设计一个LUT怎么实现组合逻辑电路路,实现用三个控制开关A、B、C来控制电灯 L 的开启和关闭

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第1章 EDA技术概述

“用可编程逻辑器件FPGA实现LUT怎么实現组合逻辑电路路设计”实验报告

1.掌握中规模数字集成器件的逻辑功能及使用方法

2.熟悉LUT怎么实现组合逻辑电路路的设计方法

3.了解数字可编程器件的应用设计

4.学会QUARTUS软件的基本使用方法

硬件:DE-2实验板PC机

三. 实验任务及要求

1.     设计一个两组四位二进制数的加减运算显示电路。要求:一个控制加减运算的功能按键;两数相加的绝对值不大于15;用两个七段数码管显示算术运算结果(0~15);当运算结果为负数时红色发咣二极管亮。

(1)电路设计(画出原理图或写出HDL程序)

(2)功能仿真(波形截图)

(3)时序仿真(波形截图)

2.下载DE-2板验证设计结果

1.获取加减法运算后的补码:首先利用4位并行加法器74283芯片进行加减法运算(M控制加减法,结果为负数时CO和M的异或输出为1接二极管亮),设输入兩个四位二进制数为A4A3A2A1和B4B3B2B1运算结果为S4S3S2S1,控制信号为M

2. 将1中的输出补码转换为原码:利用另外一个74283芯片将运算得到的补码输出转换为原码。

3.判断2中的输出原码是否大于9:设2中输出的原码为S4S3S2S1进位为CO。

4.可编程逻辑器件的设计方法

1)      进行逻辑抽象首先要把需要实现的逻辑功能表示為逻辑函数的形式——逻辑方程、真值表、状态转换表(图)。

2)      选定可编程逻辑器件(PLD)的类型和型号选择时应考虑到是否需要擦除重寫;是否要求能在系统编程;是LUT怎么实现组合逻辑电路路还是时序逻辑电路;电路的规模和特点;对工作速度、功耗的要求;是否需要加密等。

4)      以开發系统软件能接受的逻辑功能描述方式(例如逻辑图、硬件描述语言、波形图等)编写计算机输入文件

5)      上机运行。将源程序输入计算机运行相应的编译程序或汇编程序,产生JEDEC下载文件和其他程序说明文件进行仿真分析,检查设计结果是否符合要求并做必要的修改。

7)      測试将写好数据的PLD从编程器上取下,用试验方法测试它的逻辑功能检查它是否达到了设计要求。

A1–A4为运算输入端

B1–B4为运算输入端

图1-1 加減运算显示电路仿真电路图

图1-2 加减运算显示电路仿真结果图(加法)

备注:此时按键M置0进行的是加法运算:(00)2=(13)10 ,注意七段数码管下面是十位,上面是个位

图1-3 加减运算显示电路仿真结果图(减法)

备注:此时按键M置1,进行的是减法运算:(00)2=(-3)10 ,说明输出是负数也可以从图中的LED1发出紅光得出结论。

图2-1 加减运算显示电路仿真电路图

图3-1 加减运算显示电路功能仿真结果图(8+5和8-5)

备注:给控制端M加如下信号:前半周期M置0进荇的是加法运算;后半周期M置1,进行的是减法运算因此,在图3-1中,前半周期是8+5的仿真结果后半周期是8-5的仿真结果。

图3-2 加减运算显示电路時序仿真电路图(8+5和8-5)

备注:使用时序仿真产生了8.217ns的时延

图4-1 加减运算显示电路功能仿真结果图(7-10)

备注:给控制端M加如下信号:整个周期M置1进行的是减法运算。因此在图4-1是7-10的仿真结果,结果为负数红灯亮。

图4-2 加减运算显示电路时序仿真电路图(7-10)

备注:使用时序仿真產生了6.983ns的时延

1.实验故障及解决方法 

A.电脑无法连接DE-2开发板:可能是数据线的问题 ?

C.输出结果不对:仔细检查并修改电路设计,必要时寻求哃学或老师的帮助

完成实验的重点是理解实验内容要求,并通过对quartus ii 的学习根据自己思路自行设计或者和同学共同设计电路原理图。

当運算结果大于15时使显示译码器7447的灭灯输入端BI为0,使共阳极7段数码管熄灭

将十进制转化为四位二进制就可以用上述电路原理图进行加减法运算。

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LUT怎么实现组合逻辑电路路和时序邏辑电路的区别是什么 [问题点数:40分,结帖人mic47]

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