七人表决器实验
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3.3实验三七人表决器设计3.3.1实验目的1、掌握用QuartusII软件设计基本数字系统流程及注意事项。
2、进一步熟练掌握程序的编译、仿真、生成模块及芯片引脚号码锁定方法。
3、掌握分层设计的方法和注意事项4、在实验报告中,总结数字系统设计步骤及注意事项。
3.3.2实验内容基于QuartusII软件及VHDL语言实现七人表决器。
当参与表决的7人中有4个或4个以上赞同时,表决器输出“1”表示通过,否则输出“0”表示不通过,并显示赞成和反对的人数。
用7个开关作为表决器的7个输入变量,数码管显示人数,LED灯显示是否通过。
本实验4学时。
3.3.3实验仪器ZY11EDA13BE型实验箱。
3.3.4实验原理分析实验要求,七人表决器系统主要由两个模块构成:投票计数模块和数码管显示模块。
一、建立项目(1)新建文件夹。
路径及文件名中不可出现汉字。
(2)新建项目。
一个数字系统可以由多个模块构成,使所有模块连接在一起的总文件叫做顶层文件,只有顶层文件名可以且必须与项目名相同。
项目取名为bjq7。
(3)选择芯片二、建立文件首先,建立各个VHDL功能模块。
1.投票计数模块。
(1)新建VHDL文件编辑VHDL程序。
投票计数模块输入为七个电平开关input,输出为同意的人数agree,反对的人数disagree,是否通过指示灯y,程序清单如下:library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity BJQ isport(input:in std_logic_vector(6downto0);七个输入开关agree:out std_logic_vector(3downto0);同意的人数disagree:out std_logic_vector(3downto0);不同意的人数y:out std_logic);是否通过标志end;architecture one of BJQ isbeginprocess(input)variable cnt:integer range0to7;variable cnt0:integer range0to7;begincnt:=0;for i in6downto0loopif input(i)='1'thencnt:=cnt+1;end if;end loop;cnt0:=7-cnt;if cnt>3then y<='0';else y<='1';end if;case cnt iswhen0=>agree<="0000";when1=>agree<="0001";when2=>agree<="0010";when3=>agree<="0011";when4=>agree<="0100";when5=>agree<="0101";when6=>agree<="0110";when7=>agree<="0111";when others=>agree<="0000";end case;case cnt0iswhen0=>disagree<="0000";when1=>disagree<="0001";when2=>disagree<="0010";when3=>disagree<="0011";when4=>disagree<="0100";when5=>disagree<="0101";when6=>disagree<="0110";when7=>disagree<="0111";when others=>disagree<="0000";end case;end process;end;程序输入完成后进行保存,名字与实体名一致BJQ。
七人表决器设计一.设计要求1. 能够完成七人表决的功能,并且直观的显示结果:决议通过显示字母P,否则显示字母E;2.能够选择显示表决双方的人数,有控制开关与显示指示灯,并且能够实时的显示反对与赞成的人数;3.能够选择是否记名,并有指示灯显示。
当选择记名时,与表决参与者相对应的指示灯亮起;4.不设置弃权的状况,超过三人同意则表示决议通过。
二.设计思路1.使用Altera的Cyclone II器件,FPGA型号为EP2C35F672C6N;开发平台为Quartus II 8.02.使用6个拨动开关用以进行表决,开关闭合时表示同意,断开时表示不同意;3.使用6个LED用以显示表决的个人结果,用以显示记名时的情况。
LED亮起表示表决人同意,否则表示不同意;4.使用一个七段数码管用以显示表决结果,通过显示P,否则显示E;另外使用两个数码管用以分别显示同意与不同意的人数;5.使用两个拨动开关控制是否记名,是否显示表决的人数结果;6.其他电路按需要搭建。
