教學(xué)設(shè)備

基于VHDL的表決器的設(shè)計(jì)
一、      實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br /> 1、 熟悉VHDL的編程。
2、 熟悉七人表決器的工作原理。
3、 進(jìn)一步了解實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)。
二、      實(shí)驗(yàn)原理
所謂表決器就是對(duì)于一個(gè)行為，由多個(gè)人投票，如果同意的票數(shù)過半，就認(rèn)為此行為可行；否則如果否決的票數(shù)過半，則認(rèn)為此行為無效。
七人表決器顧名思義就是由七個(gè)人來投票，當(dāng)同意的票數(shù)大于或者等于4時(shí)，則認(rèn)為同意；反之，當(dāng)否決的票數(shù)大于或者等于4時(shí)，則認(rèn)為不同意。實(shí)驗(yàn)中用7個(gè)撥動(dòng)開關(guān)來表示七個(gè)人，當(dāng)對(duì)應(yīng)的撥動(dòng)開關(guān)輸入為‘1’時(shí)，表示此人同意；否則若撥動(dòng)開關(guān)輸入為‘0’，則表示此人反對(duì)。表決的結(jié)果用一個(gè)LED表示，若表決的結(jié)果為同意，則LED被點(diǎn)亮；否則，如果表決的結(jié)果為反對(duì)，則LED不會(huì)被點(diǎn)亮。同時(shí)，數(shù)碼管上顯示通過的票數(shù)。
三、      實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
本實(shí)驗(yàn)就是利用實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的撥動(dòng)開關(guān)模塊和LED模塊以及數(shù)碼管模塊來實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的七人表決器的功能。撥動(dòng)開關(guān)模塊中的K1～K7表示七個(gè)人，當(dāng)撥動(dòng)開關(guān)輸入為‘1’時(shí)，表示對(duì)應(yīng)的人投同意票，否則當(dāng)撥動(dòng)開關(guān)輸入為‘0’時(shí)，表示對(duì)應(yīng)的人投反對(duì)票；LED模塊中D1表示七人表決的結(jié)果，當(dāng)D1點(diǎn)亮?xí)r，表示此行為通過表決；否則當(dāng)D1熄滅時(shí)，表示此行為未通過表決。數(shù)碼管顯示通過的票數(shù)。
四、      實(shí)驗(yàn)步驟
1、 打開QUARTUSII軟件，新建一個(gè)工程。
2、 建完工程之后，再新建一個(gè)VHDL File，打開VHDL編輯器對(duì)話框。
3、 按照實(shí)驗(yàn)原理和自己的想法，在VHDL編輯窗口編寫VHDL程序，用戶可參照光盤中提供的示例程序。
4、 編寫完VHDL程序后，保存起來。方法同實(shí)驗(yàn)一。
5、 對(duì)自己編寫的VHDL程序進(jìn)行編譯并仿真，對(duì)程序的錯(cuò)誤進(jìn)行修改。
6、 編譯仿真無誤后，根據(jù)用戶自己的要求進(jìn)行管腳分配。分配完成后，再  進(jìn)  行全編譯一次，以使管腳分配生效。
7、 根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容用實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線將上面管腳分配的FPGA管腳與對(duì)應(yīng)的模塊連接起來。
如果是調(diào)用的本書提供的VHDL代碼，則實(shí)驗(yàn)連線如下：
K1-K7：投票者的投票信號(hào)，接一個(gè)撥動(dòng)開關(guān)K1-K7。
LEDAG[6..0]：數(shù)碼管顯示信號(hào)，接數(shù)碼管的G、F、E、D、C、B、A。
m_Result: 搶答成功者顯示信號(hào)，接一個(gè)LED燈D1。
8、 用下載電纜通過JTAG口將對(duì)應(yīng)的sof文件加載到FPGA中。觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否與自己的編程思想一致

五、      實(shí)驗(yàn)結(jié)果與現(xiàn)象
以設(shè)計(jì)的參考示例為例，當(dāng)設(shè)計(jì)文件加載到目標(biāo)器件后，確認(rèn)信號(hào)連接線已正確連接，撥動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中撥動(dòng)開關(guān)模塊的K1-K7七位撥動(dòng)開關(guān)，如果撥動(dòng)開關(guān)的值為“1”（即撥動(dòng)開關(guān)的開關(guān)置于上端，表示此人通過表決）的個(gè)數(shù)大于或等于四時(shí)LED模塊的D1被點(diǎn)亮，否則LED1不被點(diǎn)亮。數(shù)碼管顯示通過的票數(shù)。
六、      實(shí)驗(yàn)報(bào)告
1、  繪出仿真波形，并作說明。
2、    將實(shí)驗(yàn)原理、設(shè)計(jì)過程、編譯仿真波形和分析結(jié)果、硬件測(cè)試結(jié)果記錄下來。
3、    試在此實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上增加一個(gè)表決的時(shí)間，只的在這一時(shí)間內(nèi)的表決結(jié)果有效。