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第二部分 实验部分 实验一 ISE软件的基本操作与应用 一、实验目的： 1、通过一个1位全加器的设计，熟悉ISE软件的基本应用。 2、掌握VHDL设计输入方法和测试基准波形文件输入方法。 3、熟悉ModelSim软件的基本应用，掌握功能仿真过程。 二、 实验步骤： 1、启动ISE集成开发环境，新建一个工程。 2、为工程添加设计源文件。 3、对源文件进行语法检查，并改正错误之处。 4、输入测试基准波形文件。 5、进行仿真，记录仿真结果。 6、检查仿真结果的正确性。 7、若仿真结果不正确，说明设计有错误（非语法错误，而是设计的功能不正确）。修改设计源文件，重新仿真直至得到正确的结果。 三、实验报告 预习要求： 阅读教材第二章、第三章，熟悉ISE软件的VHDL语言设计输入方法，掌握使用ModelSim对设计进行仿真的流程。 熟读教材7.2实例一，掌握使用ISE进行设计输入与功能仿真的过程。 写出1位全加器的VHDL源程序。 画出1位全加器的测试基准波形文件，并画出1位全加器正确的输出波形。 实验记录： 记录1位全加器功能仿真结果（波形）。 说明实验中遇到的问题及解决方法，写出实验心得体会。 实验二 3-8译码器 一、实验目的： 1、通过一个3-8译码器的设计，巩固ISE软件的应用。 2、掌握ISE软件的综合与设计实现流程。 3、掌握设计约束的输入方法。 4、掌握组合逻辑电路的时序仿真方法。 二、 实验步骤： 1、启动ISE集成开发环境，新建一个工程。 2、为工程添加设计源文件。 3、对源文件进行语法检查，并改正错误之处。 4、对设计进行综合、翻译与映射。 5、创建UCF文件，添加I/O约束，锁定引脚。 6、对设计进行布局布线，生成布局布线后仿真模型。 7、输入测试基准波形文件。 8、进行时序仿真，修改设计中的错误，记录仿真结果。 三、实验报告 预习要求： 阅读教材第五章5.1~5.3节，熟悉ISE软件的设计实现过程，掌握引脚锁定方法。 熟读教材7.3实例二，巩固使用ISE对进行设计和仿真的过程。 写出3-8译码器的VHDL源程序。 画出3-8译码器的测试基准波形文件，并画出3-8译码器正确的输出波形。 实验记录： 记录3-8译码器时序仿真结果（波形）。 分析仿真波形与期望的输出波形是否一致，如不一致，说明原因。 说明实验中遇到的问题及解决方法，写出实验总结。 实验三 二进制码转换成BCD码 一、实验目的 1、设计并实现一个4位二进制码转换成BCD码的转换器。 2、巩固使用ISE软件进行可编程器件开发的过程，掌握实验箱的使用方法。 3、掌握ISE辅助工具iMPACT软件的使用，完成FPGA的配置过程。 二、实验原理 对于不同代码之间的转换，有用硬件实现的，也有用软件实现的。对于硬件实现，可以用一般的组合逻辑电路实现，也可以用译码器、编码器或只读存储器来实现。 四位二进制码转换为BCD码的真值表见表1。本试验根据此真值表设计一个组合电路，完成四位二进制码转换为BCD码的功能，并在实验箱上验证电路的正确性。 表1 四位二进制码转换为BCD码的真值表 输入信号 （二进制码） 输出信号（BCD码） D3 D2 D1 D0 B4 B3 B2 B1 B0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 1 三、 实验步骤： 1、启动ISE集成开发环境，创建工程并输入设计源文件。 2、通过仿真验证设计的正确性，并锁定引脚，完成设计实现过程。 3、根据第二步引脚锁定情况在实验箱上连线，将输入信号连接到拨动开关，输出信号连接到发光二极管。 4、连接实验箱电源线，并用下载线（USB接口线）将实验箱与计算机相连。 5、打开实验箱电源开关。 6、利用iMPACT进行程序下载。 7、在实验箱上验证4位二进制码转换成BCD码的转换器的功能。改变拨码开关的状态，观察实验结果。 四、实验报告 预习要求： 阅读教材第六章6.2节，熟悉iMPACT软件，掌握编程方法。 写出4位二进制码转换成BCD码转换器的VHDL源程序。 画出转换器的测试基准波形文件，并画出转换器正确的输出波形。 实验记录： 记录4位二进