實驗07_SSI及MAXPLUS學習ppt課件

1、一、實驗目的一、實驗目的 學會用學會用SSI(小規(guī)模集成電路構(gòu)成組合邏輯電路的小規(guī)模集成電路構(gòu)成組合邏輯電路的分析與設(shè)計方法分析與設(shè)計方法 掌握用可編程邏輯器件實現(xiàn)數(shù)字電路系統(tǒng)的設(shè)計方掌握用可編程邏輯器件實現(xiàn)數(shù)字電路系統(tǒng)的設(shè)計方法法 掌握掌握Muxplus軟件的使用軟件的使用實驗實驗10 SSI組合邏輯電路組合邏輯電路及及Muxplus實際實際1. 設(shè)計輸入設(shè)計輸入 以設(shè)計比較器為例，使用圖形輸入方式來完成輸以設(shè)計比較器為例，使用圖形輸入方式來完成輸入。設(shè)計輸入包括以下步驟：入。設(shè)計輸入包括以下步驟：（1創(chuàng)建一個新文件。創(chuàng)建一個新文件。（2輸入邏輯功能圖元。輸入邏輯功能圖元。（3保存文件并檢查

2、錯誤。保存文件并檢查錯誤。（4規(guī)定項目名稱。規(guī)定項目名稱。（5封鎖封鎖 Graphic Editor 窗口。窗口。二、MAX+PLUSII軟件使用 在此步驟中將創(chuàng)建一個名為在此步驟中將創(chuàng)建一個名為bijiaoqi.gdf 的文件。的文件。步驟如下：步驟如下：a. 進入進入 Altera 軟件包，軟件包， 如下圖如下圖（1創(chuàng)建一個新文件b. 選擇選擇 FileNew 菜單，或單擊菜單，或單擊 ， 彈出彈出 New 對話框。對話框。 圖形編輯輸入圖形編輯輸入 符號編輯輸入符號編輯輸入 文本編輯輸入文本編輯輸入 波形編輯輸入波形編輯輸入c. 選中選中 Graphic Editor file （圖形設(shè)

3、計文件單（圖形設(shè)計文件單選按鈕。選按鈕。d. 在下拉表框中選擇在下拉表框中選擇 .gdf 作為文件的擴展名。單擊作為文件的擴展名。單擊 ok 按鈕。彈出按鈕。彈出 Graphic Editor 窗口。窗口。 打開原理圖編輯器，進入原理圖設(shè)計輸入電路打開原理圖編輯器，進入原理圖設(shè)計輸入電路編輯狀態(tài)，如下圖所示：編輯狀態(tài)，如下圖所示：（2輸入邏輯功能圖元n在原理圖的空白處雙擊鼠標左鍵或選擇在原理圖的空白處雙擊鼠標左鍵或選擇 Symbol Enter Symbol 選項選項 ，彈出，彈出 Enter Symbol 對話框。對話框?；蛴檬髽它c取雙擊）或用鼠標點取雙擊）元件庫。元件庫。a. 如何放置器件

4、如何放置器件n在光標處輸入元件名稱在光標處輸入元件名稱n選取元件后按下選取元件后按下 ok 即可。即可。n如果安放相同元件，只要如果安放相同元件，只要按住按住Ctrl 鍵，同時用鼠標鍵，同時用鼠標拖動該元件復制即可。拖動該元件復制即可。 半加器所需元件和端口包括：輸入端口半加器所需元件和端口包括：輸入端口INPUT、與非門與非門NAND2、非門、非門NOT、輸出端口、輸出端口OUTPUT，它們，它們都在都在 Prim 庫中。下圖為比較器元件安放結(jié)果。庫中。下圖為比較器元件安放結(jié)果。b. 添加連線到器件的管腳上添加連線到器件的管腳上 雙擊輸入端口的雙擊輸入端口的 “PIN-NAME”，當變成黑色

