数字系统设计与PLD应用实验报告

南京航空航天大学数字系统设计与PLD应用实验报告实验一：高速并行乘法器的设计实验二：十字路口交通管理器的设计实验三：九九乘法表系统的设计0412XXXXX实验一：高速并行乘法器的设计一、实验原理：使用HDPLD实现一个高速并行的乘法器，其输入为两个带符号位的4位二进制数。二、算法设计和结构选择：前面已经讨论过告诉乘法器的设计，采用了以下算法：被乘数A的数值位左移，它和乘数B的各个数值位所对应的部分进行累加运算。且用与门、4位加法器来实现，其电路结构如图6-1所示，图中Ps=As异或Bs，用以产生乘积的符号位。三、设计输入：器件选定后，使用相应的设计开发软件，并用原理图输入方式，图形输入文件如图6-3所示。由于设计软件含有丰富的元件库，本例图形文件就可以直接调与门，异或门和4位加法器等宏模块。在使用图形输入方式时应注意软件所能提供的库函数，以便正确的调用。实验二：十字路口交通管理的设计一、实验内容试用一片HDPLD和若干外围电路实现十字路口交通管理器。该管理器控制甲、乙两道的红、黄、绿三色灯，指挥车辆和行人安全通行。交通管理器示意图如图所示，图中R1、Y1、G1是甲道红、黄、绿灯；R2、Y2、G2是乙道红、黄、绿灯。二、实验原理该交通管理器由控制器和受其控制的三个定时器及六个交通管理灯组成。图6-6中三个定时器分别确定甲道和乙道通行时间t3、t1，以及公共的停车（黄灯燃亮）时间t2。这三个定时器采用以秒信号为时钟的计数器来实现，C1，C2和C3分别是这些定时计数器的工作使能信号，即当C1,C2或C3为1时，相应的定时器计数，W1，W2和W3为定时计数器的指示信号，计数器在计数过程中，相应的指示信号为0，计数结束时为1。交通管理器工作流程图（ASM）实验三：九九乘法表系统的设计一、实验内容试设计一个供儿童学习九九乘法表之用的数字系统，该系统既可引导学习着跟随学习机连续背诵；也可随时查找任何在两个1位十进制数的相乘结果。二、实验原理九九乘法表系统能够自动或手动进行两个1位十进制数的乘法，并自动显示被乘数、乘数和乘积，该系统示意图如图6-18所示。图中AA和BB分别为被乘数和乘数的外部输入端，它们用1位BCD码表示。系统用十进制七段数字显示器显示被乘数A、乘数B和乘积M的值，其中M用2位十进制显示器显示。