三.硬件系统组成框图注释:set:选择是否记名set1:选择是否显示投票人数及比例xin[0:6]:表决输入,分别是七个拨动开关sel:输出指示是否记名投票sel1:输出指示是否显示投票人数及比例xout[0:6]:译码用数码管输出表决是否通过xout0[0:6]:译码用数码管输出同意的人数(set1=1)xout1[0:6]:译码用数码管输出不同意同意的人数(set1=1)xout2[0:6]:译码用七个LED输出记名结果设计HDL源程序library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity biao isport (set, set1: in std_logic ; ----控制按键xin: in std_logic_vector ( 6 downto 0 ); ----按键输入表决sel,sel2: out std_logic; -------控制指示灯xout,xout0,xout1,xout2 : out std_logic_vector ( 6 downto 0 )); ----xout显示结果,xout0显示否决的人数,xout1赞成的人数,xout2 LED输出end entity ;architecture bev of biao isbeginprocess ( xin ,set,set1)variable j: integer :=0;beginj:=0;for i in 0 to 6 loop ------统计同意的个数if xin(i)='1' thenj:=j+1;end if;end loop;if (set='1') then -------是否记名投票sel<='1';xout2<=xin; -------记名投票elsesel<='0';xout2<="0000000";end if;if j>3 then ------判决是否表决通过并输出结果xout<="0001100"; ----数码管显示Pelse xout<="0000110"; -----数码管显示Eend if;if set1='1' then ------是否显示表决比例sel2<='1'; ------显示指示灯亮并且译码输出同意与不同意的数目case j is ------显示赞成的人数when 0 =>xout1<="1000000";when 1 =>xout1<="1111001";when 2 =>xout1<="0100100";when 3 =>xout1<="0110000";when 4 =>xout1<="0011001";when 5 =>xout1<="0010010";when 6 =>xout1<="0000010";when 7 =>xout1<="1111000";when others =>xout1<="XXXXXXX";end case;case j is ------显示不赞成的人数when 7 =>xout0<="1000000";when 6 =>xout0<="1111001";when 5 =>xout0<="0100100";when 4 =>xout0<="0110000";when 3 =>xout0<="0011001";when 2 =>xout0<="0010010";when 1 =>xout0<="0000010";when 0 =>xout0<="1111000";when others =>xout0<="XXXXXXX";end case;else ------不显示表决比例sel2<='0';xout0<="1111111"; ----不显示数字xout1<="1111111";end if;end process;end architecture bev;四.DE2平台仿真1.在Quartus中打开已经建好的工程文件;2.按要求选择设备并且分配管脚,重新编译,连接实验板的电源线与下载线,下载程序文件3.分别拨动开关sw0到sw6,看是否能够满足基本要求;在分别拨动sw16,sw17,看是否能够按要求显示表决人数结果与对应的LED灯是否正常亮与灭。
EDA 课程设计报告书课题名称 七人表决器设计姓 名 学 号 院、系、部 电气系 专 业 电子信息工程指导教师2013年12月3日※※※※※※※※※ ※※ ※※ ※※ ※※※※※※※※※2011级EDA课程设计七人表决器设计一、设计目的1.熟悉Quartus II软件的使用。
2.熟悉EDA开发的基本流程。
二、设计要求所谓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。
七人表决器顾名思义就是由七个人来投票,当同意的票数大于或者等于4人时,则认为同意;反之,当否决的票数大于或者等于4人时,则认为不同意。
实验中用7个拨挡开关来表示七个人,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表示,若表决的结果为同意,则LED被点亮;否则,如果表决的结果为反对,则LED不会被点亮。
三、流程图设计四、程序设计(程序代码)LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY asdfgh ISPORT(clk:IN STD_LOGIC;am:IN STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0);y:OUT STD_LOGIC;y1:OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0));END ENTITY asdfgh;ARCHITECTURE one OF asdfgh ISSIGNAL q:STD_LOGIC;SIGNAL q1:STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0);BEGINPROCESS(am)VARIABLE shu:INTEGER;BEGINshu:=0;IF clk'EVENT AND