5、時，即可輸，當變成黑色時，即可輸入標記符并回車確認。輸出端口標記方法類似。半加器的輸入標記符并回車確認。輸出端口標記方法類似。半加器的輸入端分別標記為入端分別標記為 A、B ，輸出端分別為，輸出端分別為 S、C 。c. 標記輸入標記輸入/輸出端口屬性輸出端口屬性 把鼠標移到元件引腳附近，則鼠標光標自動由箭頭把鼠標移到元件引腳附近，則鼠標光標自動由箭頭變?yōu)槭?，按住鼠標右鍵拖動，即可畫出連線。變?yōu)槭?，按住鼠標右鍵拖動，即可畫出連線。 要保存文件，選擇要保存文件，選擇 FileSave As 選項，彈出選項，彈出 Save As 對話框。如下圖。對話框。如下圖。 在在 File Name 文本框

6、中文本框中輸入輸入 bijiaoqi.gdf ，并在，并在 Directories 列表框中選擇文列表框中選擇文件的保存目錄。件的保存目錄。 在在 MAX+PLUS 的有些版本中，保存文件目的有些版本中，保存文件目錄的路徑字符串中不能包含中文字符。錄的路徑字符串中不能包含中文字符。留意留意（3保存文件 為了確保輸入的邏輯正確，可以保存文件并檢查為了確保輸入的邏輯正確，可以保存文件并檢查錯誤。步驟如下：錯誤。步驟如下：選擇選擇 FileProjectSave & Check 選項選項 ，這，這將保存上面編輯的文件，并檢查輸入中的錯誤。將保存上面編輯的文件，并檢查輸入中的錯誤。b. 如果沒

7、有出現(xiàn)錯誤，單擊如果沒有出現(xiàn)錯誤，單擊 OK 按鈕，關(guān)閉消息按鈕，關(guān)閉消息對話框。對話框。c. 單擊單擊 Compiler 窗口右上角的關(guān)閉按鈕，封鎖窗口右上角的關(guān)閉按鈕，封鎖 Compiler 窗口。窗口。（4檢查錯誤技巧：選擇技巧：選擇 FileProjectset project to current file選選項，可將當前的設(shè)計文件指定為當前項目。項，可將當前的設(shè)計文件指定為當前項目。 此操作在你打開幾此操作在你打開幾個原有項目文件時尤為個原有項目文件時尤為重要，否則容易出錯。重要，否則容易出錯。（1 1添加仿真激勵信號添加仿真激勵信號 a. 選擇選擇 MAX+plus Wave E

8、ditor 選項，彈出波形編選項，彈出波形編輯窗口。輯窗口。2. 電路仿真b. 將鼠標移至空白處并單擊右鍵，出現(xiàn)對話框窗口將鼠標移至空白處并單擊右鍵，出現(xiàn)對話框窗口 。c. 選擇選擇 Enter Node from SNF 選項并按鼠標左鍵確認，選項并按鼠標左鍵確認，出現(xiàn)如圖所示對話框。出現(xiàn)如圖所示對話框。單擊單擊 List List 和和 = = 按鈕，按鈕，選擇欲仿真的輸入選擇欲仿真的輸入/ /輸出端口。輸出端口。d. 電路輸入端口添加激勵信號電路輸入端口添加激勵信號 選中欲添加信號的管腳，窗口左邊的信號源按鈕變成可選中欲添加信號的管腳，窗口左邊的信號源按鈕變成可操作狀態(tài)。根據(jù)電路實際要求

9、選擇信號源種類。操作狀態(tài)。根據(jù)電路實際要求選擇信號源種類。 放大或縮小波形放大或縮小波形調(diào)整顯示區(qū)域的大小調(diào)整顯示區(qū)域的大小以低電平以低電平 0 （或高電平（或高電平 1覆蓋所選波形覆蓋所選波形以不定態(tài)以不定態(tài) X （或高阻態(tài)（或高阻態(tài) Z覆蓋所選波形覆蓋所選波形反轉(zhuǎn)所選波形的邏輯電平反轉(zhuǎn)所選波形的邏輯電平以時鐘波形覆蓋所選節(jié)點以時鐘波形覆蓋所選節(jié)點以計數(shù)序列覆蓋所選的單個組的全部或部分波形以計數(shù)序列覆蓋所選的單個組的全部或部分波形e. 為輸入端口添加信號為輸入端口添加信號 n選中選中A A 輸入端輸入端 n然后點擊窗口左側(cè)的時鐘信號然后點擊窗口左側(cè)的時鐘信號源圖標源圖標出現(xiàn)如圖所示的對話框。

