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初識FPGA: 用FPGA進行簡單74138、74161電路設計

一、用2片3-8 譯碼器拼接成4-16 譯碼器

1、3-8譯碼器功能表       

2、實現原理圖

 

採用兩個3-8譯碼器上片為高八位,下片低八位。輸入為INA、INB、INC、IND(由低到高位),EN=0。IND=0時,下片工作;IND=1時,上片工作;

3、模擬波形圖

通過上述的模擬波形可以看到, 該流程中的模擬, 可以看到組合邏輯延遲造成的競爭與冒險。

二、用161計數器晶片設計M=12的計數器

1、161計數器功能表  

2、實現原理圖

輸入為IN=0,EN=1。上電後,在CLK訊號下,從0(0000)順序計數到11(1011)時LDN腳變為0,計數又從0開始。在計數值為11的CLK週期,溢位訊號OV輸出一個高電平,其他週期OV訊號輸出0。

3、模擬波形圖

三、用161計數器晶片設計M=20的計數器

1、實現原理圖

本設計使用了兩塊161計數器同步級聯,輸入為IN=0,EN=1。當上片計數到15(00001111)時自動從0(00000000)開始從新計數,並在RCO輸出高電平啟動下片計數1次。上片計數到3(00000011)時,此時LDN=0,總共計數20次。在計數值為19的CLK週期,溢位訊號OV輸出一個高電平,其他週期OV訊號輸出0。

2、模擬波形圖

 

通過以上實驗,可以看到,使用FPGA晶片,可以把小規模數字邏輯時代的各種數位電路移植到FPGA晶片中, 並且這種設計方式, 相對製作電路實物再除錯的方式, 更加有效率。編者水平有限,如有錯誤敬請廣大讀者指正。