赞成票(三人或三人以上按1),表决通过是;否则不通过。
三.实验步骤:简要记录实验步骤即可。
1、列出真值表2、创建新设计项目3、创建HDL源文件4、仿真5、管脚锁定6、下载7、电路功能验证四.实验结果:1. 写出设计过程(真值表、简化结果)2. 实验结果(包括RTL电路图和波形仿真结果)3. 程序代码5人表决器真值表library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;use ieee.std_logic_arith.all;entity biao isport(a:in std_logic_vector(4 downto 0);Q: out std_logic);end biao;architecture arch of biao isbeginprocess(a)begincase a iswhen "00000"=> Q <= '0';when "00001"=> Q <= '0';when "00010"=> Q <= '0'; when "00011"=> Q <= '0'; when "00100"=> Q <= '0'; when "00101"=> Q <= '0'; when "00110"=> Q <= '0'; when "00111"=> Q <= '1'; when "01000"=> Q <= '0'; when "01001"=> Q <= '0'; when "01010"=> Q <= '0'; when "01011"=> Q <= '1'; when "01100"=> Q <= '0'; when "01101"=> Q <= '1'; when "01110"=> Q <= '1'; when "01111"=> Q <= '1'; when "10000"=> Q <= '0'; when "10001"=> Q <= '0'; when "10010"=> Q <= '0'; when "10011"=> Q <= '1'; when "10100"=> Q <= '0'; when "10101"=> Q <= '1';when "10110"=> Q <= '1';when "10111"=> Q <= '1';when "11000"=> Q <= '0';when "11001"=> Q <= '1';when "11010"=> Q <= '1';when "11011"=> Q <= '1';when "11100"=> Q <= '1';when "11101"=> Q <= '1';when "11110"=> Q <= '1';when "11111"=> Q <= '1';end case;end process;end arch;五、实验心得记录实验过程中碰到的问题,最终的解决办法;或者是本次实验给你带来的收获;或者是对实验课程的意见和建议。
5人表决器课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解并掌握5人表决器的电路原理和设计方法;2. 学生能了解数字电路基础知识,如逻辑门、触发器等;3. 学生能了解表决器在实际应用中的功能及作用。
技能目标:1. 学生能运用所学知识,设计并搭建简单的5人表决器电路;2. 学生能运用逻辑门和触发器进行数字电路分析和设计;3. 学生能通过实际操作,提高动手实践能力和团队协作能力。
情感态度价值观目标:1. 学生能对数字电路产生兴趣,提高学习积极性;2. 学生能在课程中培养解决问题的能力和创新思维;3. 学生能认识到团队合作的重要性,树立团队协作的意识。
课程性质:本课程为信息技术课程,以实践操作为主,注重培养学生的动手能力和创新思维。
学生特点:五年级学生,具备一定的逻辑思维能力和动手操作能力,对新鲜事物充满好奇。
教学要求:结合学生特点,采用启发式教学,引导学生主动探究,注重培养学生的实践能力和团队协作精神。
通过本课程的学习,使学生能够掌握5人表决器的相关知识,提高学生的信息技术素养。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分:1. 数字电路基础知识- 逻辑门原理及应用;- 触发器的种类及工作原理;- 数字电路的基本连接方式。
2. 5人表决器电路设计- 表决器原理及功能;- 5人表决器电路图设计;- 电路元件的选择及连接方法。
3. 实践操作- 搭建简单的5人表决器电路;- 调试和测试电路功能;- 分析实验结果,优化电路设计。
4. 团队合作与展示- 分组进行电路设计,培养团队协作精神;- 各小组展示成果,分享设计心得;- 评价与反馈,提高学生的表达和沟通能力。
教学内容参考教材相关章节,结合课程目标进行组织。
教学大纲安排如下:1. 数字电路基础知识(1课时)2. 5人表决器电路设计(2课时)3. 实践操作(3课时)4. 团队合作与展示(1课时)在教学过程中,注意引导学生主动探究,结合实际操作,使学生在实践中掌握知识,提高能力。
数电部分五人表决器设计一、设计任务与要求1•设计一个五人表决器,通过红绿两种不同颜色的灯来代表表决是否通过,并用数码管显示出同意的人数。
2•使用74HC138译码器芯片进行控制,按照少数服从多数的原则,多数人同意则通过,少数人同意则被否决。
用绿灯亮表通过,红灯亮表示否决。
3•学会根据已学知识设计具有某一特定功能的电路,学会基本电路的组装与调试。
二、方案设计与论证当按下开关时,代表同意赞成,开关没有按下去时,表示不赞成。
评委按照自己的意愿投票,选择是否按下开关,即选择逻辑电位。
对逻辑电位进行译码,对译码后芯片的输出进行显示。
对于五人表决器,首先设五人分别为ABC D E,设丫为表决的结果。
