初识FPGA: 用FPGA进行简单74138、74161电路设计

一、用2片3-8 译码器拼接成4-16 译码器

1、3-8译码器功能表       

2、实现原理图

采用两个3-8译码器上片为高八位,下片低八位。输入为INA、INB、INC、IND(由低到高位),EN=0。IND=0时,下片工作;IND=1时,上片工作;

3、仿真波形图

通过上述的仿真波形可以看到, 该流程中的仿真, 可以看到组合逻辑延迟造成的竞争与冒险。

二、用161计数器芯片设计M=12的计数器

1、161计数器功能表  

2、实现原理图

输入为IN=0,EN=1。上电后,在CLK信号下,从0(0000)顺序计数到11(1011)时LDN脚变为0,计数又从0开始。在计数值为11的CLK周期,溢出信号OV输出一个高电平,其他周期OV信号输出0。

3、仿真波形图

三、用161计数器芯片设计M=20的计数器

1、实现原理图

本设计使用了两块161计数器同步级联,输入为IN=0,EN=1。当上片计数到15(00001111)时自动从0(00000000)开始从新计数,并在RCO输出高电平启动下片计数1次。上片计数到3(00000011)时,此时LDN=0,总共计数20次。在计数值为19的CLK周期,溢出信号OV输出一个高电平,其他周期OV信号输出0。

2、仿真波形图

通过以上实验,可以看到,使用FPGA芯片,可以把小规模数字逻辑时代的各种数字电路移植到FPGA芯片中, 并且这种设计方式, 相对制作电路实物再调试的方式, 更加有效率。编者水平有限,如有错误敬请广大读者指正。

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