Метод.ук.ЛБ_Схемотехника

кнопки мышки и введя обозначение вида XXX[N..0], где XXX – название, а N – разрядность шины (см. рисунок 9).

	lpm_add_sub0
X[1..2]	dataa[1..0]
		A
			result[1..0]
		A+B		OUTPUT	OUT[1..0]
X[2..3]
	datab[1..0]
		B
	inst4

X[1]

INPUT

X[1]

VCC

AND3

X[2]

INPUT

X[2]

OUTPUT

Y

VCC

X[3]

inst

X[3]

INPUT

VCC

Рисунок 9. Шины и соединения

Шина может разветвляться на ветви меньшей разрядности. Для любого такого ответвления необходима надпись формата XXX[M..0]. В частном случае единичной разрядности ответвления используется обычная соединительная линия, которая также подписывается в формате XXX[i].

Показать/скрыть сетку можно щелкнув правой кнопкой мыши по рабочей области и выбрав пункт «Show» → «Show Guidelines».

Перед компиляцией проекта необходимо произвести настройки неиспользуемых ножек (pins) в качестве выходов в третьем состоянии (высокоимпедансном). Для этого необходимо выбрать пункт «Assignments» → «Device», в появившемся окне необходимо нажать кнопку «Device and Pin Options», во вновь появившемся окне необходимо выбрать вкладку «Unused Pins» и в ней в выпадающем списке выбрать «As input tri-stated» (рис. 9А).

21

Рисунок 9А. Настройка неиспользуемых ножек

1.3.3 Компиляция проекта

После того, как создан файл графического описания схемы, можно приступать к настройке параметров компиляции.

Для создания файла прошивки в меню Quartus II нужно включить опцию генерирования rbf-файла при компиляции проекта. Для этого нужно открыть диалоговое окно настроек (Assignments/Device), в котором нажать кнопку

«Device & Pin Options». В

открывшемся окне выбрать вкладку «Programming Files» и отметить галочкой пункт «Raw Binary File (.rbf)» (пример на рисунке 10 приведен для

Quartus II v.9.1).

22

Рисунок 10. Настройки компиляции

Теперь для входов и выходов созданной схемы необходимо назначить конкретные ножки кристалла ПЛИС – в нашем случае ПЛИС учебного стенда SDK-6.1. Для этого используется специальный инструмент Pin Planner. Для его запуска необходимо выбрать пункт «Assignments» → «Pins».

23

Рисунок 11. Назначение выводов ПЛИС в Pin Planner

В колонке Node Name располагаются имена входов и выходов схемы (см. рисунок 11). Для их подключения к выводам ПЛИС следует дважды «щелкнуть» по соответствующему элементу в колонке Location и выбрать вывод, к которому нужно подключить вход (выход) электрической схемы. Можно также просто переместить соответствующее имя (например, X1) на вывод, изображенный на рисунке ПЛИС. После подключения всех выводов следует еще раз скомпилировать проект. В результате требуемая схема примет вид, представленный на рисунке 12.

Рисунок 12. Схема после подключения внешних выводов

После того, как определены все входы и выходы устройства можно приступать к конфигурированию ПЛИС.

1.4 Конфигурирование ПЛИС с использованием интерфейса RS232

Порядок конфигурирования ПЛИС EP1C3 с помощью RS232:

1.Убедитесь, что компьютер выключен. Подключите разъем J7 стенда SDK-6.1 к COM-порту компьютера при помощи интерфейсного кабеля.

2.Подключите питание к SDK-6.1: провод адаптера питания подключается к разъему «+12V» после чего адаптер подключается к сети 220В 50Гц.

3.Переключите стенд в режим загрузки конфигурационных файлов для EP1C3 по последовательному каналу. Для этого:

−Вариант №1: установите на переключателе «PAGE» номер страницы

FLASH-

памяти, в которой находится FLASH-загрузчик (по умолчанию - № = 0) и нажмите

кнопку «RESET»,

−Вариант №2: нажмите кнопку «RESET» при нажатой и удерживаемой

кнопке

«CONTROL». Это приведет к тому, что будет загружен файл из нулевой страницы,

независимо от того, в каком положении находится переключатель «PAGE».

После этого на ЖКИ стенда будет выведено сообщение «SDK6.1 Flash Writer»,

светодиоды «D0»-«D7» будут по очереди зажигаться и гаснуть, а светодиод

24

«CONFIG» будет погашен.

