数字逻辑课程设计实验报告..docxVIP

数字逻辑课程设计实验报告课程名称：数字逻辑课程设计姓 名：学 院：计算机科学与技术院 系：计算机科学与技术专 业：计算机科学与技术年 级：学 号：指导教师：2009年 9月10日实验目的通过硬件描述语言VHDL的编程，深入了解并掌握可编程芯片PLD的设计技术，加强学生对《数字逻辑》课程所学只是综合运用的能力。培养学生创造性思维能力和独立解决实际问题的能力。实验内容利用VHDL语言完成实现红外线数据传输系统的设计任务,然后进行编译和仿真,保证设计的正确性.生成熔丝图文件,下载到ispLSI1032芯片,通过实际线路进行验证.红外线数据传输系统的具体设计要求如下：通过开关K1-K8设定要传送的8bits信息，再通过置数按钮存放在系统内部，生成校验码同时送校验码指示灯显示。置数按钮在系统发送信息期间无效。按发送按钮进入发送态，发送灯亮，系统先发送最高位，通过寄存器循环一位再连续发送其他位，此时3个数码管上的信息也随着改变，最后还要传送一个校验码。每按一次发送按钮，系统就发送一次信息。接收端也是采用移位方式存入信息，在接受第一位时寄存器先清零。接收时数码管上的信息随着寄存器内容的变化而变化，接受到校验码后立即设置校验码指示灯，同时按偶校验判定接受是否正确，将结果在接受错指示灯上显示。传输的过程中，接收端的校验指示灯熄灭。当接收端接收0个数据后（1位校验码和8位数据位），接收端根据相应的校验方式来判断所接收的数据是否正确。接收端的校验指示灯亮，表示传输的数据正确；校验指示灯熄灭，表示传输的数据不正确。实验环境介绍1.软件平台介绍本次实验采用ISP（在系统编程）技术。在系统编程技术（In-System Programmabile）技术是Lattice公司率先提出的一种先进的编程技术，是指对器件、电路板或整个逻辑系统的电子功能课随时进行修改或重构，这种修改或重构可以在产品设计、制造过程中的每个环节，甚至在交付用户之后进行。采用了isp技术之后，硬件设计就可以变得像软件那样灵活而且易于修改。这不仅扩展了器件的用途，缩短了系统的调试周期，也给目标设备的现场升级和维护工作带来了极大的方便。DICE-SEM型实验箱可支持Lattice公司的CPLD芯片ispLSI1032，目前实验室提供的开发系统为ispLever5.0。ispLEVER是Lattice公司推出的EDA软件，适用于所有Lattice公司的CPLD、SPLD、FPGA和FPSC可编程器件的设计，其设计可采用原理图、硬件描述语言以及混合输入三种方式，并能够对所设计的系统进行功能仿真和时序仿真。2.硬件平台介绍本次实验采用DICE-SEM型实验箱。DICE-SEM型实验箱是用于《数字逻辑》课程教学实验的专用设备。它提供了16位二档开关、16位发光二极管双色显示灯、IC插座、六个七段BCD码译码显示数码管、数字频率计、电子笔、可调电阻、模拟扩展区、PLD/CPLD扩展区等，另外还有一个Lattice 1016E芯片提供了2个单脉冲开关、节拍信号、多种频率的时钟信号源等方面的功能。CPLD扩展区包含了一个CPLD下载板、2个针式扩展插座，下载板上有一片CPLD芯片Lattice ispLSI1032E和JTAG下载接口插座。实验箱电源方面采用220V交流供电，在面板上提供了多个+5V和地的电源接线插孔。本次实验主要用到可编程的ispLSI1032E芯片。四．实验设计方案 1．设计方案说明红外线传输系统包括发送方和接受方两端，都可以单独进行初始化清零处理。在发送端可以设置准备发送的8bits的数据信息，连同一个奇偶校验位一起发送。接收端接受到8bits的数据信息和一位奇偶校验信息后，显示收到的数据信息和校验信息，并根据偶校验判定接收到的信息是否出错。实验时若无红外发送接收元件则可以用一根导线连接两端暂时代替。 2.程序模块图整体模块设计图如下:由于发送端和接收端可能属于两个独立的设备,即各自产生自己的工作CP,因此如何提高可靠性就成为设计时的一个关键问题,而两个CP也只能是相对接近,系统允许的误差越大,系统越可靠.在这里采用的策略是在工作CP的基础上分频以提高可靠性,如图中CP1和CP2都是采取在CP基础上16分频后的波形.可以设计为当计数器1记到8时CP1变为高电平,当计数器3记到8时CP2变为高电平。 3.程序流程图a.发送模块流程图:发送模块使用两个计数器，计数器1用来对外接CP进行16分频产生时钟CP1,在clear后进入“准备好态”可以置高set来置数，然后置高start使信号sending置1，进入固定高电平状态准备传输。在此固定高电平时间段内，一旦出现低电平则接收端认为是噪音，不予接收。当计数器2在固定高电平状态从0011计数到0110后状态变为发送有效数据状态，开始发送置数寄存