10、出現(xiàn)如圖所示的對話框。 n選擇初始電平為選擇初始電平為“0”，時鐘周期為，時鐘周期為“200 ns”，倍數(shù)為，倍數(shù)為“1”（時（時鐘周期倍數(shù)只能為整數(shù)倍），單擊鐘周期倍數(shù)只能為整數(shù)倍），單擊 OK 確認。確認。 n 按同樣的方法為按同樣的方法為B輸入端添加激勵信號，時鐘周期倍數(shù)為輸入端添加激勵信號，時鐘周期倍數(shù)為A輸入端的輸入端的2倍。這樣我們就為倍。這樣我們就為A、B輸入端分別添加了時鐘周輸入端分別添加了時鐘周期為期為200 ns和和400 ns的激勵信號。的激勵信號。f. 保存激勵信號編輯結(jié)果保存激勵信號編輯結(jié)果 n點擊點擊 FileSave 菜菜單出現(xiàn)如圖所示對單出現(xiàn)如圖所示對話框。話框

11、。n文件名稱和原理圖文件名稱和原理圖文件一致，擴展名文件一致，擴展名為為“.scf” ，單擊，單擊OK保存激勵信號編輯保存激勵信號編輯結(jié)果。結(jié)果。n半加器的激勵信號半加器的激勵信號如圖所示。如圖所示。 電路仿真屬于設(shè)計校驗，包括功能仿真前仿真電路仿真屬于設(shè)計校驗，包括功能仿真前仿真和時序仿真后仿真）。由于時序仿真的結(jié)果比較接和時序仿真后仿真）。由于時序仿真的結(jié)果比較接近實際器件仿真的結(jié)果，因此本設(shè)計采用時序仿真。近實際器件仿真的結(jié)果，因此本設(shè)計采用時序仿真。 a. 選擇選擇MAX+plusSimulator選項，彈出仿真器窗口選項，彈出仿真器窗口 。b. 單擊單擊 Start 開始仿真開始仿真

12、 。c. 電路仿真完成后，單擊電路仿真完成后，單擊Open SCF 打開波形文件，打開波形文件，顯示電路的仿真結(jié)果。顯示電路的仿真結(jié)果。（2電路仿真d. 比較器電路的仿真結(jié)果如圖所示。比較器電路的仿真結(jié)果如圖所示。 檢查仿真結(jié)果是否正確，并觀察電路的時序及檢查仿真結(jié)果是否正確，并觀察電路的時序及延時情況延時情況 。（1選擇器件選擇器件a. 選擇選擇 AssignDevice 選項，彈出選項，彈出 Device 對話框。對話框。 b. 在在 Device Family 下拉列表框中選擇適下拉列表框中選擇適配器件的系列，在配器件的系列，在 Devices 中選擇器件中選擇器件的型號，然后單擊的型號

13、，然后單擊 OK 按鈕。按鈕。c. 如果不對適配器件的型號進行選擇，該軟件將自動如果不對適配器件的型號進行選擇，該軟件將自動選擇適合本電路的器件進行編譯適配。選擇適合本電路的器件進行編譯適配。（本設(shè)計中選擇（本設(shè)計中選擇ACEX1K系列的系列的EP1K30TC144-3器件）器件） 2. 電路編譯與適配（2編譯適配編譯適配選擇選擇 MAX+plusCompiler ，彈出，彈出 Compiler 窗口。窗口。 單擊單擊 Start 按鈕開始編譯并顯示編譯結(jié)果，生成按鈕開始編譯并顯示編譯結(jié)果，生成*. sof下載文件。下載文件。 選擇選擇 MAX+PlusFloorplan Editor選項，即

14、可打開平選項，即可打開平面底層編輯器窗口，出現(xiàn)如圖所示的芯片管腳分配圖。面底層編輯器窗口，出現(xiàn)如圖所示的芯片管腳分配圖。 這是由軟件自動分配的，用戶可根據(jù)需要隨意改變管這是由軟件自動分配的，用戶可根據(jù)需要隨意改變管腳分配，管腳的編輯過程如下。腳分配，管腳的編輯過程如下。 （3管腳的重新分配與定位 用鼠標左鍵按住欲分配的輸入、輸出端口并拖用鼠標左鍵按住欲分配的輸入、輸出端口并拖到下面芯片的相應管腳上，然后松開，即可完成一到下面芯片的相應管腳上，然后松開，即可完成一個管腳的重新分配。個管腳的重新分配。管腳的編輯過程：管腳重新分配時須注意的事項：管腳重新分配時須注意的事項： n芯片上有些特殊功能的管