Рисунок 13. Органы управления учебного стенда

4.Скомпилируйте проект, предназначенный для ПЛИС EP1C3, в инструментальной среде Altera Quartus II. В результате успешной компиляции должен быть создан конфигурационный файл с расширением

.rbf

5.Запустите на компьютере программатор sdk61fw.exe для того, чтобы произвести запись конфигурационного файла во FLASH-память стенда. Например, чтобы записать файл file1.rbf в страницу номер 5 через comпорт 1, нужно вызвать программатор со следующими параметрами: sdk61fw write page5 file1.rbf com1

где:

sdk61fw - имя программы,

write – режим записи во FLASH-память,

page5 - номер страницы во FLASH-памяти стенда, file1.rbf – имя записываемого конфигурационного файла, com1 – имя последовательного порта

6.После того, как программатор завершит работу, путем нажатия кнопки «RESET» производится рестарт системы, при этом в ПЛИС EP1C3 будет загружен конфигурационный файл из той страницы FLASH-памяти, номер которой указан на переключателе «PAGE» (в двоичном виде). В случае, когда нажатие кнопки «RESET» производится при нажатой кнопке «CONTROL», независимо от состояния переключателя «PAGE» в ПЛИС будет загружен конфигурационный файл из нулевой страницы.

25

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1.Создайте проект как описано в пункте 1.3.1.

2.Соберите свою схему по аналогии с примером 1.3.2 в методических указаниях.

3.Скомпилируйте проект и загрузите его в SDK-6.1.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

Отчет по лабораторной работе должен содержать следующее:

1)цель работы;

2)постановку задачи;

3)описание прошивки;

4)выводы.

26

Лабораторная работа №4.

«Изучение работы триггеров на макете SDK-6.1»

Цель работы: изучить основные типы триггеров, их структурные схемы и принципы работы.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

По принципу функционирования выделяют:

RS-триггер;

D-триггер;

T-триггер;

JK-триггер.

RS-триггер – устройство с двумя устойчивыми состояниями, имеющее два информационных входа R и S. Воздействие на вход S переводит триггер в единичное состояние, а воздействие на R – в нулевое. Одновременная

подача 1 на оба входа запрещена.			S				T
				&		S		Q
					Q
!R	!S	Q
0	0	----				R
0	1	0
1	0	1		&
1	1	Qn-1	R
D-триггер – принимает информацию по одному входу. На выходе этот же

сигнал появляется с задержкой. Как правило, триггер тактируемый.

D	C	Q		D			&						&
															Q
0	0	Qn-1
1	0	Qn-1		C
0	1	0
1	1	1					&						&

27

T-триггер – изменяет свое состояние на противоположное, когда на вход T приходит действующее значение сигнала.

Т-триггер может быть получен из синхронного RS-триггера и D-триггера.

T	T
S	D
C
R	C

JK-триггер – универсальный триггер с раздельной установкой, по входу J в единицу, по входу К – в нуль. При одновременной подаче сигналов на входы J и K триггер работает как Т-триггер.

J	K	Q
0	0	хранит
0	1	0
1	0	1
1	1	!Q

&			J	TT
J			C
		T
	S
			K
C
&	R
K

По способу записи информации:

Синхронные триггеры (тактируемые) – переход в новое состояние происходит только после подачи специальных тактовых сигналов;

Асинхронные триггеры (не тактируемые) – переход в новое состояние вызывается изменениями информационных входных сигналов.

Триггеры с динамическим управлением воспринимают информационные сигналы при изменении (перепаде) сигнала на входе С от 0 к 1 (прямой динамический С-вход) или от 1 к 0 (инверсный динамический С-вход). Их также называют «триггерами, управляемыми фронтом».

Для получения RS-триггера с динамическим входом достаточно построить схему, показанную на рисунке 1. В данном и последующем случаях используется схема трех триггеров.

D-триггер можно построить, модифицировав RS-триггер, как в случае с триггерами со статическим управлением. Схема такого триггера приведена на рисунке 2.

28

Рисунок 1. Схема RS-триггера с динамическим управлением

Рисунок 2. Схема D-триггера с динамическим управлением

29

Рисунок 3. Схема T-триггера с динамическим управлением на основе RS-триггера

На рисунке 3 представлена схема T-триггера с динамическим управлением на основе RS-триггера. Аналогичным образом строится T-триггер на базе D- триггера.

Рисунок 4. Схема JK-триггера с динамическим управлением, выполненного в базисе ИЛИ-НЕ

30