clk='1' THENIF am(0)='1' THEN shu:=shu+1;END IF;IF am(1)='1' THEN shu:=shu+1;END IF;IF am(2)='1' THEN shu:=shu+1;END IF;IF am(3)='1' THEN shu:=shu+1;END IF;IF am(4)='1' THEN shu:=shu+1;END IF;IF am(5)='1' THEN shu:=shu+1;END IF;IF am(6)='1' THEN shu:=shu+1;END IF;CASE shu ISWHEN 0 => q<='0';q1<="0111111";WHEN 1 => q<='0';q1<="0000110";WHEN 2 => q<='0';q1<="1011011";WHEN 3 => q<='0';q1<="1001111";WHEN 4 => q<='1';q1<="1100110";WHEN 5 => q<='1';q1<="1101101";WHEN 6 => q<='1';q1<="1111101";WHEN 7 => q<='1';q1<="0000111";WHEN OTHERS => q<='Z';q1<="ZZZZZZZ";END CASE;y<=q;y1<=q1;END IF;END PROCESS;END ARCHITECTURE one;五、仿真图及结果图(结果说明)当a[6]-a[0]依次输入为1101001时,则数码管y1[6]-y1[0]为1100110,即数码管显示为4,LED灯即为高电平,即为亮。
EDA实验指导书(EL-SOPC4000实验箱)指导老师:姚晓通电工电子实验中心七人表决器一、实验目的1.了解表决器的原理。
2.熟悉QuartusII软件建立工程,图形输入法进行设计。
3.熟悉整个开发的流程,初步使用EL-SOPC4000实验箱。
二、实验原理所谓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。
七人表决器顾名思义就是由七个人来投票,当同意的票数大于或者等于4人时,则认为同意;反之,当否决的票数大于或者等于4人时,则认为不同意。
实验中用7个拨挡开关来表示七个人,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表示,若表决的结果为同意,则LED被点亮;否则,如果表决的结果为反对,则LED不会被点亮。
根据电路状态转换表→设计数值输出→运用门电路设计电路图→仿真运行→实现七人多数表决器的设计。
电路状态转换图:根据电路状态转换图设计电路,用一个半加器实现设计一个全加器,运用4个全加器实现七人表决器的设计。
(2)半加器电路设计:图 1 半加器的原理图(3)全加器电路设计:图 2 全加器的原理图(4)七人表决器电路设计:图3 七人表决器的原理图三、实验内容(1)根据设计要求,绘制出电路状态转换图,实现七人四票制表决。
(2)根据电路状态转换图,用门电路设计出七人表决器。
(3)运用半加器,全加器,实现表决器的设计。
(4)逻辑设计要求:用七个开关作为表决器的七个输入变量,逻辑“1”时表示“赞同”,逻辑“0”时表示“不赞同”,用发光二极管作为输出指令,输出逻辑“1”表示“通过”;输出逻辑“0”时表示“不通过”。
当表决器的七个输入变量中的4个以上(包含4个)为“1”时,则表决器输出为“1”;否则为“0”。
通过状态用LED1表示,未通过用LED2表示。
四、实验步骤1.首先打开QuartusII软件,新建工程voter7。
七人表决器实验报告七人表决器实验报告引言:在日常生活中,我们经常会遇到需要做决策的情况。
而在集体决策中,如何快速、公正地达成共识成为了一个重要的问题。
为了解决这一问题,我们进行了七人表决器的实验。
本实验旨在探索七人表决器在集体决策中的效果和影响因素。
实验设计:我们邀请了七位志愿者参与实验,每个人都具有不同的背景和观点。
在实验开始前,我们向每位参与者提供了相同的决策问题,并要求他们独立思考并给出自己的答案。
然后,我们将七人表决器放置在桌面上,并告知参与者如何使用。
在每次决策中,参与者需要将自己的决策结果输入到表决器中,然后等待其他人完成决策。
当所有参与者完成决策后,表决器会自动计算出最终的决策结果。
实验结果:通过观察实验过程和分析实验数据,我们得出了以下结论:1. 影响决策结果的因素:参与者的个人观点、决策顺序以及决策权重等因素都可能影响最终的决策结果。
在实验中,我们发现当个人观点相差较大时,决策结果往往会偏向于多数人的意见。
而当个人观点相似或相同时,决策结果则更容易达成一致。
2. 决策效率的提升:相比于传统的集体讨论和投票方式,七人表决器在决策效率上具有明显的优势。
参与者只需输入自己的决策结果,无需进行冗长的讨论和辩论过程,从而节省了时间和精力。
3. 决策公正性的保障:七人表决器在一定程度上保障了决策的公正性。
由于每个参与者的决策权重相等,没有任何一方能够主导决策结果。
这种平等的决策机制能够避免个别参与者的意见被忽视或压制,从而提高了决策的公正性。
讨论:尽管七人表决器在决策效率和公正性方面具有优势,但仍存在一些潜在的问题和限制。
首先,由于每个参与者只能输入一个决策结果,可能无法充分体现个体的多样性和复杂性。
其次,决策结果可能受到决策顺序的影响,先行决策者的意见可能会对后续决策者产生影响。
