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文檔簡介
1、實驗四 四位二進制同步計數(shù)器一、 目的:1. 能了解四位元二進制同步計數(shù)器的設(shè)計原理及其特性。2. 能設(shè)計一個四位元二進制同步計數(shù)器。3. 能自行以CPLD數(shù)位發(fā)展實驗系統(tǒng)驗證所設(shè)計電路的正確性。二、電路圖:三、實驗器配置圖:四、實驗步驟與畫面:1建立一個名為count16.vhd的新文件,并在Quartus文字編輯器中,以VHDL語言來設(shè)計程式,圖為四位二進制計數(shù)器的代碼。其中clk為時鐘端口,為異步清零端,為計數(shù)輸出端口,為進位輸出端口。2.存儲、檢查及編譯。3創(chuàng)建元件符號。.創(chuàng)建波形文件,設(shè)定合適的端口信號,仿真元件的波形。觀察波形圖可以看出當(dāng)芯片可以實現(xiàn)進制計數(shù)功能。五、相關(guān)說明: 1
2、.同步計數(shù)器的意義是將所有正反器的時脈連接在一起,當(dāng)時脈進來時,所有的正反器同時被觸發(fā)而動作,因此傳遞延遲時間就可以大為縮短,計數(shù)的速度就會增快。 2.我們可以利用MAX+plus的Timing Analyzer來比較同步計數(shù)器與非同步計數(shù)器(單元十)的傳遞延遲狀況,圖U12-3(a)與圖U12-3(b)為分析所得結(jié)果,從圖中可以發(fā)現(xiàn),同步計數(shù)器從時脈輸入到各級的輸出,其傳遞延遲時間皆相同,而非同步計數(shù)器則越到后級傳遞延遲時間越長。3.圖U12-2的程式設(shè)計方法,也可以改用D型正反器來設(shè)計,如圖U12-4所示,您可以發(fā)現(xiàn)此種設(shè)計同步計數(shù)器的方法較簡潔。4.若要將圖U12-4改成下數(shù)計數(shù)器,只要
3、將敘述ff.d=ff.q+1;改成ff.d=ff.q-l;即可。5.圖U12-5為四位元含致能及清除的模10上下數(shù)計數(shù)器,其中的設(shè)計重點為: (1)為了能在高頻計數(shù)電路應(yīng)用,本電路的清除方式采同步清除式設(shè)計,并不利用正反器本身的elrn腳,而是當(dāng)clr腳輸入為鬲態(tài)時,令所有正反器的D輸入腳為o,達到清除的目的。 (2)程式中使用了巢狀的IF THEN敘述,須注意每一層的IF THEN、 ELSIF、ELSE及END IF的對應(yīng),不要弄亂了,否則會很麻煩。6.圖U12-5的程式,可以建成一個符號檔(如圖U12-6),以供以后設(shè)計多位數(shù)的計數(shù)器時使用。六、自我練習(xí) 問題1:請將圖U12-4改成下數(shù)計數(shù)器,并利用CPLD實驗系統(tǒng)驗證結(jié) 果是否正確。 問
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