EDA课后答案适用于朱正伟《EDA技术及应用》 .doc
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1、1.1、设计集成计数器74161,设计要求如下:4-BIT BINARY UP COUNTER WITH SYNCHRONOUS LOAD AND ASYNCHRONOUS CLEAR NOTEINPUTS:CLKLDNCLRNDCBAOUTPUTS:QDQCQBQARCO*RCO = QD & QC & QB & QA LIBRARY IEEE;USE _LOGIC_;USE _LOGIC_;ENTITY CNT4 ISPORT( CLK,LDN,CLRN : IN STD_LOGIC; D,C,B,A : IN STD_LOGIC; CARRY : OUT STD_LOGIC; QD,QC
2、,QB,QA : OUT STD_LOGIC );END;ARCHITECTURE A OF CNT4 IS SIGNAL DATA_IN: STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);BEGIN DATA_IN0); ELSIF CLKEVENT AND CLK=1 THEN IF LDN=0 THEN CNT:=DATA_IN; ELSE CNT:=CNT+1; END IF; END IF; CASE CNT IS WHEN 1111= CARRY CARRY=0; END CASE; QA=CNT(0); QB=CNT(1); QC=CNT(2); QD=CNT(3);
3、END PROCESS; END A;1.2、设计一个通用双向数据缓冲器,要求缓冲器的输入和输出端口的位数可以由参数决定。设计要求:N BIT数据输入端口A,B。工作使能端口EN=0时双向总线缓冲器选通,DIR=1,则A=B;反之B=A。LIBRARY IEEE;USE _LOGIC_;ENTITY BIDIR ISGENERIC(N:INTEGER:=8); PORT(A,B :INOUTSTD_LOGIC_VECTOR(N-1 DOWNTO 0); EN,DIR:INSTD_LOGIC);END;ARCHITECTURE A OF BIDIR ISBEGIN PROCESS(EN,DIR)
4、 BEGIN IF EN=0 THEN AZ); BZ); ELSE IF DIR=1 THEN B=A; ELSE A=B; END IF; END IF;END PROCESS;END A;2.1、用VHDL语言编程实现十进制计数器,要求该计数器具有异步复位、同步预置功能。LIBRARY IEEE;USE _LOGIC_;ENTITY CNT_10_2 ISPORT( CLK,CLR : IN STD_LOGIC; COUNT : OUT STD_LOGIC );END;ARCHITECTURE A OF CNT_10_2 IS SIGNAL CNT_10 : INTEGER RANGE
5、0 TO 10;BEGIN PROCESS(CLK,CLR) BEGIN IF CLR=1 THEN CNT_10=0; ELSIF CLKEVENT AND CLK=1 THEN CNT_10=CNT_10+1; IF CNT_10=9 THEN CNT_10=0; COUNT=1; ELSE COUNT=0; END IF; END IF; END PROCESS;END A;2.2、设计实现一位全减器。行为描述: F_SUB4LIBRARY IEEE;USE _LOGIC_;USE _LOGIC_;ENTITY F_SUB4 ISPORT( A,B,CIN : IN STD_LOGIC;
6、 DIFF,COUT : OUT STD_LOGIC );END;ARCHITECTURE A OF F_SUB4 ISBEGIN DIFF=A XOR B XOR CIN; COUT=(NOT A AND B) OR (NOT A AND CIN) OR (B AND CIN);END A;数据流描述F_SUB1LIBRARY IEEE;USE _LOGIC_;USE _LOGIC_;ENTITY F_SUB1 ISPORT( A,B :IN STD_LOGIC; CIN :IN STD_LOGIC; DIFF,COUT : OUT STD_LOGIC );END;ARCHITECTURE
7、A OF F_SUB1 ISSIGNAL S :STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0);BEGIN S DIFF=0;COUT DIFF=1;COUT DIFF=1;COUT DIFF=0;COUT DIFF=1;COUT DIFF=0;COUT DIFF=0;COUT DIFF=1;COUT DIFF=X;COUT=X; END CASE; END PROCESS;END A;数据流描述F_SUB2LIBRARY IEEE;USE _LOGIC_;USE _LOGIC_;ENTITY F_SUB2 ISPORT( A,B,CIN : IN STD_LOGIC; DIFF,C
8、OUT : OUT STD_LOGIC );END;ARCHITECTURE A OF F_SUB2 ISSIGNAL S :STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0);SIGNAL C :STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0);BEGIN S=CIN&A&B; DIFF=C(1); COUT=C(0); C=00 WHEN S=000 ELSE 11 WHEN S=001 ELSE 10 WHEN S=010 ELSE 00 WHEN S=011 ELSE 11 WHEN S=100 ELSE 01 WHEN S=101 ELSE 00 WHEN S=110
