按键被广泛用于基于FPGA的数字电路系统设计中,机械式按键开关在按键操作时经常会出现抖动现象,如果不进行消除将会造成电路系统的误操作。基于此介绍了基于VHDL语言的计数器型消抖电路、D触发器型消抖电路、状态机型消抖电路的工作原理、相关程序、波形仿真及结果分析,并下栽到EP2C35F672C8芯片上进行验证,消抖效果良好,性能稳定,可广泛用于FPGA的按键电路中。
数字电子技术期末试题库
1.如果采用偶校验方式,下列接收端收到的校验码中,(A )是不正确的
2、某一逻辑函数真值表确定后,下面描述该函数功能的方法中,具有唯一性的是(B )
A、逻辑函数的最简与或式
B、逻辑函数的最小项之和
C、逻辑函数的最简或与式
D、逻辑函数的最大项之和
3、在下列逻辑电路中,不是组合逻辑电路的是( D )
4、下列触发器中没有约束条件的是( D )
5、55 5定时器不可以组成 D 。
6、编码器(A )优先编码功能,因而(C )多个输入端同时为1。
7、(D )触发器可以构成移位寄存器。
8、速度最快的A/D转换器是( A )电路
9、某触发器的状态转换图如图所示,该触发器应是
10、(电子专业作)对于VHDL以下几种说法错误的是
A VHDL程序中是区分大小写的。
B 一个完整的VHDL程序总是由库说明部分、实体和结构体等三部分构成
C VHDL程序中的实体部分是对元件和外部电路之间的接口进行的描述,可以看成是定义元件的引脚
D 结构体是描述元件内部的结构和逻辑功能
1位数值比较器是多位比较器的基础。当A和B都是1位数时,它们只能取0或1两种值,由此可写出1位数值比较器的真值表:
由真值表得到如下逻辑表达式:
由以上逻辑表达式可画出如下图所示的逻辑电路。实际应用中,可根据具体情况选用逻辑门。
现在分析比较两位数字A1A0和B1B0的情况。
利用1位比较器的结果,可以列出简化的真值表如下:
为了减少符号的种类,不再使用字母L,而以(Ai>Bi)、(Ai<Bi)、(Ai=Bi)直接表示逻辑函数。可以由真值表对两位比较器作如下简要概述。
当高位(A1、B1)不相等时,无需比较低位(A0、B0),两个数的比较结果就是高位比较的结果。
当高位相等时,两数的比较结果由低位比较的结果决定。
由真值表可以写出如下逻辑表达式:
根据表达式画出逻辑图:
电路利用了1位数值比较器的输出作为中间结果。它所依据的原理是,如果两位数A1A0和B1B0的高位不相等,则高位比较结果就是两数比较结果,与低位无关。这时,由于中间函数(A1=B1)=0,使与门G1、G2、G3均封锁,而或门都打开,低位比较结果不能影响或门,高位比较结果则从或门直接输出。如果高位相等,即(A1=B1)=1,使与门G1、G2、G3均打开,同时由(A1>B1)=0和(A1<B1)=0作用,或门也打开,低位的比较结果直接送达输出端,即低位的比较结果决定两数谁大、谁小或者相等。
(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4位右移移位寄存器的设计(采用原理图和文本法两种方法实现),并在MAX+PLUSⅡ上仿真
MAX+plusII是Altera公司提供的一个集成化开发系统,该系统界面友好,学习容易,使用简单,功能齐全,是一款流行的EDA开发平台。
MAX+PLUSII把这些设计转自动换成最终所需的格式。其设计速度非常快。对于一般几千门的电路设计,使用MAX+PLUSII,从设计输入到器件编程完毕,用户拿到设计好的逻辑电路,大约只需几小时。设计处理一般在数分钟内完成。特别是在原理图输入等方面,Maxplus2被公认为是最易使用,人机界面最友善的PLD开发软件,特别适合初学者使用。
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芯片中,实现既定的电子电路设计功能。
MAX+plus2硬件平台的微机最好配置512MB内存、4,3GMB硬盘,可以在Windows XP等操作系统支持下工作。在进行了MAX+plus2的系统安装和系统启动后,对于所要设计和仿真的系统需要进行如下基本步骤:
(1)VHDL语言工程文件的建立和编辑;
(2)电路图的建立和编辑
建立文件打开图形编辑器,选择file/save as建立.gdf文件、输入所需元件及电路模块、编辑端口名称、对各电路块及输入/输出端口进行连线、在设计过程中,可以随时对已进行工作进行保存;
(3)VHDL语言程序的编译
编译的目的:生成可以进行仿真、定时分析及下载到可编程器件的相关文件。
(4)VHDL语言程序的仿真
VHDL程序的仿真过程大致可以分为三个步骤:生成波形文件、仿真、定时分析。
本次课程设计需要一些简单的电路,我们开始先介绍简单的电路。本实验中只用到TTL和CMOS组成的与门、非门两种门电路
4.1 1、数值比较器
1位数值比较器:比较输入的两个1位二进制数A、B的大小。我们输入信号是两个要进行比较的1位二进制数,现在用A、B表示,输出信号是比较结果
由上述表达式及其真值表我们可知的1位数比较器设计比较成功。
1位数比较器逻辑图如下
5、数值比较器的VHDL程序及仿真结果
5.1 、关于1位数值比较器的VHDL程序及仿真
一位数值比较器的逻辑电路图