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北京邮电大学
数字电路和逻辑设计试验
试验汇报
试验名称:
发光二极管走马灯电路设计和实现
学院:
班级:
姓名:
学号:
任课老师:
试验日期:
成绩:
试验名称和试验任务要求
试验名称:发光二极管走马灯电路设计和实现
试验目标:=1\_
GB2⑴深入了解时序电路描述方法;
=2\_
GB2⑵熟悉状态机设计方法。
试验任务要求:
设计并实现一个控制8个发光二极管亮灭电路,仿真验证其功效,并下载到试验板测试。
=1\_
GB2⑴单点移动模式:一个点在8个发光二极管上往返亮;
=2\_
GB2⑵幕布式:从中间两个点,同时向两边依次点亮直至全亮,然后再向中间点灭,依次往复。
设计思绪和过程
设计实现过程:=1\_
GB2⑴设计电路拥有两种功效,所以设定d_in控制输出实现两种功效,要求当d_in=0时,实现单点移动模式;当d_in=1时,实现幕布式。同时,时序电路中钟控是必不可少,所以引入clk_in来实现钟控。最终需输出在试验板上8个发光二极管上验证,所以输出f需设定为8端口输出,如:f:outstd_log_vector(7downto0)。
=2\_
GB2⑵单点移动模式实现:来一个时钟沿,实现一次改变。单点移动模式需实现发光二极管往返亮,所以需定义一个16变量数据类型。利用CASE-WHEN句实现实状况态转移。状态转00000010••0100000A…
=3\_
GB2⑶幕布式实现:需实现发光二极管从中间两个点,同时向两边依次点亮直至全亮,然后再向中间点灭,往复。需要8变量数据类型,利用单点式中信号类型定义给状态转移。状态转移需满足:
0000^•--011^00011000TE000CH---011^00011000
VHDL1序
发光二极管走马灯电路VHDLE序:
仿真波形图
发光二极管走马灯电路仿真波形图:
仿真波形图分析
=1\_
GB2⑴单点移动模式功效仿真波形图分析:
由波形可见,当控制信号d_in=0时,输出8个端口依次出现正脉冲,波形展现阶梯状,代表一个发光点在8个发光二极管上往返亮,实现了功效要求;
=2\_
GB2⑵幕布式功效仿真波形图分析:
当控制信号d_in=1时,输出8个端口出现正脉冲时间和脉冲长度展现“中间宽,两头窄”形状,先是中间两个灯亮,接下来是中间四个灯亮,接下来是中间六个灯亮,两旁两个灯不亮,最终全亮,接着中间六个灯亮,两旁两个灯不亮,继而循环下去,实现了幕布式点灯方法。由图可知,该电路实现了要求逻辑。
故障及问题分析
=1\_
GB2⑴开始设计时想到用计数器实现,造成全用case语句实现当设计电路,不过仿真是发觉:不管是单点移动式还是幕布式只能实现单方向移动,而无法进行反方向移动。最终,查阅书籍决定改为引入类型定义语句,利用类型第一语句来完成试验,所以引进了16个信号数据类型进行状态转移。
=2\_
GB2⑵电路拥有两个功效,不能同时将这两个功效实现,所以需引进控制信号来控制功效实现。
=3\_
GB2⑶引入时钟,控制状态改变,此次时钟周期不用分频器来分频,利用试验板上先用低频率时钟,能够实现发光二极管状态改变。
=4\_
GB2⑷试验程序设计基础上问题不大,关键是要熟练掌握IF-THEN,CASE-WHENS句等。
总结和结论
这学期数字电路和逻辑设计试验在这一周结束了。这学期学了一门新课程,接触了相关课程试验,我发觉理论联络实际,试验验证理论方法令人感到很满足。每次做试验全部会期待这次电路设计自己会做出一个什么东西出来。试验课结束了,回顾这几周试验,现在我能够很快乐说:现在自己已经基础上掌握了数字电路
设计了。
这几周数字逻辑电路设计试验,我明白了一个关键道理:进行试验,理论分析是十分关键一环,只有逻辑分析透彻无误了,才能用语言进行描述,进而用硬件实现。这几次试验让我对VHD以么一门硬件描述语言有了愈加深刻认识。
同时,我也明白了做任何试验之前预习要求是极为关键。
做好预习工作,不仅能够降低试验课上应无知而浪费时间,还能够更深入明白仿真试验所蕴含原理。
总来说,数字逻辑电路和设计试验课对我帮助真很大。我愈加深刻了解了理论课上老师所教授知识,同时对于自己能够将理论知识利用到试验中感到十分快乐,相信下学期数字逻辑电路和设计试验将会带给我更多新奇和经验。