9、ELSE 11 ;END A;数据流描述F_SUB3LIBRARY IEEE;USE _LOGIC_;USE _LOGIC_;ENTITY F_SUB3 ISPORT( A,B,CIN : IN STD_LOGIC; DIFF,COUT : OUT STD_LOGIC );END;ARCHITECTURE A OF F_SUB3 ISSIGNAL S :STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0);SIGNAL C :STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0);BEGIN S=CIN&A&B; DIFF=C(1); COUT=C(0); WITH S SELECT C
10、=00 WHEN 000, 11 WHEN 001, 10 WHEN 010, 00 WHEN 011, 11 WHEN 100, 01 WHEN 101, 00 WHEN 110, 11 WHEN OTHERS;END A;3.1、阅读教材P181页,例5-55并回答下列问题:(1)、该程序的功能是什么?(2)、请写出该程序所有端口的功能描述。3.2、试描述一个十进制BCD码编码器,输出使能为低电平有效。LIBRARY IEEE;USE _LOGIC_;ENTITY BIN_BCD ISPORT( BIN : IN INTEGER RANGE 0 TO 20; -ENA : IN STD_L
11、OGIC; BCD_OUT : OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0) );END;ARCHITECTURE A OF BIN_BCD ISBEGINBINARY_BCD : BLOCKBEGINBCD_OUT = WHEN BIN = 0 ELSE WHEN BIN = 1 ELSE WHEN BIN = 2 ELSE WHEN BIN = 3 ELSE WHEN BIN = 4 ELSE WHEN BIN = 5 ELSE WHEN BIN = 6 ELSE WHEN BIN = 7 ELSE WHEN BIN = 8 ELSE WHEN BIN = 9 ELSE
12、 WHEN BIN = 10 ELSE WHEN BIN = 11 ELSE WHEN BIN = 12 ELSE WHEN BIN = 13 ELSE WHEN BIN = 14 ELSE WHEN BIN = 15 ELSE WHEN BIN = 16 ELSE WHEN BIN = 17 ELSE WHEN BIN = 18 ELSE WHEN BIN = 19 ELSE WHEN BIN = 20 ELSE ;END BLOCK;END A;4.1、读教材P151页,例5-32的程序,并回答以下问题:(1)请画出该程序所描述的电路结构图,要求标清楚每一个端口以及内部信号。(串入/串出移
13、位寄存器)4.2、用VHDL语言设计一个能够实现任意整数进制的计数器。LIBRARY IEEE;USE _LOGIC_;-*ENTITY FREQDV_N IS GENERIC(N:INTEGER:=6); PORT( CLK :IN STD_LOGIC; CLK_DIV : OUT STD_LOGIC );END;ARCHITECTURE A OF FREQDV_N IS SIGNAL CNT : INTEGER RANGE 0 TO N;BEGIN PROCESS(CLK) BEGIN IF RISING_EDGE(CLK) THEN IF CNT=0 THEN CNT=N-1; CLK_
14、DIV=1; ELSE CLK_DIV=0; CNT=CNT-1; END IF; END IF; END PROCESS;END A;5.1、设计一个序列信号发生器,要求能够循环输出序列“”。LIBRARY IEEE;USE _LOGIC_;USE _LOGIC_;ENTITY RS_1 ISPORT( CP,S,R : IN STD_LOGIC; Q,NQ : OUT STD_LOGIC );END;ARCHITECTURE A OF RS_1 ISSIGNAL S1,R1,Q1,NQ1:STD_LOGIC;BEGIN S1=S NAND CP; R1=R NAND CP; Q1=S1 N
15、AND NQ1; NQ1=R1 NAND Q1; Q=Q1; NQ=NQ1;END A;5.2、设计一个带复位端、置位端、CP下降沿触发的JK触发器。LIBRARY IEEE;USE _LOGIC_;USE _LOGIC_;ENTITY JKFF ISPORT( J,K,RST,CLR : IN BIT; CLK : IN BIT; Q,NQ : OUT BIT );END;ARCHITECTURE A OF JKFF ISSIGNAL Q_S,NQ_S : BIT;BEGIN PROCESS(J,K,RST,CLR,CLK) BEGIN IF RST=1 THEN Q_S=1; NQ_S=0
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