此外,表决器本身的设计和算法也可能存在一定的偏差,需要进一步优化和改进。
结论:通过本次实验,我们初步探索了七人表决器在集体决策中的应用。
实验三七人表决器的设计一、实验目的1、初步了解VHDL语言。
2、学会用行为描述方式来设计电路。
二、实验原理用七个开关作为表决器的7个输入变量,输入变量为逻辑“1”时表示表决者“赞同”;输入变量为逻辑“0”时,表示表决者“不赞同”。
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”。
当表决器的七个输入变量中有4个以上(含4个)为“1”时,则表决器输出为“1”;否则为“0”。
七人表决器设计方案很多,比如用多个全加器采用组合电路实现。
用VHDL语言设计七人表决器时,也有多种选择。
我们可以用结构描述的方式用多个全加器来实现电路,也可以用行为描述。
采用行为描述时,可用一变量来表示选举通过的总人数。
当选举人大于或等于4时为通过,绿灯亮;反之不通过时,黄灯亮。
描述时,只须检查每一个输入的状态(通过为“1”,不通过为“0”),并将这些状态值相加,判断状态值和即可选择输出。
三、实验内容1、用VHDL语言设计上述电路。
2、下载并验证结果。
四、设计提示1、初次接触VHDL语言应注意语言程序的基本结构,数据类型及运算操作符。
2、了解变量和信号的区别。
3、了解进程内部顺序执行语句及进程外部并行执行语句的区别。
五、实验报告要求1、写出七人表决器的VHDL语言设计源程序。
2、书写实验报告时要结构合理,层次分明,在分析叙述时注意语言的流畅。
设计思路:本设计采用多个全加器实现组合电路,用七个开关作为表决器的七个输入变量,逻辑“1”时表示“赞同”,逻辑“0”时表示“不赞同”,用发光二极管作为输出指令,输出逻辑“1”表示“通过”;输出逻辑“0”时表示“不通过”。
当表决器的七个输入变量中的4个以上(包含4个)为“1”时,则表决器输出为“1”,绿灯亮;否则为“0”绿灯不亮。
源程序及电路图绘制:1.二输入或门1)VHDL源代码LIBRARY IEEE;USE IEEE.std_logic_1164.ALL;USE IEEE.std_logic_unsigned.ALL;ENTITY or2_1 ISPORT(A,B : IN STD_LOGIC;C : OUT STD_LOGIC);END ENTITY or2_1;ARCHITECTURE art1 OF or2_1 ISBEGINC<= A OR B;END ARCHITECTURE art1;2.半加器1)VHDL源代码LIBRARY IEEE;USE IEEE.std_logic_1164.ALL;USE IEEE.std_logic_unsigned.ALL;ENTITY h_adder ISPORT(A,B : IN STD_LOGIC;SO,CO : OUT STD_LOGIC);END ENTITY h_adder;ARCHITECTURE art2 OF h_adder ISBEGINSO<=NOT( A XOR (NOT B));CO<=A AND B;END ARCHITECTURE art2;2)原理图3.全加器1)VHDL源代码LIBRARY IEEE;USE IEEE.std_logic_1164.ALL;USE IEEE.std_logic_unsigned.ALL;ENTITY f_adder ISPORT(AIN,BIN,CIN : IN STD_LOGIC;SUM,COUT : OUT STD_LOGIC);END ENTITY f_adder;ARCHITECTURE art3 OF f_adder ISCOMPONENT h_adder ISPORT(A, B : IN STD_LOGIC;SO,CO : OUT STD_LOGIC);END COMPONENT h_adder;COMPONENT or2_1 ISPORT(A, B : IN STD_LOGIC;C : OUT STD_LOGIC);END COMPONENT or2_1;SIGNAL S1,S2,S3:STD_LOGIC;BEGINU1:h_adder PORT MAP(A=>AIN,B=>BIN,CO=>S1,SO=>S2);U2:h_adder PORT MAP(A=>S2,B=>CIN,CO=>S3,SO=>SUM);U3:or2_1 PORT MAP(A=>S1,B=>S3,C=>COUT);END ARCHITECTURE art3;2)原理图4.七人表决器1)VHDL源代码LIBRARY IEEE;USE IEEE.std_logic_1164.ALL;USE IEEE.std_logic_unsigned.ALL;ENTITY 7 ISPORT(A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7 : IN STD_LOGIC;GREEN : OUT STD_LOGIC);END ENTITY 7;ARCHITECTURE art4 OF 7 ISCOMPONENT f_adder ISPORT(AIN, BIN, CIN : IN STD_LOGIC;SUM, COUT : OUT STD_LOGIC);END COMPONENT f_adder;SIGNAL S1,S2,S3,S4,S5 :STD_LOGIC;BEGINU1:f_adder PORT MAP(AIN=>A1,BIN=>A2,CIN=>A3,SUM=>S1,COUT=>S2);U2:f_adder PORT MAP(AIN=>A4,BIN=>A5,CIN=>A6,SUM=>S3,COUT=>S4);U3:f_adder PORT MAP(AIN=>S1,BIN=>S3,CIN=>A7,COUT=>S5);U4:f_adder PORT MAP(AIN=>S2,BIN=>S4,CIN=>S5,COUT=>GREEN);END ARCHITECTURE art4;2)原理图仿真与实验:1.仿真波形2.引脚锁定:实验小结及心得体会:按以上方案及过程,通过muxplus2用VHDL语言进行编程并仿真,然后下载程序到试验箱。
