西电EDA满分大作业

EDA报告题目 VHDL设计初步学院电子工程学院专业学号导师姓名朱燕目录第一章实验部分（流水灯） (3)1、程序设计： (3)2、程序代码..............................................................................................错误!未定义书签。

3、程序调试..............................................................................................错误!未定义书签。

第二章习题部分..............................................................................................错误!未定义书签。

习题一........................................................................................................错误!未定义书签。

习题二........................................................................................................错误!未定义书签。

习题三........................................................................................................错误!未定义书签。

习题四........................................................................................................错误!未定义书签。

习题五........................................................................................................错误!未定义书签。

习题六........................................................................................................错误!未定义书签。

习题七........................................................................................................错误!未定义书签。

引言随着大规模集成电路技术和计算机技术的不断发展,在涉及通信、国防、航天、医学、工业自动化、计算机应用、仪器仪表等领域的电子系统设计工作中,EDA技术的含量正以惊人的速度上升;电子类的高新技术项目的开发也逾益依赖于EDA技术的应用。

即使是普通的电子产品的开发,EDA技术常常使一些原来的技术瓶颈得以轻松突破,从而使产品的开发周期大为缩短、性能价格比大幅提高。

不言而喻,EDA技术将迅速成为电子设计领域中的极其重要的组成部分。

第一章实验部分（流水灯）1、程序设计流程图：2、模块说明第一部分：分频器因为主板是cyclong-EP16C6Q240C8的主频是4M赫兹，如果直接当做CLK信号，根本无法看清流水灯的变化，所以需要做分频操作。

仿照数电课本的例题中的分频器。

分频器的实体：entity devide isport(clk :in std_logic;clk_out:out std_logic);end devide;我们可以从程序中看到，输入时clk（外部主频时钟），输出是clk_out（分频后的时钟）。

（这是实体的器件图）分频器的结构体：process；用进程语言描述beginwait until clk'event and clk='1'if(count<3999999)thencount<=count+1;clk_out<='0';elsecount<=(others=>'0');clk_out<='1';我们可以从程序中看到wait until clk'event and clk='1'这句是时钟来到意思，当count计数小于3999999时，count自加1，且输出为零，只有当大于3999999时，产生一个高电平脉冲。

接下来是对分频器的波形仿真：从波形中我们可以看到分频器的工作.第二部分：模8计数器我们需要一个计数器来输出计数电频，作为下一步38译码器的输入信号，首先我们来看这个器件的实体：port(clk:in std_logic;dout:out std_logic_vector(2 downto 0));（这是器件的实体图）输入端口是clk，是接入分频器的时钟信号，输出就是计数电平了。

计数器的结构体：architecture arc_m of m issignal count:std_logic_vector(2 downto 0);beginprocess(clk)beginif rising_edge(clk) thenif count<7 thencount<=count+1;elsif count=7 thencount<="000";end if;end if;a<=count(0);b<=count(1);c<=count(2);end process;以上是模8计数器的结构体，我们可以看到，但时钟来到时，在count小于7时count加一，当count=7时，count清零。

接下来是对计数器波形的仿真：dout输出000,001,010,011,100,101,110,111,000,001…这符合我们的要求。

第三部分：38译码器因为我们使用是共阴极二极管，38译码器每接受一个来自计数器的点平时，对应的Yn就输出低电平，点亮此二极管。

我们就可以看到二极管依次点亮好似流水一般。

译码器的实体：port(a,b,c:in std_logic;y:out std_logic_vector(7downto 0));输入是a，b，c从低到高的三个，输出是y对应的译码电平。

（这是译码器的原件图）译码器的结构体：architecture arc_yima38 of yima38 issignal comb:std_logic_vector(2 downto 0);begincomb<=x;process(comb)begincase comb iswhen "000" =>y<= "11111110";when "001" =>y<= "11111101";when "010" =>y<= "11111011";when "011" =>y<= "11110111";when "100" =>y<= "11101111";when "101" =>y<= "11011111";when "110" =>y<= "10111111";when "111" =>y<= "01111111";when others =>y<=null;end case;end process;我们可以看到如下的波形：在y的输出波形中，“0”循环右移，这是我们想要的结果。

第四部分：总体效果3、遇到的问题和解决方法我使用的是原理图连接，在下到片子后我编译失败，经过同学和我的检查，终于发现我的原理图连接有问题，如上图所示，我将y[2..0]连接到译码器的输入端（a,b,c），这是不正确的，因为y[2..0]是（vector）矢量，而（a,b,c）是位，我错误的以为用线连起来就可以使用，但事实是矢量必须配对矢量，位配对位。

第二章习题部分（Ex-1）画出下例实体描述对应的原理图符号元件：ENTITY buf3s IS --实体1：三态缓冲器PORT (input : IN STD_LOGIC ; --输入端enable : IN STD_LOGIC ; --使能端output : OUT STD_LOGIC ) ; --输出端END buf3x ;答：ENTITY mux21 IS --实体2：2选1多路选择器PORT (in0, in1, sel : IN STD_LOGIC;output : OUT STD_LOGIC);END ENTITY mux21;（Ex-2）图中所示的是4选1多路选择器，试分别用IF_THEN语句和CASE语句的表达方式写出此电路的VHDL程序。

（选择控制的信号s1和s0为STD_LOGIC_VECTOR类型；当s1='0'，s0='0'；s1='0'，s0='1'；s1='1'，s0='0'和s1='1'，s0='1'分别执行y<=a、y<=b、y<=c、y<=d。

）答：首先为用IF THEN 语句实现程序如下:library IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; entity mux41 isport(a,b,c,d:in std_logic;s1,s0:in std_logic_vector(1 downto 0);y:out std_logic );end entity mux41;architecture one of mux41 isbeginprocess(a,b,c,d,s1,s0)beginif s1='0'and s0='0' theny<=a;else if s1='0'and s0='1' theny<=b;else if s1='1'and s0='0' theny<=c;else if s1='1'and s0='1' theny<=d;end if;end process;end architecture one;用case 语句程序如下：library IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;entity mux41 isport(a,b,c,d:in std_logic;s1,s0:in std_logic; --这里s1 s0没有定义成2位矢量y:out std_logic );end entity mux41;architecture one of mux41 issignal l1:std_logic_vector(1 downto 0); --中间信号为两位矢量，为了使用& beginprocess(a,b,c,d,s1,s0)beginl1<=s1&s0;case l1 iswhen "00"=>y<=a;when "01"=>y<=b;when "10"=>y<=c;when "11"=>y<=d;end case;end process;end architecture one;（Ex-3）图中所示的是双2选1多路选择器构成的电路MUXK，对于其中MUX21A，当s='0'和'1'时，分别有y<='a'和y<='b'。