Đề cương Ôn tập ngôn ngữ mô tả phần cứng - Đại học Công nghiệp Hà Nội

Câu 1. Thiết kế bộ đếm tiến thập phân, kết quả hiển thị LED 7 thanh bằng phương pháp máy trạng thái. Câu 2. Thiết kế bộ đếm lùi thập phân, kết quả hiển thị LED 7 thanh bằng cách sử dụng nhiều process. Câu 3. Thiết kế bộ đếm cho phép chọn đếm tiến hoặc đếm lùi theo mã thập phân, hiển thị trên LED 7 thanh. Câu 4. Thiết kế bộ đếm tiến nhị phân Kđ = 255, kết quả hiển thị led đơn. Câu 5: Thiết kế bộ đếm lùi nhị phân Kđ = 255, kết quả hiển thị LED đơn Câu 6: Thiết kế bộ đếm cho phép chọn đếm tiến hoặc đếm lùi theo mã nhị phân Kđ=128, kết quả hiển thị LED đơn Câu 7: Thiết kế mạch đếm theo mã vòng 16 bit , kết quả hiển thị LED đơn Câu 8: Thiết kế mạch đếm theo mã Johnson 8 bit , kết quả hiển thị LED đơn Câu 9: Thiết kế bộ đếm tiến các số chẵn từ 0 → 100 theo mã nhị phân, kết quả hiển thị LED đơn Câu 10: Thiết kế bộ đếm lùi các số lẻ từ 99 → 1 theo mã nhị phân, kết quả hiển thị LED đơn Câu 11: Thiết kế bộ đếm tiến, thập phân cho phép chọn đếm chẵn hoặc đếm lẻ, kếtquả hiển thị LED 7 thanh Câu 12: Thiết kế mạch quét LED 7 thanh để hiển thị số 1234 trên kit Câu 13: Thiết kế mạch kiểm tra chuỗi dữ liệu vào nối tiếp. Đầu ra bằng 1 khi có 3 bit 1 vào liên tiếp. Đầu ra bằng 0 trong các trường hợp còn lại. Câu 14: Thiết kế mạch điều khiển 16 LED đơn sáng lan từ giữa sang 2 bên Câu 15: Thiết kế mạch điều khiển 16 LED đơn sáng lan từ 2 bên về giữa theo phương pháp máy trạng thái Câu 16: Thiết kế bộ đếm theo mã Gray 4 bit, kết quả hiển thị LED đơn Câu 17: Thiết kế mạch điều khiển đèn giao thông. Yêu cầu đèn đỏ sáng 10s, đèn xanh sáng 7s, đèn vàng sáng 3s, số giây được đếm ngược về 0 và hiển thị trên LED 7 thanh. Câu 18: Thiết kế thanh ghi dịch vào nối tiếp, ra song song 8 bít bằng phương pháp sử dụng proccess. Câu 19. Thiết kế mạch cộng 2 số nhị phân 2 bít, kết quả hiển thị LED 7 thanh Câu 20: Thiết kế mạch trừ 2 số nhị phân 3 bít, kết quả hiển thị LED 7 thanh Câu 21: Thiết kế và mô phỏng mạch cộng đầy đủ 3 bit sử dụng component là bộ cộng đầy đủ 1 bit. Kết quả hiển thị dạng nhị phân trên LED đơn. Câu 22: Cho hai số đầu vào A, B (3 bit). Thiết kế mạch điện thực hiện một trong các chức năng: A+B; A+1; B+1 tùy theo giá trị của đầu vào lựa chọn chức năng . Kết quả hiển thị trên LED đơn và LED 7 thanh. Câu 23: Thiết kế và mô phỏng mạch cộng đầy đủ 3 bit sử dụng nhiều Process (mỗi proces là bộ cộng đầy đủ 1 bit). Kết quả hiển thị dạng nhị phân trên LED đơn và trên LED 7 thanh. Câu 24: Hãy thiết kế bộ đếm tiến BCD và quả hiển thị dạng nhị phân trên LED đơn và dạng thập phân trên LED 7 thanh. Mạch thiết kế theo máy trạng thái và được thực thi trên KIT BASYS 3 Câu 26: Thiết kế bộ đếm tiến các số chẵn từ 0 --> 20 theo mã nhị phân bằng phương pháp máy trạng thái. Kết quả đếm hiển thị trên LED đơn Câu 27: Thiết kế DFF. Sử dụng DFF như component để thiết kế thanh ghi dịch vào nối tiếp, ra song song Câu 28: Thiết kế JKFF. Sử dụng JKFF như component để thiết kế bộ đếm tiến nhị phân 4 bít Câu 29: Thiết kế mạch điều khiển máy pha café tự động: chờ khởi động( 1đèn xanh sáng) → trộn café và sữa trong 2s ( 2 đèn xanh sáng) → hòa tan café+ sữa+ nước trong 5s (3 đèn xanh sáng) → kết thúc (đèn đỏ sáng 1s) Câu 30: Thiết kế mạch điều khiển máy giặt quần áo tự động : chờ khởi động → bơm nước trong 5 phút (1 đèn xanh sáng) → giặt trong 7 phút (2 đèn xanh sáng) → tháo nước trong 2 phút ( 1đèn vàng sáng) → bơm nước trong 5 phút (1 đèn xanh sáng) → xả trong 10 phút (3 đèn xanh sáng) → tháo nước trong 2 phút (1 vàng sáng) → vắt trong 5 phút (2 đèn vàng sáng) → kết thúc (1 đèn đỏ sáng trong 1 phút)

