七人表决器设计与实现——VHDL

"该资源是关于使用VHDL设计七人表决器的项目，目标是创建一个能够处理七个人投票的系统，具有显示通过或未通过决议、选择匿名或记名投票以及显示投票人数等功能。设计中采用了Altera的CycloneII FPGA，具体型号为EP2C35F672C6N，并使用QuartusII 8.0作为开发工具。硬件系统包括6个拨动开关作为表决输入，6个LED显示个人投票结果，1个七段数码管显示整体结果，以及2个拨动开关控制记名和显示投票人数。" 在VHDL编程中，设计这个七人表决器主要涉及以下几个关键知识点： 1. **VHDL语言基础**：VHDL是一种硬件描述语言，用于描述数字系统的结构和行为。在本设计中，它用来定义表决器的实体（entity）和结构（architecture），实现逻辑功能。 2. **数字逻辑设计**：表决器的核心逻辑包括对输入信号的处理，例如，计数器用于统计同意和不同意的票数，比较器判断是否超过半数同意，以及译码器决定显示P（通过）还是E（未通过）。 3. **FPGA基础**：FPGA（Field-Programmable Gate Array）是可编程逻辑器件，可以配置为用户所需的任何逻辑电路。Altera的CycloneII系列FPGA提供足够的逻辑资源来实现表决器的设计。 4. **Quartus II工具**：这是一个由Altera提供的综合、仿真和编程工具，用于开发和测试VHDL设计。在本项目中，Quartus II 8.0被用来编译、仿真和下载代码到FPGA。 5. **输入/输出接口**：设计中包含多个输入和输出，如拨动开关（用于表决输入）、LED（显示个人投票状态和记名结果）和七段数码管（显示总体结果和人数）。这些接口需要在VHDL代码中明确声明并适当地连接到FPGA的IO引脚。 6. **控制逻辑**：两个拨动开关（set和set1）用于控制记名投票和显示投票人数。这些控制信号（sel和sel1）在代码中通过逻辑门或组合逻辑电路产生，以决定显示和指示灯的状态。 7. **状态机设计**：为了处理不同投票模式（记名/匿名，显示/不显示人数）的切换，可能需要设计一个简单的状态机。状态机根据当前输入（set和set1）改变状态，并根据状态决定输出（sel, sel1, xout0, xout1, xout2）。 8. **译码器**：译码器是将二进制编码转换为特定输出的逻辑单元。在本设计中，译码器用于驱动数码管显示结果（P或E）以及投票人数（xout0和xout1）。 9. **硬件描述和逻辑综合**：VHDL代码描述了表决器的逻辑功能，而Quartus II会将这些描述转化为具体的门级逻辑，生成适合FPGA的配置文件，然后下载到硬件中执行。 10. **测试和验证**：设计完成后，需要通过软件仿真验证其功能正确性，确保在实际应用中能够满足设计要求。这通常包括编写测试向量和观察输出结果。 七人表决器的设计涵盖了VHDL语言、FPGA设计流程、数字逻辑设计和控制逻辑等多个方面的知识，是学习数字系统设计和硬件描述语言的一个典型实例。