教學設備

基于VHDL的表決器的設計
一、      實驗目的
1、 熟悉VHDL的編程。
2、 熟悉七人表決器的工作原理。
3、 進一步了解實驗系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)。
二、      實驗原理
所謂表決器就是對于一個行為，由多個人投票，如果同意的票數(shù)過半，就認為此行為可行；否則如果否決的票數(shù)過半，則認為此行為無效。
七人表決器顧名思義就是由七個人來投票，當同意的票數(shù)大于或者等于4時，則認為同意；反之，當否決的票數(shù)大于或者等于4時，則認為不同意。實驗中用7個撥動開關(guān)來表示七個人，當對應的撥動開關(guān)輸入為‘1’時，表示此人同意；否則若撥動開關(guān)輸入為‘0’，則表示此人反對。表決的結(jié)果用一個LED表示，若表決的結(jié)果為同意，則LED被點亮；否則，如果表決的結(jié)果為反對，則LED不會被點亮。同時，數(shù)碼管上顯示通過的票數(shù)。
三、      實驗內(nèi)容
本實驗就是利用實驗系統(tǒng)中的撥動開關(guān)模塊和LED模塊以及數(shù)碼管模塊來實現(xiàn)一個簡單的七人表決器的功能。撥動開關(guān)模塊中的K1～K7表示七個人，當撥動開關(guān)輸入為‘1’時，表示對應的人投同意票，否則當撥動開關(guān)輸入為‘0’時，表示對應的人投反對票；LED模塊中D1表示七人表決的結(jié)果，當D1點亮時，表示此行為通過表決；否則當D1熄滅時，表示此行為未通過表決。數(shù)碼管顯示通過的票數(shù)。
四、      實驗步驟
1、 打開QUARTUSII軟件，新建一個工程。
2、 建完工程之后，再新建一個VHDL File，打開VHDL編輯器對話框。
3、 按照實驗原理和自己的想法，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。方法同實驗一。
5、 對自己編寫的VHDL程序進行編譯并仿真，對程序的錯誤進行修改。
6、 編譯仿真無誤后，根據(jù)用戶自己的要求進行管腳分配。分配完成后，再  進  行全編譯一次，以使管腳分配生效。
7、 根據(jù)實驗內(nèi)容用實驗導線將上面管腳分配的FPGA管腳與對應的模塊連接起來。
如果是調(diào)用的本書提供的VHDL代碼，則實驗連線如下：
K1-K7：投票者的投票信號，接一個撥動開關(guān)K1-K7。
LEDAG[6..0]：數(shù)碼管顯示信號，接數(shù)碼管的G、F、E、D、C、B、A。
m_Result: 搶答成功者顯示信號，接一個LED燈D1。
8、 用下載電纜通過JTAG口將對應的sof文件加載到FPGA中。觀察實驗結(jié)果是否與自己的編程思想一致

五、      實驗結(jié)果與現(xiàn)象
以設計的參考示例為例，當設計文件加載到目標器件后，確認信號連接線已正確連接，撥動實驗系統(tǒng)中撥動開關(guān)模塊的K1-K7七位撥動開關(guān)，如果撥動開關(guān)的值為“1”（即撥動開關(guān)的開關(guān)置于上端，表示此人通過表決）的個數(shù)大于或等于四時LED模塊的D1被點亮，否則LED1不被點亮。數(shù)碼管顯示通過的票數(shù)。
六、      實驗報告
1、  繪出仿真波形，并作說明。
2、    將實驗原理、設計過程、編譯仿真波形和分析結(jié)果、硬件測試結(jié)果記錄下來。
3、    試在此實驗的基礎(chǔ)上增加一個表決的時間，只的在這一時間內(nèi)的表決結(jié)果有效。