实验报告及心得体会实验名称:七人表决器实验目的:通过Max+plus2软件实现七人表决功能,熟练掌握用Max+plus2实现七人表决器的操作步骤实验步骤:1.打开Max+plus2软件2.打开file-open,在open对话框的Text Editor files选择后缀为*.vhd文件格式3.选择files为VOTE7.vhd的文件,单击ok,出现源程序文本4.单击file-project-set project to…,单击Assign-Device选择驱动,在弹出的Device窗口下选择Device为EPF1OK1OLC84-4,单击ok5.单击Assign-pin/location/chip…进行引脚锁定。
例如,输入从men0到men6,对应的input pin为28-30、35-38,在Node name中输入pass,对应输出pin为V ote7,output pin为23,在Node name中输入stop chip name为vote7,output pin为65,单击ok6.单击菜单下的compiler选项,在出现的窗口下单击start完成综合,单击确定,关闭窗口7.单击菜单下的programmer选项,若未出现Hardware setup窗口,则打开options菜单下的Hardware setup选项,在弹出的窗口下,选择Hardware type为Byteblaster(MV)选项,单击ok,然后再单击configure,完成进程8.使用仪器通过仪器观察,在K1-K8的八个输出发光二极管中(程序中选择七个)开始时都不亮。
在L1-L11,这十一个发光二极管中有L6开始时亮,L11不亮,依次按下K1-K8中的四个发光二极管的按钮使其发光,则L6熄灭,L11发光,说明实现了七人表决器实验结果:输出发光二极管K1-K8中有4个灯亮时,L6熄灭,L11发光,说明7人中只要有四人同意时,表决成功心得体会通过老师的实验演示,我基本明白了Max+plus2软件的使用方法。
郑州航空工业管理学院EDA技术及应用课程设计说明书 12 届电子信息工程专业 1213082 班级题目7人表决电路设计学号121308239姓名赵维炜指导教师王春彦程铮张臻二О一四年六月二十四日一、7人表决电路设计原理此实验是用七个开关作为表决器的7个输入变量,输入变量为逻辑“1”时表示表决者“赞同”;输入变量为逻辑“0”时,表示表决者“不赞同”。
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”。
当表决器的七个输入变量中有4个以上(含4个)为“1”时,则表决器输出为“1”;否则为“0”。
七人表决器设计方案很多,比如用多个全加器采用组合电路实现。
用verilog语言设计七人表决器时,也有多种选择。
我们可以用结构描述的方式用多个全加器来实现电路,也可以用行为描述。
采用行为描述时,可用一变量来表示选举通过的总人数。
当选举人大于或等于4时为通过,绿灯亮;反之不通过时,黄灯亮。
描述时,只须检查每一个输入的状态(通过为“1”,不通过为“0”),并将这些状态值相加,判断状态值和即可选择输出。
二、7人表决电路设计的硬件(1)晶振为12 MHz(2)采用CPLD 器件,为MAX7000AE的EPM7064AELC44—10 (3)采用数码管显示1、电路图芯片图:CPLD的工作大部分是在电脑上完成的。
打开集成开发软件→画原理图、写硬件描述语言(VHDL,Verilog)→编译→给出逻辑电路的输入激励信号,进行仿真,查看逻辑输出结果是否正确→进行管脚输入、输出锁定(7064的44个输入、输出管脚可根据需要设定)→生成代码→通过下载电缆将代码传送并存储在CPLD芯片中。
7128这块芯片各管脚已引出,将数码管、抢答开关、指示灯、蜂鸣器通过导线分别接到芯片板上,通电测试,数码管:R26-r33 r12-r19 是限流电阻,位码由于电流过大,采用了三极管驱动,数码管为共阴极,当有信号1时,对应数码管才能操作。
七人表决器徐浩杰通信09-1 2220091708一、实验目的:1.掌握用VHDL硬件描述语言做电路综合设计方法。
2.熟悉掌握程序的编译、仿真、生成模块及芯片引脚号码锁定方法并下载到目标芯片。
二、实验仪器:ZY11EDA13BE型实验箱三、实验内容及要求:1.设计一个数字时钟,要求能为24h制,要求能显示时、分、秒,并可手动调整时和分。
