在电子设计领域，FPGA（Field-Programmable Gate Array）是一种重要的可编程逻辑器件，它允许用户根据需求自定义数字电路。本资料主要涵盖了FPGA数字逻辑电路的设计与分析的基础知识，通过一个典型的一位全加器设计案例，帮助学习者深入理解FPGA的工作原理和设计流程。 全加器是一个基本的数字逻辑单元，它能同时处理两个二进制位的加法以及一个进位输入。在设计全加器时，我们首先从真值表开始，这是一个列出所有可能输入组合及其对应输出的表格。对于一位全加器，输入是两个二进制位A和B，以及一个进位输入Cin，输出是两个二进制位S（sum）和一个进位输出Cout。通过真值表，我们可以确定所需的基本逻辑功能。 接下来，我们将这些逻辑功能转化为门级实现，这通常涉及AND、OR和NOT门等基本逻辑门的组合。例如，一位全加器可以由两个半加器（处理两个二进制位的加法）和一个OR门（处理进位）组成。在硬件电路图中，这些门被表示为图形符号，并通过连线来表示它们之间的连接。 为了验证电路的正确性，我们需要进行功能仿真。在VHDL或Verilog这样的硬件描述语言中，我们可以编写代码来描述全加器的行为。仿真工具如Xilinx的Vivado会根据代码生成电路模型，并模拟不同输入下的输出。仿真波形图显示了随着时间变化的信号状态，这对于检查电路是否按预期工作至关重要。 在完成门级设计后，我们可以转向行为级描述。Verilog是一种常用的行为级语言，它允许我们用更高级别的抽象来描述全加器的逻辑。在这种描述中，我们不再关心具体的门电路，而是关注逻辑功能。全加器的行为级描述通常包括几个赋值语句，用于计算输出S和Cout。 将行为级描述与门级实现进行对比，可以帮助我们理解高层次抽象如何映射到实际硬件。这有助于优化设计，比如减少逻辑资源使用、提高速度或者降低功耗。 提供的文件"FPGA数字逻辑电路分析与设计.pdf"可能包含了详细的设计步骤、理论解释和实例分析。而"vivado_prj"可能是Vivado项目文件，其中包含了设计的源代码、编译结果和仿真设置。"src"目录可能包含Verilog代码和其他辅助文件，供学习者参考和实践。 这个学习资源旨在帮助初学者掌握FPGA数字逻辑电路设计的基本技巧，通过实例教学如何从真值表开始，经过门级设计、仿真验证，到最后的行为级描述，全方位理解FPGA的设计过程。通过实践这些步骤，学习者可以更好地理解和运用Verilog，为未来更复杂的FPGA项目打下坚实基础。

数字逻辑电路与设计课程的实验仿真文件（Multisim） 仿真软件（Multisim 13.0） 适合人群：数字逻辑电路与设计初学者 实验包括： 与门，非门，或门，异或门，同或门； 74LS138逻辑功能测试； JK触发器； 逻辑转换器； 全加器； 三人表决器； 设计1位数值比较电路； 四选一数据选择器； 译码器和与非门组成的三人表决器； 与非门组成或非门F=AB+CD；

利用Proteus进行彩灯控制器的设计与仿真 设计要求 1. 彩灯控制电路要求控制8 个以上的彩灯。 2. 要求彩灯组成两种以上花形, 每种花形连续循环两次, 各种花形轮流交替。

Proteus仿真 1. 通道数8个，每路设置一个抢答按钮, 供抢答者使用。 2. 电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。在主持人将系统复位并发出抢答指 令后,若参赛者按抢答开关, 则该组指示灯亮, 显示电路显示出抢答者的组别, 同时扬声器发出“滴嘟”的双音, 音响持续2～3s。 3. 电路应具备自锁功能, 一旦有人事先抢答, 其他开关不起作用。

包含 ①电路图 ②完整源码(顶层模块, 计数器, 获取温度, 从获得的温度数值中提取要显示的各位数字, 译码并显示) ③答辩题

（1） 时钟功能: 采用数码管显示累计时间，以24小时为周期。 （2） 校时功能: 能快速校准“ 时”、“分”、“ 秒”的功能。 （3） 整时报时功能: 具体要求整点前鸣叫5 次低音( 500 Hz ) , 整点时再鸣叫一次高音(1 000 Hz左右) , 共鸣叫6 响, 两次鸣叫间隔0 .5 s。 （4） 计时准确: 每天计时误差不超过10 s。

基本要求 1) 设计一个有“时”、“分”、“秒”（23h59m59s）十进制显示，“秒”使用发光二极管闪烁显示，同时成为小时与分钟的显示分隔。 2)具有校时电路，对当前时间进行校时。具有校时、校分、校秒功能。 3) 用中小规模集成电路组成电子钟，并在实验箱上进行组装、调试。 4）画出框图和逻辑电路图，写出设计、实验总结报告。 4）选做 a)闹钟系统 b) 整点报时功能。在59分59秒时输出1000Hz信号，音响持续1秒，在1000Hz音响结束时刻为整点。 5）提示： 由石英晶体振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器和校时电路组成，石英晶体振荡器产生的信号经过分频器作为秒脉冲，秒脉冲送入计数器计数，计数结果通过“时”、“分”、“秒”译码器显示时间。

1. 抢答器同时供4名选手或4个代表队比赛，分别用4个按钮0～3表示。 2. 设置一个“系统清除/抢答开始”控制开关ST，该开关由主持人控制。 3. 抢答器具有锁存与显示功能。即主持人按动“抢答开始”键后，一旦有选手按动按钮，即锁存相应的编号，并在七段数码管上显示，同时灯亮提示，且扬声器发出短声响。选手抢答权利平等，抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。 4. 抢答器具有定时抢答功能，当主持人启动"开始"键后，定时器进行倒计时。如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示0。 5. 参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止。 6．增加选手累计分及显示功能。即新增一个“加分”按键和一个“清零”按钮，由主持人控制。在选手回答问题正确时，给该选手加分。新一组选手参赛，所有分数清零。每个选手的累计分数可由一个4位二进制加计数器保存，再由一个七段数码管用十六进制数显示。

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