15、腳如芯片上有些特殊功能的管腳如GNDGND、Global Global CLK CLK 等），進行管腳編輯時不能使用。等），進行管腳編輯時不能使用。n在器件選擇時如果選擇了在器件選擇時如果選擇了AutoAuto，則不允許對管腳，則不允許對管腳進行再分配。進行再分配。 n對管腳進行重新分配后，必須再編譯一次，否則對管腳進行重新分配后，必須再編譯一次，否則下載后的管腳還是自動分配的狀態(tài)。下載后的管腳還是自動分配的狀態(tài)。a. 選擇選擇 MAX+PlusProgrammer 選項，如果是第一次使用，選項，如果是第一次使用，將出現(xiàn)如圖所示的對話框。將出現(xiàn)如圖所示的對話框。 硬件類型選擇硬件類型選擇 “B

16、yteBlasterByteBlaster” 并單擊并單擊 OK OK 確認。確認。 4、對器件的編程下載 b. 選擇完下載文件后，單擊選擇完下載文件后，單擊 OK 確定，出現(xiàn)如圖所示的編程界確定，出現(xiàn)如圖所示的編程界面。面。 單擊單擊 Configure Configure 按鈕進行下載編程。按鈕進行下載編程。內(nèi)容內(nèi)容1 1 設(shè)計設(shè)計“大小比較電路大小比較電路”，實現(xiàn)并測試功能，實現(xiàn)并測試功能 設(shè)計一個能判斷一位二進制數(shù)設(shè)計一個能判斷一位二進制數(shù)A A與與B B大小大小的比較電路的比較電路 。 寫出設(shè)計過程，畫出邏輯電路圖寫出設(shè)計過程，畫出邏輯電路圖 畫將畫將A A、B B分別接數(shù)據(jù)開關(guān)，分

17、別接數(shù)據(jù)開關(guān)，L1L1、L2L2、L3L3接接LEDLED。測試結(jié)果記入表中。測試結(jié)果記入表中二、實驗內(nèi)容：二、實驗內(nèi)容：74LS151的介紹的介紹74LS151功能表 74LS151數(shù)據(jù)選擇器除了有數(shù)據(jù)選擇功能外，還可以作邏輯函數(shù)產(chǎn)生器。 14131211123410916567158VCC D4 D5 D6 D7 A0 A1 A2D3 D2 D1 D0 Y W ST GND74LS151 8選1數(shù) 據(jù) 選 擇 器地 址使能輸 出A2 A1 A0STY 10 10 0 00D0 0 0 10D1 0 1 00D2 0 1 10D3 1 0 00D4 1 0 10D5 1 1 00D6 1 1

18、 10D7 內(nèi)容內(nèi)容2 設(shè)計數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計數(shù)據(jù)選擇器 現(xiàn)有三個數(shù)據(jù)分別為：現(xiàn)有三個數(shù)據(jù)分別為：D0接地，接地，D1= +5V直直流電壓，流電壓，D2 為為50HZ正方波，正方波，D3 為為1KHZ正正方波；方波； A、B為數(shù)據(jù)選擇器控制端，接數(shù)據(jù)開關(guān)，改為數(shù)據(jù)選擇器控制端，接數(shù)據(jù)開關(guān)，改變變A、B電平，用示波器記錄輸出端分別得到電平，用示波器記錄輸出端分別得到的的D0、D1、D2、D3波形，分別繪制出來。波形，分別繪制出來。 內(nèi)容內(nèi)容3 3：交通信號燈監(jiān)視電路：交通信號燈監(jiān)視電路 理論分析理論分析 靜態(tài)測試靜態(tài)測試 結(jié)果記入表結(jié)果記入表 芯片管腳圖芯片管腳圖 141312111234109856774LS00 四 2 輸入與非門VCC 4B 4A 4Y 3B 3A 3Y& 1A 1B 1Y 2A 2B 2Y GND 141312111234109856774LS04