其中有三人或三人以上同意(同意用“ 1”表示,不同意用“ 0”表示)则绿灯亮(绿灯用“ 1”表示),红灯亮(红灯用“ 0”表示)。
五人表决器真值表如果绿灯亮了,则表示表决通过,若红灯亮了,表示不通过。
三、单元电路设计与参数计算芯片74HC138是典型的集成译码器。
它是3线-8线译码器,该译码器有3位二进制输入A B C,它们共有8种状态的组合,即可译出八个输出信号,输出为低电平有效此外,还设置了3个使能端G1G2A G2B为电路的扩展提供了方便。
74HC138集成译码器功能表输入输出G G>A 非G B非C B AY0非Y i非Y2非Y3非Y4非丫 5非Y,非丫7非* H * * * * H H H H H H H H * * H * * * H H H H H H H H L * * * * * H H H H H H H H H L L L L L L H H H H H H H H L L L L H H L H H H H H H H L L L H L H H L H H H H H H L L L H H H H H L H H H H H L L H L L H H H H L H H H H L L H L H H H H H H L H H H L L H H L H H H H H H L H H L L H H H H H H H H H H L15141312^97 0 12 3 4 5 6 7 YYYYYYYY 7 ABC G7—74HC138外围引脚分布图芯片74HC139是双2线-4线译码器,它的输出也是低电平有效,符号匡内部的输 入、输出变量表示其内部的逻辑关系。
广西大学行健文理学院 FPGA课程设计题目:五人多数表决器学部:电气信息学部专业:电子科学与技术班级:2012级1班学号:**********学生姓名:***指导老师:***二〇一五年一月摘要在电子设计与制造技术的发展中,核心就是电子设计自动化(EDA,Electronic Design Automation)技术。
EDA技术就是以计算机为工具,设计者在EDA软件平台上,用硬件描述语言VHDL完成设计文件,然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真,直至对特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。
EDA技术的出现,极大地提高了电路设计的效率和可操作性,减轻了设计者的劳动强度。
本次设计实验就是基于EDA技术和EP1C6Q240C8芯片(FPGA),及其外围电路,实现了五人多数表决器的设计。
设计模块主要包括:控制单元、计数单元、显示单元。
从而实现了用人数多于或等于3来判决是否通过,从而达到设计要求。
关键词:EDA、VHDL、显示单元、控制单元目录设计要求 (1)前言 (1)1方案论证 (1)1.1方案一 (1)1.2方案二 (2)1.3方案对比与选择 (3)2基本功能模块设计与说明 (3)2.1十秒倒计时模块说明 (3)2.2数码管机二极管显示模块说明 (3)2.3电路原理图 (4)3 软件设计 (4)4 管脚说明 (5)5仿真现象 (6)6实验结论 (9)7实验总结 (10)致谢 (11)参考文献 (12)附录 (13)五人多数表决器设计要求1五人多数表决逻辑:多数通过;2 在主持人控制下,10秒内表决有效;3采用数码管显示表决10秒倒计时;4表决结束后用发光二极管及数码管显示表决结果,数码管显示结果形式:通过,不通过;5 设主持人控制键,复位键:控制键:启动表决;复位键:系统复位。
前言本课程设计是一个基于EDA技术的五人多数表决器,通过时间的限制,主持人的控制,共同决定通过与不通过。
5人多数表决电路设计一、设计思想通过上学期学习的《数字电子技术基础简明教程》的学习,逐步认识了解74系列芯片的用法。
本设计实验通过对逻辑门电路的进一步巩固与发展,根据老师上课的要求和指导,以及我们实验课上对Multisim软件的初步使用,设计了一个简单的5人多数表决电路。
本门EDA课是属于实践性教学,这不仅能加深学生对所学《数字电子技术》理论知识的理解,同时也能提高我们的综合素质,培养我们的创新精神、实践能力和创新能力。
同时,我们这次的也是设计性实验,所谓设计性实验就是指给定实验目的、要求和实验条件,由我们学生自行设计实验方案、选择相关芯片或器件实现的实验。
设计性实验能激发学生学习的主动性和创新意识,培养学生独立思考、综合运用知识、分析和解决复杂问题的能力。
本次使用Multisim软件设计实验,一是能提高我们的学习的主动性:在给定的实验题目和技术指标下,我们在老师的指导下自己设计实验方案,自行选择实验器材,制定实验操作步骤和流程,此次试验是我们运用自己对数字电路中逻辑门电路的知识进行分析和探索。
在整个实验过程中,我们都处于主动学习的状态,学习目的明确,独立思维。
二是能提高我们对实验内容的探索性,设计性实验方案的设计与实现过程本身就是一个不断探索的过程,而对实验过程中遇到问题的分析与解决则更离不开探索。
探索性恢复了实验在人们认识自然、探索科学过程中的本来面目,让实验教学真正成为我们学习知识、培养能力的基本方法和有效途径。
三是提高我们方法的多样性。
设计性实验虽然实验目的明确,但实验方案可以灵活选择。
我们往往可以通过不同的途径和方法达到实验目的,从根本上改变了千人一面的传统验证实验教学模式,有利于创新人才的培养,体现以学生为本的教学思想。
EDA课程对我们电子专业有很重要的作用,所以我们必须认真的完成本次的5人表决电路设计。
通过自己对电路的探索和设计,选择自己需要的芯片来完成。
二、实验条件的要求:鉴于设计性实验的探索性以及设计和实现方法的多样性,老师给我们提出的一些特殊的要求:a) 学时要求。