四:实验程序:七人表决器library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity svm isport (input:in std_logic_vector(6 downto 0);ledz :out std_logic_vector(3 downto 0);ledf :out std_logic_vector(3 downto 0);co :out std_logic);end svm;architecture a of svm isbeginprocess(input)variable cont:integer range 0 to 7;begin cont:=0;for i in 6 downto 0 loopif input(i)='1'thencont:=cont+1;end if;end loop;if cont>3 thenco<='1';elseco<='0';end if;case cont iswhen 0=>ledz<="0000";when 1=>ledz<="0001";when 2=>ledz<="0010";when 3=>ledz<="0011";when 4=>ledz<="0100";when 5=>ledz<="0101";when 6=>ledz<="0110";when 7=>ledz<="0111";when others=>ledz<="1111";end case;end process;end a;显示管译码器==================================================== library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_arith.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity bcdcoder isport (bcd :in std_logic_vector(3 downto 0);segout :out std_logic_vector(0 to 6));end bcdcoder;architecture a of bcdcoder isbeginprocess (bcd)begincase bcd iswhen"0000"=>segout<="1111110";when"0001"=>segout<="0110000";when"0010"=>segout<="1101101";when"0011"=>segout<="1111001";when"0100"=>segout<="0110011";when"0101"=>segout<="1011011";when"0110"=>segout<="1011111";when"0111"=>segout<="1110000";when"1000"=>segout<="1111111";when"1001"=>segout<="1111011";when others=>segout<="0000000";end case;end process;end a;五、实验总结通过本次实验,我们更加了解了VHDL语言,掌握了VHDL硬件描述语言做电路综合设计方法。
3.3实验三七人表决器设计3.3.1实验目的1、掌握用QuartusII软件设计基本数字系统流程及注意事项。
2、进一步熟练掌握程序的编译、仿真、生成模块及芯片引脚号码锁定方法。
3、掌握分层设计的方法和注意事项4、在实验报告中,总结数字系统设计步骤及注意事项。
3.3.2实验内容基于QuartusII软件及VHDL语言实现七人表决器。
当参与表决的7人中有4个或4个以上赞同时,表决器输出“1”表示通过,否则输出“0”表示不通过,并显示赞成和反对的人数。
用7个开关作为表决器的7个输入变量,数码管显示人数,LED灯显示是否通过。
本实验4学时。
3.3.3实验仪器ZY11EDA13BE型实验箱。
3.3.4实验原理分析实验要求,七人表决器系统主要由两个模块构成:投票计数模块和数码管显示模块。
一、建立项目(1)新建文件夹。
路径及文件名中不可出现汉字。
(2)新建项目。
一个数字系统可以由多个模块构成,使所有模块连接在一起的总文件叫做顶层文件,只有顶层文件名可以且必须与项目名相同。
项目取名为bjq7。
(3)选择芯片二、建立文件首先,建立各个VHDL功能模块。
1.投票计数模块。
(1)新建VHDL文件编辑VHDL程序。
投票计数模块输入为七个电平开关input,输出为同意的人数agree,反对的人数disagree,是否通过指示灯y,程序清单如下:library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity BJQ isport(input:in std_logic_vector(6downto0);七个输入开关agree:out std_logic_vector(3downto0);同意的人数disagree:out std_logic_vector(3downto0);不同意的人数y:out std_logic);是否通过标志end;architecture one of BJQ isbeginprocess(input)variable cnt:integer range0to7;variable cnt0:integer range0to7;begincnt:=0;for i in6downto0loopif input(i)='1'thencnt:=cnt+1;end if;end loop;cnt0:=7-cnt;if cnt>3then y<='0';else y<='1';end if;case cnt