三态门、OC门的设计与仿真实验报告

三态门的设计与仿真实验报告

一、实验内容

1、用逻辑图和VHDL语言设计三态门，三态门的使能端对低电平有效。

2、应用MaxplusII软件对三态门和OC门进行编译、仿真和模拟。

3、在“MaxplusII软件的基本操作”实验的基础上，能更加熟练的掌握应用MaxplusII软件，从而更形象更深层次的理解三态门和OC门。

二、实验平台及实验方法

用VHDL语言编写三态门和OC门的程序，运用Maxplus软件进行仿真，再结合FPGA（即对实验箱的芯片进行编译）进行验证。

也可以用原理图进行文本设计，波形设计。

逻辑符号图：

真值表：

EN A OUT

0 0 HI-Z

0 1 HI-Z

1 0 0

1 1 0

电路图：

三、实验过程

1．启动MaxplusII软件；

2．新建一个文本编辑文件，输入三态门的VHDL语言；

3．编译。点击file→save as,保存文件名为tri-s名称，扩展名为vhd，选择芯片类型为EPF10K20TI144-4，保存并进行编译，若编译结果出现0 error，0 warnings则说明编译通过。

4．仿真波形。点Max+plus II→Waveform editor,出现波形图的设置界面，然后点Node→Enter Nodes from SNF→list,将输入输出端添加到界面，并设置其周期和输入波形，保存后，点Max+plus II→Simulator，即可仿真出输出的波形。

5．设计芯片。点Max+plus II→Floorplan editor，将Unassigned Nodes & 栏中，电路的输入输出节点标号直接用鼠标“拖到” 想分配的引脚上(enabel:88,datain:89,dataout:12),点

Max+plus II→programmer→configuer,然后就可以操作试验箱，观察三态门的工作情况。

四、实验结果

实验步骤：

1、用VHDL语言来编写程序

LIBRARY IEEE;

USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;

ENTITY tri_s IS

PORT(

enable,datain:IN STD_LOGIC;

dataout:OUT STD_LOGIC

);

END tri_s;

ARCHITECTURE bhv OF tri_s IS

BEGIN

PROCESS (enable,datain)

BEGIN

IF enable='1' THEN dataout<=datain;

ELSE dataout<='Z';

END IF;

END PROCESS;

END bhv;

2、将上述程序保存为文件名为tri_s.vhd的文件，点击Maxplus里的compiler进行编译，出现如下图，编译成功。

3、先点类似烟囱的标志，再重新编译一次，出现0 errors，0 warnings后点击Maxplus里的waveform Editor，设置节点Node里的Enter Nodes from SNF,然后建立输入输出端enabel、datain、dataout，画波形图，（在options里取消snap to grid就可以自己随意画波形图，周期可由自己设定）。画好波形图后，再点Maxplus里的simulator，就出现如下波形图。

4、点击类似烟囱标志，再重新编译一次，要出现0 errors，0 warnings；再点Maxplus里的Timing Analyzer，出现下图，这是对电路的延时分析。

5、点击类似烟囱标志，再重新编译一次，要出现0 errors，0 warnings；再点Maxplus里的waveform Editor，然后再点Assign里的device选择芯片EPF10K 20TC144—3，然后出现如下图，再根据实验箱上的输入输出端选择enabel为88，datain为89，dataout为12来模拟。再点Maxplus里的programmer，出现

congratulation，就可以在实验箱上进行三态门的模拟。

五、实验结论及总结

这是我们第二次上机做逻辑设计的实验，相较于第一次实验，这次三态门的实验操作过程相对容易一些，因为通过上一个实验的实际操作，我们对MaxplusII软件的操作有了初步的了解和熟悉。

我觉得上机进行数字设计的实验有助于加深我们对逻辑门（与或非）的理解，提升我们电路分析的能力，增强了我们对真值表的判

断，形象化了本身抽象的逻辑设计课程，增加了课程学习的趣味性，调动了同学们的学习热情，通过这次实验，让我了解到数字设计的奥妙和神奇，浅尝但不辄止，在数字设计这条学习的道路上，我们一直在前进，虽然现在的我们看到的只是冰山一角，但是随着学习的逐步深入，我相信我们会取得进步。

在实验过程中，我觉得一定要注重细节，否则，实验不能出现预期结果。

细节1：文件保存时一定要与实体名相同。

细节2：编译之前要选好芯片。

细节3：在仿真波形图之前一定要保存并重新进行编译。

细节4：在programmer之前要再一次进行编译，否则出现的是上一个结果。

细节5：布局布线一定要与实验箱结合考虑，重新定义引脚时，必须要重新编译。