计算机逻辑基础实验指导

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1、计算机逻辑基础实验指导实验注意事项1 根据教材和实验指导，先进行预习实验内容；2 进入实验室，须遵守实验室的规章制度；3 在实验室一定要注意用电安全，爱护实验设备；4 每次进实验室，请自觉穿上鞋套；5 实验完成后经老师验收方可离开；6 离开时请带自己的所有物品（包括一些废弃物） ；7 按时上交实验报告，实验报告用统一的实验报告纸或 A4 纸。8 在安排的时间因事没有做的实验， 不统一安排时间补做， 自己 找合适的时间来补。EDA2000实验系统简介1 . EDA2000实验系统简介EDA2000设计实验系统是以ALTERAEPF10K20TC144-芯片为核心设计出来 的多功能逻辑电路设计实验

2、系统。本系统包括FPGA扩展板，I/O试验板，下载电缆，电源和仿真软件五个部分。FPGA扩展板上有一片ALTERA0K系列的芯片， 由于它是SRAh型的FPGA理论上可以进行无限次数的重新配置。在扩展板上， FPGA芯片的所有引脚都引出，便于测试和调试。I/O试验板上有12种I/O元件，分别是（1）四组交通LED灯；（2） 6个共 阴极七段码LED（3） 个蜂鸣器；（4）两组电子骰子；（5） 个时钟电路；（6） 3组8位开关；（7） 4个脉冲按钮；（8） 个4X3键盘；（9） 一块8X8点阵的LED 显示器；（10）一个液晶显示器； （11） A/D、D/A 电路模块；（12） 8051 芯片

3、。 I/O 试验板几乎包含了所有数字电路中常用的 I/O 元件，提供了完整的教学实验 环境。电源的输入是 AC 90V260V, 50Hz60Hz输出是 DC 5V 2A,并具有短路 保护措施。开发环境采用的是学生版的 Max+plus II Baseline 10.0。所有IO 口均有LED灯指示目前的状态。采用FLASH芯片（EPC2LC2）保存下载的程序，相对一次性配置芯片要省 耗材，相对编程器写程序可以省设备，也比他们更方便。高质量的接插件， 8位带灯锁紧按钮，进口拨码开关等。2. DA2000实验平台安装EDA2000的安装相当简单，仅需：将电源接到220V/50HZ的电源插座；将下

4、载电缆的一端接到PC机上并口，另外一端接到实验平台上。 至此，安装过程就完成了。3. EDA2000实验平台模块原理图这些原理图是完整原理图的简化，便于对系统的工作原理的理解。图上指 示了各个器件由FPGA相应管脚控制的说明，便于下载阶段的管脚配置。每个图 中的控制部分都是指 ALTERA EPF10K20TC144-4 FPGA片。（1）交通灯模块原理图交通灯的原理见图，共四组红黄绿 LED指示灯。所有的12个LED的阴极都 连接在一起，并通过一个反相器连接到 EPF10K20的141脚RG_EN当RG_EF为 高电平时，这些LED的阳极如果为高电平的时候，相应的LED就被点亮。当设计 交通

5、灯控制器时候，使这些东西和南北两组LED的红黄绿LED指示灯分别点亮，就可以模拟交通指示灯了。vcc=41+447U1G二北二9LED5卜LED2T7 TnIrn-I124LED 8ITLLlLLltn十rrtChHHlLED7TTT1(OSC) mem:-CLKINL西LED9,fc !通控制莎矗亦1lTr-*LED10LED13LED12LED1LED6 rHFffff丁仃4红黄47ttn二 dd 二 HfU-141二1东II13LED4LED COM LED3红+-*红黄iJ一二-m -n（2）按键输入模块原理图按键的原理见图，按键的输入有三种：不能自锁的按键，自锁的按键和开 关。不能自

6、锁的按键没有按下的时候为低电平， 按下的时候为高电平，松开的时 候按键自动回复为低电平，所以检测到高电平的时候表示有按键按下。 自锁的按 键按下的时候输入为高电平，在弹起的时候输入为低电平。开关在上面的时候， 输入为高电平，开关在下面的时候低电平。因此可以通过多种组合方式来设定输 入。（图中71引脚改为70引脚）ssssssssD43210987sssssss s wwwwwww疾6543210ssssssssssss品upppp 弓FSSSS 池 O4321OOCC*OC* ,- Jjo_ziuycos/X/XA -*ZZVA -s/W/ -/VXA*/AA s/A -VZ*Il8 F000

7、BB000L00BBBB0E9二二987-j3gl 1 K ts i Omirni(3) 数码管模块原理图数码管的工作原理见图，六个七段数码管都是共阴极的，每个数码管的阴极 依次接到通过DE1-DE3做为输入的138译码器的前6个输出，所以数码管采用动 态扫描方式。如当DE1-DE3为000的时候，最左边数码管的的阴极为低电平，当 LED_A-LED_为1111110的时候，最左侧数显示为 0。LED?UD*F ledrnnDE2 DELEDJ LEDD LED_DP udc ledgEE3Eid 一 -国刘V1V7BVIYJiY7二、Max+plus II Baseline 10.0操作简介

