ISP器件的设计与应用.ppt

第四阶段实验ISP器件的设计与应用,一、实验目的,二、实验内容与要求,三、ISP器件的开发流程,五、设计举例,四、EDAPro2K实验系统介绍,ISP器件的设计与应用,掌握可编程逻辑器件的应用开发技术设计输入、编译、仿真和器件编程；熟悉一种EDA软件使用；初步掌握VerilogHDL语言的编程方法；掌握层次化的设计方法。,一、实验目的,练习1十进制计数器（举例）用原理图构成一个有清零和使能功能的十进制计递增数器（建议用74161宏模块）编译和仿真分配引脚并再次进行编译下载,二、实验内容与要求（共4周）,练习2大小比较器和60进制计数器输入大小比较器的原理图(见实验四十六图10.46.1)编译和仿真自己完成60进制计数器设计与仿真,ISP器件的设计与应用,二、实验内容与要求,练习3篮球24秒定时器的设计（举例）实验要求参见p241实验三十三(图8.33.1)用VerilogHDL描述24秒定时器的功能编译和仿真引脚分配并再次进行编译下载练习4数字钟电路的设计（自己完成）,ISP器件的设计与应用,基本要求：（见教材289页，要求自己完成）具有“秒”、“分”、“时”计时功能，小时按24小时制计时。具有校时功能，能够对“分”和“小时”进行调整。具有整点报时功能。在59分51秒、53秒、55秒、57秒发出低音512Hz信号，在59分59秒时发出一次高音1024Hz信号，音响持续1秒钟，在1000Hz音响结束时刻为整点。外电路提供3路时钟信号（2048Hz/1024Hz/1Hz）和译码显示电路。选做内容：小时改为12进制，即由112。闹钟,数字钟电路设计（实验五十一）,三、ISP器件的开发流程,四、EDAPro2K实验系统介绍,可用资源8个数码显示（含8421译码）可显示09，AF8个LED发光管显示1个带驱动的小型扬声器（蜂鸣器）8个按键4组时钟源,可用资源使用方法引脚分配（锁定）,可用资源使用方法引脚分配（锁定）,1.十进制计数器的原理图设计,进入MAXPLUSII软件，点击，新建一个原理图文件（选GraphicEditorfile），按下页图输入原理图；,双击空白处，输入74161，回车，点击左键，放元件；,重复上述操作，放元件与非门（NAND2）、参考地（GND）、输入/输出引脚（INPUT/OUTPUT）；,双击引脚名称处，更改引脚名称；,选择所用器件：Assign/Device-选FLEX10K系列EPF10K10LC84-4；,存盘。注意：必须存在某一个文件夹中。,A.输入原理图文件：,五、设计举例,1.十进制计数器的原理图设计,B.编译原理图文件：,将当前的原理图文件设置成为当前的工程：选File/Project/SetProjecttoCurrentFile(或按Ctrl+Shift+J)；,编译当前工程中的所有文件：MAX+plusII/compiler；,点击Start按钮，开始编译。,1.十进制计数器的原理图设计,C.对设计进行仿真：,新建一个波形文件：点击，选择波形编辑器；,1.十进制计数器的原理图设计,点击OK按钮，进入波形编辑器；,C.对设计进行仿真：,1.十进制计数器的原理图设计,从网表中加入输入、输出信号节点到当前的文件：选Node/EnterNodesfromSNF；,(1)点击List，列出所有信号,(2)点击，选出需要的输入、输出信号,(3)点击OK，确定,C.对设计进行仿真：,1.十进制计数器的原理图设计,选择栅格尺寸：选Options/Gridsize；,将选定信号的值设为0,设定仿真时间长度：选File/Endtime(此处设定为30us)；,利用左边的快捷图标，编辑输入（节点）信号的波形；,将选定信号的值设为1,任意值x,高阻值z,对选中的信号取反,设定计数器的时钟信号clk,设定总线信号,C.对设计进行仿真：,1.十进制计数器的原理图设计,可参考下图设定输入信号：,选用默认的文件名存盘；,仿真：选MAX+plusII/Simulator,在弹出的对话框中点击Start开始仿真，再点击OpenSCF，可看到仿真波形。,C.对设计进行仿真：,按住shift键，选中QD、QC、QB、QA4个信号，然后点击右键，选EnterGroup，输入总线名称Q3.0，可以看到以总线形式显示的波形。,1.十进制计数器的原理图设计,D.分配输入、输出信号在器件上的引脚号：,1.