四位移位寄存器

新疆大学实习（实训）报告实习（实训）名称：电工电子实习学院：建筑工程学院专业、班级：给水排水09-1班指导教师：王红琳、玛依拉报告人：李佳瑞学号：20092206004时间：2011年7月1日至2011年7月8日实习主要内容：1：了解EDA技术的发展及应用；2：掌握VHDL语言的基础知识，熟悉在数字电路系统设计中VHDL程序设计；3：学习MAX+PLUSⅡ软件的应用方法；4：应用EDA技术的设计方法完成译码扫描显示电路的设计（采用原理图和文5：本法两种方法实现），并在MAX+PLUSⅡ上仿真。主要收获体会与存在的问题：（一）收获体会：1、初步学会了MAX+PLUSⅡ软件的应用方法。可以做一些简单的电路设计图，可以在编译时对简单的电路图进行修改。最后可以对其做出仿真波形；2、了解了VHDL语言的工作原理，它与高级计算机高级语言很相似。通过编译，可以仿真出简单的电路。3、通过老师的讲解，了解了EDA的发展历史和发展的前景。了解了电路仿真技术。（二）存在的问题：1、对MAX+PLUSⅡ软件的操作不够熟练，总是重复一些程序，以至于降低了做题的效率。我想今后我一定会努力加强各种电脑软件的练习与运用。2、对逻辑电路原理方面的知识掌握的不够熟练，编辑程序时经常出错，应该及时上网或去图书馆查阅资料，这样在实习做题时效率就不会太慢。指导教师意见：建议成绩：指导教师签字：年月日备注：四位右移移位寄存器电路的设计绪论：EDA（ElectronicDesignAutomation）：EDA技术就是依靠功能强大的电子计算机，在EDA工具软件平台上，对以硬件描述语言HDL（HardwareDescriptionLanguage）为系统逻辑描述手段完成的设计文件，自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、仿真，直至下载到可编程逻辑器件CPLD/FPGA或专用集成电路ASIC（ApplicationSpecificIntegratedCircuit）芯片中，实现既定的电子电路设计功能。EDA是在20世纪90年代初从计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）和计算机辅助工程（CAE）的概念发展而来的。一般把EDA技术的发展分为CAD、CAE和EDA三个阶段。硬件描述语言HDL是EDA技术中的重要组成部分，常用的硬件描述语言有AHDL、VHDL和VerilogHDL，而VHDL和VerilogHDL是当前最流行的并成为IEEE标准的硬件描述语言。MAX+PLUSⅡ简介：MAX+PLUSⅡ是Altera公司提供的FPGA/CPLD开发集成环境，Altera是世界上最大可编程逻辑器件的供应商之一。MAX+PLUSⅡ界面友好，使用便捷，被誉为业界最易用易学的EDA软件。在MAX+PLUSⅡ上可以完成设计输入、元件适配、时序仿真和功能仿真、编程下载整个流程，它提供了一种与结构无关的设计环境，是设计者能方便地进行设计输入、快速处理和器件编程。MAX+PLUSⅡ界面友好，使用便捷，被誉为业界最易学易用的EDA软件。支持原理图、VHDL和Verilog语言文本文件，以及波形与EDIF等格式的文件作为设计输入，并支持这些文件的任意混合设计MAX+PLUSⅡ具有门级仿真器，可以进行功能仿真和时序仿真，能够产生精确的仿真结果。在适配之后，MAX+PLUSⅡ生成供时序仿真用的EDIF、VHDL和Verilog三种不同格式的网表文件。VHDL简介：VHDL的英文全名是Very-High-SpeedIntegratedCircuitHardwareDescriptionLanguage，诞生于1982年。1987年底，VHDL被IEEE和美国国防部确认为标准硬件描述语言。VHDL主要用于描述数字系统的结构，行为，功能和接口。除了含有许多具有硬件特征的语句外，VHDL的语言形式和描述风格与句法是十分类似于一般的计算机高级语言。VHDL的程序结构特点是将一项工程设计，或称设计实体（可以是一个元件，一个电路模块或一个系统）分成外部（或称可视部分,及端口)和内部（或称不可视部分），既涉及实体的内部功能和算法完成部分。在对一个设计实体定义了外部界面后，一旦其内部开发完成后，其他的设计就可以直接调用这个实体。这种将设计实体分成内外部分的概念是VHDL系统设计的基本点。一、设计目的：1、了解EDA技术的发展及应用；2、掌握VHDL语言的基础知识，熟悉在数字电路系统设计中VHDL程序设计；3、学习MAX+PLUSⅡ软件的应用方法；4、应用EDA技术的设计方法完成四位右移寄存器电路的设计（采用原理图和文本法两种方法实现），并在MAX+PLUSⅡ上仿真；二、所选仪器及设备：1、计算机一台；2、MAX+PLUSⅡ电路仿真软件；三、设计题目四位右移寄存器电路的设计；四、设计内容及步骤1、创建新文件夹：1.1在D盘创建一个新文件夹，并命名为“swyyjcq”1.2软件的启动：单击“开始”进入“程序”选中“MAX+PLUSⅡ10.1BASELINE”，打开“”MAX+PLUSⅡ软件。