VHDL 设计七人表决器

《FPGA系统设计与开发》课程设计报告题目：七人表决器专业：电子信息工程专业学号：1340820410姓名：杨彪指导老师：聂小燕一、实验目的1、熟悉VHDL的编程。2、熟悉七人表决器的工作原理。3、进一步了解实验系统的硬件结构。二、实验原理所谓表决器就是对于一个行为，由多个人投票，如果同意的票数过半，就认为此行为可行；否则如果否决的票数过半，则认为此行为无效。七人表决器顾名思义就是由七个人来投票，当同意的票数大于或者等于4时，则认为同意；反之，当否决的票数大于或者等于4时，则认为不同意。实验中用7个拨动开关来表示七个人，分别用7个LED等来反应每个人的决定，当对应的拨动开关输入为‘1’时，表示此人同意，LED灯点亮；否则若拨动开关输入为‘0’，则表示此人反对，LED灯不亮。表决的结果也用一个LED表示，若表决的结果为同意，则LED被点亮；否则，如果表决的结果为反对，则LED不会被点亮。同时，数码管上显示通过的票数。三、实验内容本实验就是利用实验系统中的拨动开关模块和LED模块以及数码管模块来实现一个简单的七人表决器的功能。拨动开关模块中的K1～K7表示七个人，当拨动开关输入为‘1’时，表示对应的人投同意票，对应的LED灯亮；否则当拨动开关输入为‘0’时，表示对应的人投反对票，对应的LED灯不亮；LED模块中LED1表示七人表决的结果，当LED1点亮时，表示此行为通过表决；否则当LED1熄灭时，表示此行为未通过表决。同时通过的票数在数码管上显示出来。四、实验步骤1、打开QUARTUSII软件，新建一个工程。2、建完工程之后，再新建一个VHDLFile，打开VHDL编辑器对话框。3、按照实验原理和自己的想法，在VHDL编辑窗口编写VHDL程序。4、编写完VHDL程序后，保存起来，并建立工程。5、对自己编写的VHDL程序进行编译并仿真，对程序的错误进行修改。6、编译仿真无误后，依照拨动开关、LED、数码管与FPGA的管脚连接表或参照附录进行管脚分配。表1是示例程序的管脚分配表。分配完成后，再进行全编译一次，以使管脚分配生效。7、下载程序到试验箱验证实验的正确性，观察现象，对错误的地方进行改正。表1程序的管脚分配表端口名使用模块信号对应FPGA管脚说明CLK时钟C13CLR复位P25低电平有效K1拨动开关K1H8七位投票人的表决器K2拨动开关K2J8K3拨动开关K3J9K4拨动开关K4A4K5拨动开关K5B4K6拨动开关K6A5K7拨动开关K7B5ResultLED模块LED1G13表决结果亮为通过LED0LED模块LED2G15每个人投票的结果LED1LED模块LED3G14LED2LED模块LED4H12LED3LED模块LED5H11LED4LED模块LED6J10LED5LED模块LED7L9LED6LED模块LED8H10LEDAG0数码管模块A段F13表决通过的票数LEDAG1数码管模块B段F14LEDAG2数码管模块C段F15LEDAG3数码管模块D段E15LEDAG4数码管模块E段F16LEDAG5数码管模块F段F17LEDAG6数码管模块G段E18五、七人表决器VHDL程序LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITYBJQISPORT(CLK,CLR:INSTD_LOGIC;----CLK为系统时钟，CLR为复位按K:INSTD_LOGIC_VECTOR(6DOWNTO0);----拨动开关输入表决Result:OUTSTD_LOGIC;----显示表决是否通过LEDAG,LED:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(6DOWNTO0));----LEDAG为七段数码管，用来显示同意的人数；LED为七个指示灯，用来指示投票人的个人投票结果。ENDENTITYBJQ;ARCHITECTUREoneOFBJQISBEGINPROCESS(K)VARIABLEshu:INTEGER;----定义变量shu来统计同意的个数BEGINIF(CLR='1')THEN----不复位，即正常工作LED=K;----将指示灯和投票人对应，即记名投票shu:=0;IFCLK'EVENTANDCLK='1'THENIFK(0)='1'THENshu:=shu+1;ENDIF;IFK(1)='1'THENshu:=shu+1;ENDIF;IFK(2)='1'THENshu:=shu+1;ENDIF;IFK(3)='1'THENshu:=shu+1;ENDIF;IFK(4)='1'THENshu:=shu+1;ENDIF;IFK(5)='1'THENshu:=shu+1;ENDIF;IFK(6)='1'THENshu:=shu+1;ENDIF;CASEshuiS----指示灯显示投票结果，数码管显示同意人数WHEN0=Result='0';LEDAG=0111111;LED=K;WHEN1=Result='0';LEDAG=0000110;LED=K;WHEN2=Result='0';LEDAG=1011011;LED=K;WHEN3=Result='0';LEDAG=1001111;LED=K;WHEN4=Result='1';LEDAG=1100110;LED=K;WHEN5=Result='1';LEDAG=1101101;LED=K;WHEN6=Result='1';LEDAG=1111101;LED=K;WHEN7=Result='1';LEDAG=0100111;LED=K;WHENothers=Result='0';LEDAG=0000000;LED=K;ENDCASE;ENDIF;ELSE-----启动复位功能，同时复位指示灯和数码管Result='0';LEDAG=0111111;LED=0000000;ENDIF;ENDPROCESS;ENDARCHITECTUREone;六、对VHDL程序进行编译仿真的图形七、管脚分配表八、实验结果与现象当设计文件加载到试验箱后，拨动实验系统中的拨动开关模块的K0-K7七位拨动开关，如果拨动开关的值为“1”即拨动开关的开关置于上端，表示此人通过表决，对应的LED（LED2到LED8显示每个人投票的结果）等被点亮，反之不然。当LED被点亮的个数大于或等于四时LED模块的LED1被点亮，否则LED1不被点亮。同时数码管上显示通过表决的人数。