电子设计自动化EDA技术实验三报告模板-8线-3线优先编码器设计

2. 管脚 8 线-3 线优先编码器的管脚如图：
IN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 Sel Y0 Y1 Y2
YS YEX
其中 IN 表示输入编码位，Sel 为片选信号，Y 表示输出编码值，YS
与 YEX 表示器件状态， “11” 表示器件未选中， “01” 表示无键按下， “10” 表示器件工作态。 四、实验方案设计、实验方法 1. 实验方案 8-3 优先编码器的 VHDL 描述有多种方法， 设计过程中可以根据真值表采 用 case…when 语句、with…select 语句、if…then 结构等多种手段实现，也 可以根据真值表分析输入输出间的逻辑关系，根据逻辑关系写出其布尔表达 式，根据布尔代数式调用基本逻辑门元件实现 8-3 优先编码器。 本实验中根据真值表用 if-then 结构实现 8-3 优先编码器 2. 实验方法 首先根据前文所述， 对照真值表的列出的不同输入逻辑状态，分情况依次输 出于输入的对应关系，而后编译综合，由开发系统自行实现电路功能。 五、实验步骤 1. 设计输入 利用 FILE\New 菜单输入 VHDL 源程序，创建源文件 2. 设计项目的创建 1) 原文件存储….. 2) 利用 FILE\Project\Set Project… 3. 设计编译 …. 4. 器件选择及管脚分配 ….. 5. 设计仿真 ….. 6. 时序分析 ….. 7. 编程下载（可选）…. 六、实验结果与分析 1. VHDL 源程序清单 LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY ENCODER IS PORT(I : IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); SEL: IN STD_LOGIC;
elsif I(1)='0' then Y<="110"; YS <='1'; YEX<='0'; elsif I(0)='0' then Y<="111"; YS <='1'; YEX<='0'; elsif I="11111111" then Y<="111"; YS <='0'; YEX<='1'; else Y<="ZZZ"; end if; END PROCESS P1; END sample;
2. 器件及管脚逻分配图
管脚分配情况如图，所选器件为 EPM7032AELCC44-4
3. 仿真波形 8 线-3 线优先编码器的仿真波形如下图，从波形可以得出，输入输出 满足前文真值表，电路功能达到设计要求
4. 时序分析图
上述时间分析可以得到，输出信号存在最大 4.5 时间延迟，它主要与器件速
度、表达逻辑的合理性有关，选用速度更高器件、优化设计可以使该值降低。 七、结论 采用图形编程法实现了 8 线-3 线优先编码器的设计，并完成了电路的 设计编译、综合、逻辑仿真、时间分析，结果表明采用 ALTRA 的 CPLD 器件 设计的 8 线-3 线优先编码器，时间延迟为不超过 4.5ns 八、思考题 8 线-3 线优先编码器的设计方法还可以通过什么方式实现？ 利用 VHDL 实现 8 线 -3 线优先编码器方法多样，还可以通过诸如 case-when 等其他结构实现…..
输入 Sel I0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 x 1 x x x x x x x 0 I1 x 1 x x x x x x 0 1 I2 x 1 x x x x x 0 1 1 I3 x 1 x x x x 0 1 1 1 I4 x 1 x x x 0 1 1 1 1 I5 x 1 x x 0 1 1 1 1 1 I6 x 1 x 0 1 1 1 1 1 1 x 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 输出 I7 Y0 Y1 Y2 YS YEX 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0
一、实验目的和要求 复习编码器的原理， 掌握编码器的设计实现方法，设计实现数字系统设计 中常用的 8 线-3 线优先编码器，逐步学会熟练运用 MAX+PLUSⅡ或 Quartus II 软件，熟悉 EDA 的 VHDL 程序设计方法、学习掌握组合逻辑电路的 VHDL 描述方法，进一步掌握应用 EDA 常用工具进行组合逻辑电路的设计、分析、 综合、仿真等的技巧。 二、实验主要仪器和设备 1. 计算机及操作系统 2. MAX+Plus II 或 Quartus II 软件 3. 编程电缆（可选） 三、实验原理 1. 真值表 8 线-3 线优先编码器的真值表如下：
Y : OUT STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0); YS,YEX : INOUT STD_LOGIC); END ENCODER; ARCHITECTURE sample OF ENCODER IS BEGIN P1:PROCESS(I,SEL) BEGIN if SEL='1' then Y <="111"; YS <='1'; YEX<='1'; elsif I(7)='0' then Y <="000"; YS <='1'; YEX<='0'; elsif I(6)='0' then Y<="001"; YS <='1'; YEX<='0'; elsif I(5)='0' then Y<="010"; YS <='1'; YEX<='0'; elsif I(4)='0' then Y<="011"; YS <='1'; YEX<='0'; elsif I(3)='0' then Y<="100"; YS <='1'; YEX<='0'; elsif I(2)='0' then Y<="101"; YS <='1'; YEX<='0';
南京工程学院
自动化学院
实
课 程 名 称 实验项目子设计自动化 EDA 技术 8 线-3 线优先编码器设计
实验学生班级 实验学生姓名 同组学生姓名 实 验 时 间 实 验 地 点
实验成绩评定 指导教师签字
年
月
日
本实验类型：
□演示性
□验证性
■设计性
□论证性
一、实验目的和要求 二、实验主要仪器和设备 三、实验原理 四、实验方案设计、实验方法 五、实验步骤 六、实验结果分析 七、实验结论 八、思考题 注：①1-4 项内容为实验预习内容，学生须在进实验室之前完成。 ②实验结果须有指导教师签字。