iswhen0=>agree<="0000";when1=>agree<="0001";when2=>agree<="0010";when3=>agree<="0011";when4=>agree<="0100";when5=>agree<="0101";when6=>agree<="0110";when7=>agree<="0111";when others=>agree<="0000";end case;case cnt0iswhen0=>disagree<="0000";when1=>disagree<="0001";when2=>disagree<="0010";when3=>disagree<="0011";when4=>disagree<="0100";when5=>disagree<="0101";when6=>disagree<="0110";when7=>disagree<="0111";when others=>disagree<="0000";end case;end process;end;程序输入完成后进行保存,名字与实体名一致BJQ。
(2)对保存好的vhdl文件进行编译。
对表决器程序编译。
点击Project Navigator小窗口下方的Files查看已有文件,可以看到项目中已有的文件。
选中BJQ.vhd,点击右键选择“set as top-level entity”,此步骤将BJQ.vhd设置为当前需要编译的文件。
执行“Processing”菜单下的“Start Compilation”命令,开始编译。
(3)将VHDL文件生成原理图可调用的器件点击Project Navigator小窗口下方的Files,选中BJQ.vhd,点击右键选择“Create Symbol Files for current File”,将BJQ的VHDL文件生成为可调用的器件。
生成器件成功后显示“Create Symbol File was successful”2.数码管显示模块建立操作步骤与投票计数模块方法相同,新建VHDL程序、保存文件、设置为顶层实体、编译机生成可调用器件。
程序清单如下:library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity XIANSHI isport(led:out std_logic_vector(0to6);agree:in std_logic_vector(3downto0);DIG:out std_logic_vector(0to7);disagree:in std_logic_vector(3downto0);clk:in std_logic);end;architecture one of XIANSHI issignal qn:std_logic_vector(3downto0);beginprocess(clk,agree,disagree)begincase clk iswhen'0'=>qn<=agree;DIG<="10111111";when'1'=>qn<=disagree;DIG<="01111111";when others=>qn<="0000";end case;case qn iswhen"0000"=>led<="1111110";when"0001"=>led<="0110000";when"0010"=>led<="1101101";when"0011"=>led<="1111001";when"0100"=>led<="0110011";when"0101"=>led<="1011011";when"0110"=>led<="1011111";when"0111"=>led<="1110000";when others=>led<="0000000";end case;end process;end;程序输入完成后进行保存,名字与实体名一致XIANSHI。
仿照上一个模块的操作步骤,最终生成可调用器件。
建立顶层文件各个模块建立好后,需要建立顶层文件。
在原理图中将所有模块连接起来,实现数字系统的功能,此原理图为本项目的顶层文件,必须与项目名相同,保存为bjq7。
在原理图文件中,双击画图区域,输入VHDL程序的名字BJQ,就可以调用上面步骤所生成的相应的器件,如下图。
在原理图文件中,连接各个功能模块,设置输入输出,如下图。
需要特别注意的是,一位二进制数据连接是用细线,多位二进制数据用粗线,多位二进制数输入或输出的命名方式为out[0..6],与模块内的数据格式一致,如下图所示。
三、项目编译。
原理图编辑好后,需要对其进行编译。
点击Project Navigator小窗口下方的Files,选中bjq.bdf,将其设置为当前顶层实体,进行编译。
四、管脚分配编译成功后,通过管脚分配使设计的数字系统控制实验箱。
选择菜单栏中的Assignments下的”Device”,出现界面后选择“Device and pins options”选择“Unused pins”为“As input tri-stated”选择菜单栏中的Assignments下的“Pins”,进入管脚分配界面。
{注意}管脚分配好后,回到主界面对顶层文件进行重新编译。
编译成功后,设置的管脚信息会显示在原理图上。
五、程序下载。
编译成功后,将所设计的数字系统下载到实验箱芯片上,方法与实验一的下载步骤相同。
下载时,320实验室实验箱只需打开实验箱侧面总开关。