基于VHDL语言的多人表决器的设计

基于VHDL语言的多人表决器设计

实验原理

用七个开关作为表决器的7个输入变量，输入变量为逻辑“1”时表示表决者“赞同”；输入变量为逻辑“0”时，表示表决者“不赞同”。输出逻辑“1”时，表示表决“通过”；输出逻辑“0”时，表示表决“不通过”。当表决器的七个输入变量中有4个以上（含4个）为“1”时，则表决器输出为“1”；否则为“0”。

七人表决器设计方案很多，比如用多个全加器采用组合电路实现。用VHDL语言设计七人表决器时，也有多种选择。我们可以用结构描述的方式用多个全加器来实现电路，也可以用行为描述。采用行为描述时，可用一变量来表示选举通过的总人数。当选举人大于或等于4时为通过，绿灯亮；反之不通过时，黄灯亮。描述时，只须检查每一个输入的状态（通过为“1”，不通过为“0”），并将这些状态值相加，判断状态值和即可选择输出。

设计思路：

本设计采用多个全加器实现组合电路，用七个开关作为表决器的七个输入变量，逻辑“1”时表示“赞同”，逻辑“0”时表示“不赞同”，用发光二极管作为输出指令，输出逻辑“1”表示“通过”；输出逻辑“0”时表示“不通过”。当表决器的七个输入变量中的4个以上(包含4个)为“1”时，则表决器输出为“1” ，绿灯亮；否则为“0”绿灯不亮。

软件说明：ModelSimSetup-13.1.0.162，QuartusSetup-13.1.0.162。

建立工程：

第一步：打开Quartus软件。

第二步：点击New Project Wizard -> next.

第三步：选择工程文件的存放位置，输入工程名 -> next -> next。

第四步：在family栏选择芯片型号-Cyclone IV E，在Name栏选择EP4CE115F29C7，选择完之后点击next。(如果不进行硬件调试时，此处默认即可)

第五步：检查工程有没有建错，点击完成。如下图：

程序设计：

表决器顶层文件设计：

library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
entity bjq is
port( a:in std_logic_vector(6 downto 0); --7个人num:buffer integer range 0 to 7; --表决通过人数
co:out std_logic); --是否通过信号
end bjq;
architecture art of bjq isBeginprocess(a)variable b:integer range 0 to 7; --定义变量b
beginb:=0;for n in 0 to 6 loopif a(n)='1' then      b:=b+1; --统计通过人数end if;end loop;num<=b;if(b>=4)then co<='1';else co<='0';end if;
end process;
end art;

文件仿真(这里采用modelsim仿真波形)：

选择File-> New -> Verification/Debugging Files ->University Program VWF。

2.打开测试文件。(右键点击添加端口，对输入信号初始化，赋值。)

3.仿真结果：

逻辑电路图：

显示编译成功后，选择菜单栏 Tools –>Netlist Viewers –>RTL Viewer 显示逻辑电路图