通過(guò)實(shí)例,走近PLD - 全文

　　電子發(fā)燒友網(wǎng)：PLD設(shè)計(jì)，相信對(duì)很多人而言都不陌生。當(dāng)然也有對(duì)它不是那么了解的人，那么即使你沒(méi)有深入接觸過(guò)PLD，我們也可以讓你可以在短短的幾十分鐘內(nèi)初步學(xué)會(huì)PLD設(shè)計(jì)! 通過(guò)對(duì)本文的學(xué)習(xí)，你將迅速走進(jìn)PLD世界。不信嗎? 那我們就慢慢往下看。本文主要通過(guò)分別采用VHDL、Verilog-HDL和原理圖輸入方式設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的三人表決器，并下載到PLD實(shí)驗(yàn)板進(jìn)行仿真、運(yùn)行。

　　三人表決器的主要功能介紹：三個(gè)人分別撥動(dòng)開關(guān)SW1、SW2、SW3來(lái)表達(dá)自己的觀點(diǎn)(如果對(duì)某決議同意，各人就把自己的指撥開關(guān)撥到高電平(上方)，不同意就把自己的指撥開關(guān)撥到低電平(下方))。表決結(jié)果用LED(高電平亮)顯示，如果決議通過(guò)那么實(shí)驗(yàn)板上L2(黃燈)亮;如果不通過(guò)那么實(shí)驗(yàn)板上L1(紅燈)亮;如果對(duì)某個(gè)決議有任意二到三人同意，那么此決議通過(guò)，L2亮;如果對(duì)某個(gè)決議只有一個(gè)人或沒(méi)人同意，那么此決議不通過(guò)，L1亮。功能雖然簡(jiǎn)單，但是大家可以從這個(gè)實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí)到PLD的設(shè)計(jì)輸入，仿真，下載等一系列完整的過(guò)程。

　　本次設(shè)計(jì)采用的軟件：Max plusII 10.2 軟件;硬件設(shè)施：PC機(jī)一臺(tái)，JX002B型實(shí)驗(yàn)板，電源，下載電纜。

　　軟硬件均準(zhǔn)備好以后，就可以開始我們的設(shè)計(jì)了。下面是我們的具體實(shí)施過(guò)程：

　　一.采用原理圖設(shè)計(jì)輸入三人表決器

　　我們根據(jù)三人表決器的直值表，可以通過(guò)卡諾圖化簡(jiǎn)可以得到：

　　L2=SW1SW2 SW1SW3 SW2SW3

　　L1=_L2

　　那么我們可以在MAX plusII中用原理圖實(shí)現(xiàn)上面的三人表決器

　　下面僅把和VHDL不同的詳細(xì)寫下，相同或基本相同的就一帶而過(guò)：

　　(1)打開MAX plusII

　　(2)新建一個(gè)圖形文件：File菜單>new

　　新建文件時(shí)選擇Graphic Editor file

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　　點(diǎn)OK

　　(3)輸入設(shè)計(jì)文件

　　我們現(xiàn)在在圖形文件中輸入電路，我們這個(gè)電路需要AND2、OR3、NOT三個(gè)邏輯門電路和輸入輸出端，你可以

　　Symbol ->Enter Symbol(或者雙擊空白處)

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　　彈出窗口：

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　　在Symbol Name中輸入and2，點(diǎn)OK

　　同樣可以加入or3、input、output、not

　　對(duì)input、output，鼠標(biāo)左鍵雙擊PIN_NAME，那么PIN_NAME被選中，并且變黑，然后輸入你要改的名字，如SW1

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　　【關(guān)于“采用原理圖設(shè)計(jì)輸入三人表決器”詳細(xì)部分請(qǐng)參考：PLD設(shè)計(jì)速成(2)-采用原理圖設(shè)計(jì)三人表決器】

　　二.采用VHDL設(shè)計(jì)輸入三人表決器

　　打開MAX plusII,在開始菜單內(nèi)選擇MAX PLUS II 項(xiàng)，開始運(yùn)行MAX PLUS II(如下圖)

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　　你最好把圖標(biāo)放到桌面上，以后直接雙擊MAX PLUS II圖標(biāo)就可以運(yùn)行軟件了

　　在MAX PLUSII上點(diǎn)右鍵，選擇發(fā)送到->桌面快捷方式(如下圖)，那么你桌面上就看到MAX PLUS II了。

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　　3.2 新建VHDL文檔

　　(圖形和verilog-HDL設(shè)計(jì)的過(guò)程見(jiàn)后面的部分)

　　FILE->NEW

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　　【關(guān)于“采用VHDL設(shè)計(jì)輸入三人表決器”詳細(xì)部分請(qǐng)參考：PLD設(shè)計(jì)速成(3)-采用VHDL設(shè)計(jì)輸入三人表決器】

　　三.采用VerilogHDL輸入三人表決器

　　下面僅把和VHDL不同的詳細(xì)寫下，相同或基本相同的就一帶而過(guò)：

　　(1)打開MAX plusII

　　(2)新建

　　新建一個(gè)verilog-HDL文件(Text Editor File類型)