8、1. 建立新文件(两种方法)(1) 方法一：a)在File 下选New如图2.3a ;b) 在 File Type 下选 Graphic Editor file 及 OK 如图 2.3b ;c) 在File 下选Save As，如图2.3c ;d) 并在File Name后填入文件名disbounce.gdf，如图2.3d。(2) 方法二：a)MAX+PLUSGraphic Editor，打开图形编辑器，如图 2.3e ;b) FileSave As ；c) 在 File Name 后输入文件名 disbounce.gdf 。2. 原理图输入(1)输入基本元件及函数符号当你在Graphic E

9、ditor视窗下没有元件的地方，双击鼠标，就会有如图的窗口出现，让您输入基本元件的名称。输入基本元件(2)移动、删除、复原与复制兀件符号移动：以鼠标左键选中元件(该元件被红色框框住)并拖曳至适当的位置即可删除与复原： 选中元件后按 Del 键（或用鼠标左键点击剪刀图示即可删除该元 件，若误删则可用 Ctrl+Z 键恢复刚刚误删的元件。复制：同时按住 Alt 键和 Ctrl 键不放，并以鼠标左键选中元件，拖曳元件至 适当位置放开鼠标，即可复制该元件。或在选中元件后以 Ctrl+C 复制，再移动 鼠标至粘贴元件的地方点一下左键， Ctrl+V 按键粘贴上所复制的元件。（3）脚位连线单一信号线，粗线

10、代表信号总线。 （请注意左上角直角线钮是否选取）移动 鼠标至连线起点（会出现十字形光标）按下鼠标左键，并拖曳至适当位置放开， 就可画出线段。依此方法，一直画线至连线终点便能完成脚位连线。（4）输入与输出脚命名与连线命名以鼠标左键选PIN_NAME卩可更改输入或输出脚的名称，至于连线（Netlist） 的命名，可以鼠标左键选中连线使其成为红色并有一小黑方块出现后， 即可输入 其名称。一旦连线的名称已经完成， 若须修改可用鼠标的左键选中该名称 （出现 红色框包住），再按下键盘上的左移键即可修改。（ 5）储存并检查（ Save and Check ）基本错误完成上述步骤后，即可 FileProjec

11、tSave & Check （或以Ctrl+K键）指令 来储存并检查基本错误， 检查后， 可能会有错误信息产生。 它告诉你线路图的基 本错误原因， 你可以根据它去更正错误的地方， 然后存盘并重新检查错误， 直到 没有错误消息产生才可进行下一步骤。（ 6）建立一个缺省符号当完成一个新电路或对旧电路的输入输出脚有所变动时 （脚位的个数或其名 称变动），你都可用 FileCreate Default Symbol 指令重建新的电路方块符号 （代 表该电路图的符号），供上层电路编辑时调用。FileEdit Symbol命令可以进入 符号编辑窗口进行符号的必要修改。3原理图的编译（ Functional

12、 Compilation ）以 MAX+PLUSII Compiler 指令调出编译器，按下 Start 健，编译结果若 有错误，可按错误信息修改。若无错误，则已经完成电路图的图形输入，此时可 直接进入电路的功能仿真（ Functional Simulation ）。3电路图功能仿真(1) 建立新文件用 File New 指令建立新文件 (New) ，并选择 Waveform Editor File (注 意文件扩展名为.SCF),从而启动波形编辑器(Waveform Editor)编辑波形文件。 此时可用File Save As指令将其保存为SCF文件。也可以用另一种建立波 形编辑文件的方法

13、，即 MAX+PLUSI Waveform Editor 。(2) 输入脚、观测的内部节点及输入脚的选取一种比较方便的输入脚、观测的内部节点及输入脚的选取是从SNF文件(上一节所产生的文件)里取得这些接点，它在Node下选择Enter Nodes fromSNF即出现节点选择窗口。注意：一定要在执行 File SaveAs保存过文件后， Node Enter Nodes from SNF 才会有效。用 File End Time 指令设定模拟波 形的时间长短。用 Options Grid Size 指令设定格线间距的情况。( 3)输入脚的波形定义在波形显示区内， 经上述步骤后会有一些原始的波形

14、资料。 这些资料往往没 有什么意义。 因此，我们必须用以下的一些工具来定义输入脚的波形， 以便往后 的功能模拟。首先需选取波形资料编辑区块，才能进行以下的操作：复原(Undo):可用Edit Undo指令或Ctrl+Z键取消刚刚的操作。剪下(Cut):用Edit Cut指令或Ctrl+X键剪下所选取的波形资料区块成未 知状态。拷贝(Copy):用Edit Copy指令或Ctrl+C键将所选取的波形资料区块拷贝 一份。粘贴(Paste):用Edit Paste 指令或Ctrl+V键将所复制的波形资料粘贴一 次。删除(Delete):用Edit Delete指令或Del键将所选取的波形资料区块删除。 重叠覆盖 (Overweite) :用 Edit Overwrite 指令将所选取的波形资料区块重 叠覆盖波形资料。重叠覆盖有:逻辑“ 1”信号、逻辑“ 0”信号、未知信号 (x) 、 高阻抗信号 (Z) 、反相信号、时序 (clock) 信号、计数值、群值及状态名称覆盖等 九种。插入(Insert):用Edit Insert指令将所选取的波形资料区块或地方插入波形资料与格线对