十进制计数器的原理图设计,选MAX+plusII/FloorplanEditor，进入版图编辑环境；,选Layout/DeviceView，得到芯片的引脚图；,D.分配输入、输出信号在器件上的引脚号：,选Layout/CurrentAssignmentsFloorplan，以当前的引脚分配作为标准；,根据实验板外接资源进行引脚分配，方法是：选中右上方待分配的引脚，按住左键并拖放到相应的引脚上去。按Delete键，可删除错误的分配。,D.分配输入、输出信号在器件上的引脚号：,引脚分配的结果：CLK3,CLRN8,EN9,QA21,QB22,QC23,QD24；,引脚分配完成后，重新编译一次，则分配的引脚生效（选MAX+plusII/Compiler）。,E.对器件进行编程：,选MAX+plusII/Programmer，弹出编程对话框；,检查编程文件名(t161.sof)和器件（EPF10K10LC84-4）是否正确；,若正确，接上硬件后，点击Configure按钮，直接对器件编程。,若错误，选File/SelectProgrammingFile，重新选编程文件。,2.十进制计数器的VerilogHDL设计,/*带有异步清零功能的十进制计数器*/moduleCNT10(nclr,clk,Q)inputclk,nclr;output3:0Q;reg3:0Q;always(posedgeclkornegedgenclr)beginif(!nclr)Q=4b000;/clearelseif(Q=9)Q=4b000;elseQ=Q+1;endendmodule,3.篮球24秒定时器的VerilogHDL设计,（1）具有显示24S（24秒）计时功能；（2）设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能；（3）计时器为24S递减计时器，其计时间隔为1S；（4）计时器递减计时到零时，数码显示器不能灭灯，同时发出光电报警信号。,设计要求：,VerilogHDL程序参考下页：,modulebasketball30(TimerH,TimerL,alarm,clk,nclr,nload,nstop);inputclk,nclr,nload,nstop;wireclk,nclr,nload,nstop;output3:0TimerH,TimerL;reg3:0TimerH,TimerL;outputalarm;always(posedgeclkornegedgenclrornegedgenstopornegedgenload)beginif(!nclr)TimerH,TimerL=8h00;/clearelseif(!nload)TimerH,TimerL=8h24;/Loadnumberelseif(!nstop)TimerH,TimerL=TimerH,TimerL;/stopcounterelseif(TimerH,TimerL=8h00)/ifTimer=0,hold0no_changebeginTimerH,TimerL=TimerH,TimerL;endelseif(TimerL=0)beginTimerH=TimerH-1;TimerL=9;endelsebeginTimerH=TimerH;TimerL=TimerL-1;endendassignalarm=(TimerH,TimerL=8h00)/alarmendmodule,在MAX+plusII中实现篮球24秒注意事项：,（2）存盘时，选用.v作为VerilogHDL的扩展名，且文件名必须与模块名相同；,（1）输入VerilogHDL源程序时，使用文本编辑器,方法如下：,进入MAXPLUSII软件，点击，新建一个文本文件（选TextEditorfile）；,（3）编译、仿真、引脚分配与原理图输入时相同。,2006-2007学年第一学期考试安排,考试时间：第21周星期天（1月21日）(晚上)：7：00-8：30,考试内容,开卷考试,1.仪器使用(特别是示波器、电源的使用)2.实验原理(模拟电路部分和数字电路部分)模拟电路部分：放大电路数字电路部分：3.设计题(ISP、MAX+PlusII使用)已知电路的输入、输出波形，用硬件描述语言程序实现（如Verilog程序、VHDL程序、ABEL程序）或图形方式设计结果。MAX+PlusII使用,预祝大家取得好的成绩！,