基于MAX+ PLUS 的十进制计数器的设计

摘 要： MAX+ PLUS Ⅱ 软件是一种易学易用的设计开发环境， 它在数字电路设计中的应用越来越广泛。基于此， 首先介绍了MAX + PLUS Ⅱ 软件常用的设计输入方法; 其次设计了十进制计数电路， 并用MAX + PLUS Ⅱ软件对电路进行了仿真; 最后将该电路图下载到实验箱验证了其功能的正确性。
   　　0 引言
   　　MAX+ PLUS Ⅱ 开发系统是易学易用的完全集成化的设计开发环境。目前已发行10. 0 版本。该软件与LATTICE公司的iSPEXPERT及XILINX的FOUNDATION 相比具有使用简单，操作灵活，支持的器件多，设计输入方法灵活多变等特点。常用的设计输入方法如下:
   　　( 1) 图形设计输入: MAX + PLUS Ⅱ 的图形设计输入较其他软件更容易使用， 因为MAX+ PLUS Ⅱ 提供丰富的库单元供设计者调用， 尤其是在MAX+ PLUS Ⅱ 里提供的m f库几乎包含了所有的74系列的器件， 在pr im 库里提供了数字电路中所有的分离器件。因此只要具有数字电路的知识， 几乎不需要过多的学习就可以利用MAX + PLUS Ⅱ 进行CPLD /FPGA 的设计。
   　　( 2) 文本编辑输入: MAX + PLUS Ⅱ 的文本输入和编译系统支持AHDL语言、VHDL语言、VER ILOG语言三种输入方式。
   　　( 3) 波形输入方式: 如果知道输入、输出波形， 也可以采用波形输入方式。
   　　( 4) 混合输入方式: MAX+ PLUS Ⅱ 设计开发环境， 支持图形设计输入、文本编辑输入、波形编辑输入的混合编辑。
   　　1 十进制计数器的设计
   　　十进制计数电路结构如图1所示。主要由消抖电路、BCD码计数器和七段译码器构成， 各部分电路介绍如下:
   
   图1 十进制计数电路结构。
   　　1. 1 开关防颤动电路
   　　按钮从最初按下到接触稳定要经过数毫秒的颤动， 键松开也有同样问题， 如图2所示。键入时间ta 因人而异， 一般开关ta< 100 m s。设置开关防颤动电路目的: 按键一次， 输出一个脉冲。即将开关的实际输出作为开关防颤动电路的输入， 而开关防颤动电路的输出为图2所示的理想输出。
   
   图2 按钮开关的颤动。
   　　1. 2 BCD码计数器
   　　本设计采用的BCD码计数电路由74160构成， 74160是十进制同步计数器( 异步清除)， 在其功能表中， 当LDN、ENT、ENP、CLRN四个输入端都接高电平时， 对CLK 输入脉冲上升沿进行计数， 由QAQD输出8421码。
   　　1. 3 七段译码器电路
   　　本设计采用的七段译码器电路由7447和外部共阴极数码管构成， 7447七段译码器将BCD8421码译成数码管所需的七段数显码。
   　　综上所述， 所设计的十进制计数器电路如图3所示。
   
   图3 十进制脉冲计数器。
   　　2 十进制计数器的仿真
   　　打开PC 机界面MAX + PLUS Ⅱ 软件， 输入图3 的电路；选菜单F ile \ Pro ject \ Se t Pro ject to Curren t File， 然后选菜单MAX + p lus \ com plier编辑当前图形文件; 对图3进行仿真， 仿真结果如图4 所示。由图4 知: 所设计的电路( 图3) 符合十进制计数器的逻辑要求。
   
   图4 仿真结果。
   　　用Byte Blaster 下载缆线联结PC 机并口和实验箱J1( JTAG)， 打开实验箱电源开关。选择菜单项MAX + PLUS II \Programmer， 单击Program 按钮， 即开始下载程序。打开实验箱电源开关， 连续按K52键， 数码管LED1将从0按顺序变到9， 符合十进制计数器的逻辑要求。
   　　3 结束语
   　　MAX+ PLUS Ⅱ 是电子设计领域的一场革命， 它的应用越来越广泛， MAX+ PLUS Ⅱ 在实验教学的应用， 不仅是提高设计效率的需要， 更重要的是培养适应创新、创业人才的需要， 以适应电子工业的竟争与发展。