1 实验四 实验四 综合设计综合设计 一、实验目的一、实验目的 1、熟练掌握流水灯电路的控制原理和实现方法； 2、熟练掌握数码管静态显示的原理和控制方法； 3、熟练掌握按键消抖的原理和实现方法。 二、实验设备二、实验设备 计算机、Quartus软件、实验箱。 三、实验内容三、实验内容 1、采用 VHDL 语言完成一个键控流水灯显示电路的设计； 2、流水灯设置两种显示模式： （1）当按下键 1 时，8 个 LED 灯向向右右依次循环显 依次循环显 示示，数码管同时显示 1，表示第一种显示模式； （2）当按下键 2 时，8 个 LED 灯先依次向向左隔一个显示左隔一个显示，显示结束后再向右依次向右依次隔一个显示，之后交替往 隔一个显示，之后交替往 复显示。复显示。数码管同时显示 2，表示第二种显示模式； 3、每种显示模式有手动和自动手动和自动两种控制模式两种控制模式，由按键进行模式切换；手动模式 下，两种花型依次循环依次循环显示；自动模式下，由按键选择某种显示模式单独循 环显示。 4、流水灯电路可以键控开始和停止。 四、实验步骤 四、实验步骤 注意注意：详细步骤根据具体实验过程独立完成。：详细步骤根据具体实验过程独立完成。 1 2 3 4 5 6 7 8 16 15 14 13 12 11 10 9 S1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 RP5 3.3V 1 2 3 4 5 6 7 8 J1 s1 s2 s3 s4 s5 s6 s7 s8 图 1 开关量输入输出模块 S1S8 是带自锁的单刀单执拨码开关，在开关未拨动时是低电平，拨动时 J1 为高电平并保持高电平不变，只有回拨开关时 J1 才恢复低电平输入。2 BUTTON5 BUTTON6 BUTTON7 BUTTON8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 RP513 1 2 3 4 5 6 7 8 JP6 BUTTON1 BUTTON2 BUTTON3 BUTTON4 BUTTON1 BUTTON2 BUTTON3 BUTTON4 3.3V BUTTON5 BUTTON6 BUTTON7 BUTTON8 图 2 按键模块 此模块共有 8 个按键，BUTTON1BUTTON8 是轻触按键；在按键未按下 时 JP6 为高电平输入，按键按下后 JP6 对 FPGA 输入低电平，松开按键后恢复高 电平输入。 LED0 LED1 LED2 LED3 LED4 LED5 LED6 LED7 3.3V 1 2 3 4 5 6 7 8 JP5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 RP17 图 3 LED 灯指示模块 该模块有 8 个 LED 指示灯， 在使用时候只需要用排线连接 JP5 和 FPGA 连 接，FPGA 输出低电平时指示灯亮。 五、实验总结五、实验总结 注：包括对软件操作方法、实验设计方法或思路等的总结总结和体会体会两部分。 六、实验结果和分析六、实验结果和分析 实验结果包括两部分内容： 1、程序清单 2、截图及结果分析 注意注意：截图应注明名称：截图应注明名称，如“模式 1 仿真波形”、“ 流水灯顶层图”等。 本实验截图共有 2 个个： （1）模式 1 仿真波形； （2）流水灯顶层图；3 问题回答（问题回答（本部分内容写在预习报告中本部分内容写在预习报告中） 1、简述按键消抖的原理。 2、简述 VHDL 语言的特点。 实验报告要求说明实验报告要求说明 1、实验报告用纸要求、实验报告用纸要求 手写部分应统一采用学校预习和正式实验报告专用纸。 2、报告内容及书写要求、报告内容及书写要求 预习报告：包括实验目的、实验设备、实验内容、 （预习）实验程序、问题 回答 5 部分内容。 正式报告：实验步骤、实验总结、实验结果和分析 3 部分内容。 打印截图：各种截图在 A4 纸上居中居中排放；每个截图下方居中位置用“宋体， 宋体， 小四小四”字注明截图序号和名称。字注明截图序号和名称。 3、排放顺序和装订要求、排放顺序和装订要求 排放顺序：实验报告按（1）预习报告、 （2）正式报告、 （3）打印截图的顺 序自上而下的整齐排放。 装订要求：在本次实验整份报告（预习、正式报告、截图）的左上角左上角用 1 到 2 枚订书钉整齐装订。 4、 （1）同组人员实验报告中的实验步骤、实验总结、预习程序、仿真结果分析、 问题回答等部分的内容独立完成，不得互相抄袭，否则判雷同，本次实 本次实 验按验按 0 分计算。分计算。 （2）对于字迹潦草、报告内容不符合要求、装订混乱、报告雷同等情况的实验 报告一律退回，本次实验按本次实验按 0 分计算。分计算。