双向移位寄存器实验指导书
12页1、长安大学 电子与控制工程学院 电子科学与技术系 实验六实验六 双向移位寄存器双向移位寄存器 一、实验目的: 设计一个双向移位寄存器,理解移位寄存器的工作原理,掌握串入并出端 口控制的描述方法。 二、实验条件: 1. 安装 WindowsXP 系统的 PC 机; 2. 安装 QuartusII6.0 EDA 软件; 3. GW48 型 SOPC 开发平台; 三、实验要求: 通过 VHDL 编程,实现双向移位寄存器,要求有 1 个方向控制端、1 个时钟 脉冲输入、1 个异步清零端、1 个数据输入端以及 8 位的并行数据输出端,具体 接口说明如下图所示。 clk din clr dir dout70 d_reg inst clk:移位寄存器时钟脉冲输入,上升沿有效; din:串行数据输入端; clr:异步清零信号,高电平有效; dir:方向控制端,要求低电平左移,高电平右移; dout70:8 位数据并行输出端; 首先在 QuartusII 上进行功能和时序仿真,之后通过器件及其端口配置下载 程序到 SOPC 开发平台中。在硬件实现中,要求: 1. 用实验平台的按键实现时钟控制(clk)、方
2、向控制(dir)、清零(clr)以及数据输入 (din): 注:本实验采用模式 7 的输入方式,如下表:(模式 7 的 I/O 设置见附录) 端口名 按键名 功能 clk 键 7 时钟控制 din 键 8 数据输入 clr 键 1 异步清零 dir 键 5 方向控制 clr clk din dir 制作人:程鸿亮 - 1 - 长安大学 电子与控制工程学院 电子科学与技术系 2. 用实验平台的 LED 发光阵列的 LED1LED8 显示并行数据的输出。 dout7 dout6 dout5 dout4 dout3 dout2 dout1 dout0 四、实验步骤: 1. 打开 QuartusII 软件,建立一个新的工程: 1) 单击菜单 FileNew Project Wizard 2) 输入工程的路径、工程名以及顶层实体名。 3) 单击 Next按钮,出现以下窗口 由于我们建立的是一个空的项目,所以没有包含已有文件,单击 Next继续。 4) 设置我们的器件信息: 制作人:程鸿亮 - 2 - 长安大学 电子与控制工程学院 电子科学与技术系 5) 单击 Next,指定第三方工具: 这里我们
3、不指定第三方 EDA 工具,单击 Next后结束工程建立。 2. 建立 VHDL 文件: 制作人:程鸿亮 - 3 - 长安大学 电子与控制工程学院 电子科学与技术系 1) 单击 FileNew 菜单项,选择弹出窗口中的 VHDL File 项,单击 OK 按钮以建 立打开空的 VHDL 文件,注意此文件并没有在硬盘中保存。 2) 在编辑窗口中输入 VHDL 源文件并保存,注意实体名、文件名必须和建立工 程时所设定的顶层实体名相同。(参考程序附后) 3) 编译工程 单击 ProcessingStart Compilation 开始编译,编译过程中可能会显示若干出 错消息,参考提示原因对程序进行修改直到编译完全成功为止。 3. 建立矢量波形文件 1) 单击 FileNew 命令,在弹出的对话框中选择 Other Files 页面中的 Vector Waveform File 项,打开矢量波形文件编辑窗口: 2) 双击窗口左边空白区域,打开 Insert Node or Bus 对话框: 制作人:程鸿亮 - 4 - 长安大学 电子与控制工程学院 电子科学与技术系 3) 单击 Node Fin
4、der按钮,打开以下对话框,选择 Filter 下拉列表中的 Pins: all,并点击 List 按键以列出所有的端口,通过按钮把这些端口加入到右面的 窗口中,单击 OK 完成端口的添加。 4) 回到波形编辑窗口,对所有输入端口设置输入波形,具体可以通过左边的工 具栏,或通过对信号单击鼠标右键的弹出式菜单中完成操作,最后保存次波形文 件。 4. 进行功能仿真 1) 单击 AssignmentsSettings,在弹出对话框中做以下设置: 制作人:程鸿亮 - 5 - 长安大学 电子与控制工程学院 电子科学与技术系 如图所示,Simulation mode 设置为 Functional,即功能仿真。指定仿真波形文件 后单击 OK 完成设置。 2) 单击 ProcessingGenerate Functional Simulation Netlist 以获得功能仿真网络表。 3) 单击 ProcessingStart Simulation 进入仿真页面: 注:此仿真中不包含延迟信息。根据仿真结果可以修改程序以期达到实验要求。 5. 进行时序仿真 如果功能仿真无误,可进入时序仿真,时序仿真是
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