1.3启动File\New菜单，弹出设计输入选择窗口，如下图所示：并选择TextEditorFile，单击OK1.4输入逻辑功能图元:打开原理图编辑器，进入原理图设计输入电路编辑状态，如下图所示：1.5在“Untitled2-TextEditor”界面里编辑文本程序，启动File\save菜单，1.6单击d:\将文件命名为“dcfq.vhd”，并单击OK保存；如图如图所示为D触发器的文本文件：1.7编译程序，单击“File/CreateDefaultSymbol”，出现0error,0warning，说明文本程序编译正确。点击“File”，中的“new”，新建一个新的文档“GraphicEditorfile”,点击“OK”，出现新的文档，点击右键，出现如图所示对话框，再点击“EnterSymbol”,出现一个如下对话框，点击“OK”，接着出现D触发器的图形。在新建的文档中画出四位移位寄存器的原理图，如图所示：2、电路的编译与适配2.1选择芯片型号：选择当前项目文件欲设计实现的实际芯片进行编译适配，单击Assign/Device菜单选择芯片。2.2编译适配器：启动Max+plusII/Compiler菜单，按Start开始编译，并显示编译结果，生成下载文件，如果有错误待修改后再进行编译。3、电路仿真3.1添加仿真激励波形3.1.1启动MaxplusII\WavefromEditor菜单，进入波形编辑窗口。3.1.2启动Node/EnterNodesfromSNF键，出现一对话框，单击“”和“”按钮，并且选择input、output管脚，单击OK。3.1.3列出仿真电路的输入、输出管脚图，如下图所示。在本电路中，四位右移寄存器电路的输出为网格，表示未仿真前输出是未知的。3.1.4准备为电路输入端添加激励波形。选中欲添加信号的管脚，窗口左边的信号源即可变成可操作状态如下图。根据实际要求选择信号源种类，在本电路中选择时钟信号和高电平信号就可以满足仿真要求。为输入端CP输入信号。CP端输入时钟信号。3.1.5选择仿真时间：视电路实际要求确定仿真时间长短，本实验中，我们选择软件1us就能观察到四位右移寄存器电路的1个输出状态。保存激励信号编辑结果：使用File|Save，或关闭当前波形编辑窗口时均可保存，注意此时文件名不要随意改动，单击OK按钮保存激励信号波形。3.2电路仿真3.2.1选择Maxplus2|Simulator菜单，弹出其对话窗口。3.2.2确定仿真时间，EndTime为“１”的整数倍。选择1us时间开始仿真。电路仿真结果报告中无错误、无警告。3.2.3观察电路仿真结果，请单击“确定”后单击激励输出波形文件“OpenSCF”图标，如下图所示：从图上看，所设计的四位右移寄存器电路顺利地通过了仿真。点击“”将上图放大，仔细观察一下电路的时序，在空白处单击鼠标的右键，出现测量标尺，然后将标尺拖至欲测量的地方，查看延时情况，可以看到延迟时间。至此，软件的仿真功能结束。如下图为4位右移移位寄存器状态表：由此表可看出，若待存数码为1101，它在按时钟脉冲（即移位脉冲）CP的节拍从低位数到高位数，即从第1位到第4位数依次串行输入到数码输出端d，此数码是逐位串行输入，逐位串行输出，即此4位右移移位寄存器又称为串行输入串行输出寄存器。五、个人特色我设计了一个三人表决电路，只有两个输入为‘1’时，输出才为‘1’。如下图所示：其电路仿真结果为：所以可得出真值表：由真值表可知，只要两个或三个赞成时，表决成立（即F=‘1’）。六、结束语通过一周的实习，初步学会了MAX+PLUSⅡ软件的应用方法。并在MAX+PLUSⅡ软件环境下，用文本法完成了四位右移移位寄存器电路的设计：首先在D盘创建一个新文件，然后输入逻辑功能图元，设计D触发器，其次保存文件并检查错误，最后规定项目名称。接着进行电路编译与适配，包括选择芯片型号和编译适配器。最后电路仿真，包括添加仿真激励波形和电路仿真，从图上看，所设计的显示电路顺利地通过了仿真。点击“”将上图放大，仔细观察一下电路的时序，在空白处单击鼠标的右键，出现测量标尺，然后将标尺拖至欲测量的地方，查看延时情况，从上图可以看到延迟时间。至此，软件的仿真功能结束。观察电路仿真结果：从图上看，所设计的四位右移移位寄存器电路顺利地通过了仿真，仿真的结果达到了预期的目的。仿真，也称为模拟（Simulation），是对电路设计的一种间接的检测方法。对电路设计的逻辑行为和功能进行模拟检测，可以获得许多设计错误及改进方面的信息。对于大型系统的设计，能进行可靠、快速、全面的仿真尤为重要。在MAX+PLUSⅡ软件环境下，设计电路在编译发现错误时可以对其进行修改。还了解了VHDL语言的工作原理，它与高级计算机高级语言很相似。通过编译，可以仿真出简单的电路。通过此次实习，我认识到了自己在动手方面的不足，也发现了很多东西需要自己细心、耐心的琢磨，锻炼自己的毅力。