　　(3)輸入設(shè)計(jì)文件

　　其中SW12，SW13，SW23為中間變量

　　module majority_voter(SW1,SW2,SW3,L1,L2);

　　output L1,L2;

　　input SW1,SW2,SW3;

　　and(SW12,SW1,SW2);

　　and(SW13,SW1,SW3);

　　and(SW23,SW2,SW3);

　　or(L2,SW12,SW13,SW23);

　　//SW12、SW23、SW13是中間變量

　　not(L1,L2);

　　endmodule

　　(4)保存文件

　　保存為majority_voter.v，注意Automatic Extension選.v

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　　并把文件設(shè)為當(dāng)前工程(同前)

　　四.波形仿真

　　此過(guò)程主要是用軟件來(lái)仿真你的設(shè)計(jì)，看看結(jié)果是否符合你的設(shè)計(jì)要求

　　編譯好以后，打開波形編輯器，MAX PLUSII->Waveform Editor

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　　載入端口,Node->Enter Nodes from SNF

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　　將彈出下面窗口，你按下面步驟操作：

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　　點(diǎn)List,將出現(xiàn)端口列表，你默認(rèn)是選擇全部，你也可以通過(guò)左鍵和Ctrl組合來(lái)選擇你想要的信號(hào)。

　　點(diǎn)=>將你的信號(hào)加入SNF文件中

　　點(diǎn)OK

　　為了方便觀察，我們把信號(hào)展開

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　　如果需要再次合并可以按住SHIFT鍵，用鼠標(biāo)左鍵選上要合并的信號(hào)，再點(diǎn)右鍵->Enter Group

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　　【關(guān)于“波形仿真”詳細(xì)部分請(qǐng)參考：PLD設(shè)計(jì)速成(5)-波形仿真】

　　五.編譯和布線

　　我們先要指定所用芯片的型號(hào)，

　　菜單：Assign->Device

　　如下圖

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　　將彈出一窗口

　　(注意把show only fastest speed grades前的鉤去掉,否則看不到EPM7128SLC84-15)

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　　在Debice Family 中選擇MAX7000S

　　DEVICE選擇EPM7128SLC84-15

　　再指定芯片的管腳(也就是把你設(shè)計(jì)的IO口如L1，L2指定到芯片對(duì)應(yīng)的管腳上如10，9)

　　Assign->Pin/Location/Chip(也可以在空白處點(diǎn)右鍵，選Assign->Pin/Location/Chip)

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　　將彈出下圖窗口：

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　　【關(guān)于“編譯和布線”詳細(xì)部分請(qǐng)參考：PLD設(shè)計(jì)速成(6)-編譯和布線】

　　六.安裝下載電纜的驅(qū)動(dòng)程序

　　MAX plusII 軟件的驅(qū)動(dòng)設(shè)置

　　在Win98下運(yùn)行MAX plusII可以自動(dòng)檢測(cè)到ByteBlasterMV(ByteBlaster)下載電纜，但在WIN2000、WINXP下無(wú)法自動(dòng)檢測(cè)到它的存在。如何在WIN2000和WINXP平臺(tái)下安裝使用ByteBlasterMV并口下載電纜呢?

　　WIN2000

　　1)在控制面板中選擇“添加/刪除硬件”

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　　2)選擇“添加/排除設(shè)備故障”，下一步

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　　3)選擇“添加新設(shè)備”，下一步

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　　【關(guān)于“安裝下載電纜的驅(qū)動(dòng)程序”詳細(xì)部分請(qǐng)參考：PLD設(shè)計(jì)速成(7)-安裝下載電纜的驅(qū)動(dòng)程序】

　　七.下載驗(yàn)證

　　( 注意：本次實(shí)驗(yàn)采用的JX002B實(shí)驗(yàn)板已經(jīng)將下載電纜的電路都做在了實(shí)驗(yàn)板上，所以只需要一根并口延長(zhǎng)線即可，實(shí)際使用中一般都使用標(biāo)準(zhǔn)的下載電纜(ByteblasterMV、ByteblasterII)和并口相連，下載電纜再和PLD芯片相連)

　　在下載前，還要進(jìn)行以下步驟：

　　A：將JX002B實(shí)驗(yàn)板的電源開關(guān)撥到OFF(上方)

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　　B：將并口下載電纜母端插到JX002B實(shí)驗(yàn)的25針下載口上，并口電纜公端插到電腦的打印口上，參考下面四張圖(不可能插錯(cuò)，否則插不上)

　　并口電纜母端

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　　并口電纜公端

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　　JX002B實(shí)驗(yàn)的25針下載口

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　　【關(guān)于“下載驗(yàn)證”詳細(xì)部分請(qǐng)參考：PLD設(shè)計(jì)速成(8)-下載驗(yàn)證】


??????? 關(guān)于三人表決器的整個(gè)設(shè)計(jì)、仿真及運(yùn)行過(guò)程就到此結(jié)束了。想要了解更多的話，繼續(xù)關(guān)注我們電子發(fā)燒友網(wǎng)，更多精彩內(nèi)容等著你！