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实验2七人表决器概要

本模块主要用于模拟可编程实验中。
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20. ALTERA公司EP1K100数字适配板
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21. LATTICE公司ispPAC20模拟适配板
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22. 单片机扩展板
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23. 点阵、交通灯扩展板
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一、实验目的
1. 复习组合逻辑电路实验内容。 2. 熟悉ZY11EDA13BE实验箱。 3. 初步了解CPLD/FPGA层次化的设计方法。
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三、实验内容
1. 利用MaxplusII软件设计一个七人表决 器,设计方法不限 。 2. 对七人表决器电路进行时序仿真。 3. 对七人表决器电路进行下载,验证电 路的正确性。
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1. 确定目标器件
1) 将设计结果编程/下载到目标器件中。但因为前面编译时, 是由编译器自动为你的设计选择目标器件并进行管脚锁定的, 所以为使设计符合用户要求,将由用户进行目标器件选择和管 脚锁定。
模式选择拨码开关在实验箱上有明确标识,第一位 拨位开关拨向上即数码管显示模块工作,依此类推。
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拨码开关2、3分别控制LED1-8和 LED9-16。拨码开关4、5分别控制 开关按键KD1-KD8和KD9-KD16。 其它拨码开关意义如图所示。
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7. 开关按键模块
本模块包含拨位开关KD1-KD16,按键K1-K16以 及开关按键指示灯KL1-KL16。序号相同的组件是接在 同一个I/O口上的,如KD5、K5及KL5是接在一起的。 拨位开关拨向上表示向该I/O口输入高电平,否则是输 入低电平。
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2. 核心芯片俯视图
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EP1K30包含一个嵌入式阵列来完成存储功能, 一个逻辑阵列来完成通用逻辑功能和众多的引 脚从而使其可以作为接口与系统组件有效连接。 做实验时切记不要用手触摸核心芯片A,静电可 能会损坏此贴片芯片。
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3. 电源模块
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电源模块包括3个开关,7个电压输出插孔。其 中交流开关用于打开从220V交流电源接入的内部 变压器,为实验箱提供基本工作电源。打开交流 开关,电源指示灯PL0亮,实验箱进入待机状态。 按钮开关APW1用于打开主板中模块工作电源,按 下APW1后,电源指示灯PL1亮,实验箱进入工作 状态,为系统提供+5V,+3.3V,+2.5V,+1.8V电源 。 按钮开关APW2用于打开+12V,-12V电源,按 下APW2后,电源指示灯PL2、PL3亮。
本模块由并口插座、核心电压跳线选择器、下 载接口三部分组成。
用25芯并口延长线将计算机并口与实验箱并口插座 连接起来,以实现计算机对可编程器件的编程。
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注意:核心电压跳线选择器上的短路器不 可拔出,否则可能会损坏核心芯片A。
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5. 配置模块
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本模块由核心芯片下载接口和配制芯片EPC2 下载接口两部分组成。跳线器CK1用来选择核心 芯片A(EP1K30)的接口电压(VCCIO),短 接1、2脚为3.3V,短接2、3脚为2.5V,新产品统 一1、2脚短接;跳线器CK2始终短接,为核心芯 片A(EP1K30)提供核心工作电压(VCCINT) 2.5V。
EDA-E实验箱上使用的目标器件为ACEX1K系列中EP1K30QC208-2
全称意义:EP1K30QC208-2
Altera公司ACEX1K系列中器件
芯片管脚数
3万典型门:30*1K(1000) 贴片封装
速度等级, 单位为ns
实验2 七人表决器
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ZY11EDA13BE实验箱简介
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1. 实验箱俯视图
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本实验箱采用先进的主板+适配板+扩展板的灵活 结构,并采用ALTERA公司ACEX系列3万门的 FPGA器件EP1K30QC208-2为核心处理芯片。提 供1968个寄存器,24576个存储位,30000个典型门 ,因此EP1K30非常适合于构建复杂逻辑功能和存 储功能。
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12. 液晶显示模块
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13. 数码管显示模块
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14. 喇叭模块
本模块提供音频信号输出。
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15. 逻辑笔模块
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16. A/D、D/A转换模块
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17. 信号调节模块
本模块主要用于对模拟信号进行调节。
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18. 滤波模块
本模块主要用于对模拟信号进行滤波。
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19. 分立元件模块
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二、基本原理
七人表决器,即七人参与表决,超过半数投赞成票, 表决通过,否则不通过。实验可参考以下思路设计。
首先设计一个全加器,并生成如下图所示符号, 即将f_adder模块编译成工作库(当前项目设计文件夹) 中的一个元件。
全加Байду номын сангаас符号
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我们分析一下七人表决器全加结果CBA(从高位 到低位)中有八种情况:000-111,输出为“1”的量为 100-111,根据这种真值表用卡诺图化简可得出最简逻 辑表达示为OUT=C,即全加结果最高位决定了结果。 多位加法器实现的最基本组合逻辑单元为全加器,在 全加器的基础上我们用层次化设计方法即可实现七人 表决器。
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电源的打开顺序是:先打开交流开关,再打开直流开关, 最后打开各个模块的控制开关。电源关掉的顺序刚 好相反。
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4. 通用编程模块
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本模块为FPGA/CPLD通用配置/编程模块,可以使 用本模块对ALTERA、LATTICE、XILINX等国际著名P LD公司的几乎所有isp器件或FPGA/CPLD器件进行编程 下载并且能自动识别目标器件。
注意跳线器CK1、 CK2上的短路器不可拔出。
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6. 模式选择模块
本模块采用8位拨码开关,实现硬件资源免连线 功能,同时是为了全面开放I/O口而设计的。在不使用 实验箱上相应资源而要使用I/O口时,所有拨码开关均 拨向下,此时硬件资源相连的I/O口会开放给用户自由 使用。当需要使用实验箱上的资源时,将相应的拨码 开关拨箱上,此时与此硬件资源相连的I/O口即被占用, 用户可利用这些资源进行数字系统设计。
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8. LED显示模块
本模块是常用的数字系统输出模块,即用LED的 亮与灭观察输出电平的高与低。
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9. 数字时钟源模块
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10. 键盘模块
可用于输入十六进制数0-F。
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11. 模拟信号源模块
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本模块提供模拟信号,可输出正弦波、方波、 三角波,并且输出信号的频率、幅度、占空比均 可调,可作为模数转换的输入信号使用。
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