Sơ đồ chân kit basys 3

Câu 1 Thiết kế bộ đếm tiến thập phân, kết quả hiển thị LED 7 thanh bằng phương pháp máy trạng thái

architecture Behavioral of main is

type state is (s0,s1,s2,s3,s4,s5,s6,s7,s8,s9); signal s: state;

s<= s0;

elsif clk'event and clk='1' then case s is

when s0 => s <= s1; when s1 => s <= s2; when s2 => s <= s3; when s3 => s <= s4; when s4 => s <= s5; when s5 => s <= s6; when s6 => s <= s7; when s7 => s <= s8; when s8 => s <= s9; when others => s <= s0; end case;

architecture Behavioral of main is

signal d: integer range 0 to 9;

architecture Behavioral of main is

signal d:integer range 0 to 9;

elsif clk'event and clk='1' then

if A='1' then -dem tien

if d_tam=9 then d_tam:=0;

else d_tam:=d_tam+1;

end if;

else -dem lui -

if d_tam=0 then d_tam:=9;

rst : in STD_LOGIC;

leddon : out STD_LOGIC_VECTOR (7 downto 0)); end main;

architecture Behavioral of main is

signal clock: std_logic;

variable d_tam :integer range 0 to 254:=0;

q : out STD_LOGIC_VECTOR (7 downto 0)); end main;

architecture Behavioral of main is

architecture Behavioral of main is

variable dem:integer range 0 to 15;

variable dem2: integer range 0 to 500000000; variable b: std_logic;

end process;

end Behavioral;

Câu 9: Thiết kế bộ đếm tiến các số chẵn từ 0 → 100 theo mã nhị phân, kết quả hiển thị LED đơn

Port ( clock : in STD_LOGIC;

-dem - process(clk,rst,A)

variable dem: integer range 0 to 9; begin

architecture machine_state of main is

clk <= b;

end process;

-hien thi - process(clk,s)

begin

if clk'event and clk='1' then case s is

when s0 => s <= s1; led7 <= x"a4";

q <= "1011";

when s1 => s <= s2; led7 <= x"b0";

q <= "1101"; when s2 => s <= s3; led7 <= x"99";

q <= "1110"; when s3 => s <= s0; led7 <= x"f9";

q <= "0111"; end case;

end if;

end process;

end machine_state;

Câu 13: Thiết kế mạch kiểm tra chuỗi dữ liệu vào nối tiếp Đầu ra bằng 1 khi có 3 bit

1 vào liên tiếp Đầu ra bằng 0 trong các trường hợp còn lại

architecture Behavioral of main is

type state is (zero,one,two,three);

signal pr_state, nx_state: state;

begin

case pr_state is

when zero => q <= '0';

if d='1' then

nx_state <= one; else

nx_state <= zero; end if;

when one => q <= '0';

if d='1' then

nx_state <= two; else

nx_state <= zero; end if;

when two => q <= '0';

if d='1' then nx_state <= three; else

nx_state <= zero; end if;

when three => q <= '1';

if d='1' then

nx_state <= three; else

nx_state <= zero; end if;

end case;

end process;

end Behavioral;

Câu 14: Thiết kế mạch điều khiển 16 LED đơn sáng lan từ giữa sang 2 bên

end process;

end Behavioral;

Câu 16: Thiết kế bộ đếm theo mã Gray 4 bit, kết quả hiển thị LED đơn

variable dem: integer range 0 to 15; begin

led7 : out STD_LOGIC_VECTOR (7 downto 0)); end main;

architecture Behavioral of main is

cout : out STD_LOGIC;

led7 : out STD_LOGIC_VECTOR (7 downto 0));

begin

-cong bit 1 -

process(a,b,cin)

begin

s(0) <= a(0) xor b(0) xor cin;

c <= (a(0) and b(0)) or (a(0) and cin) or (b(0) and cin); end process;

-cong bit 2 -

process(a,b,c)

begin

s(1) <= a(1) xor b(1) xor c;

cout <= (a(1) and b(1)) or (a(1) and c) or (b(1) and c); end process;

when "10" => led7 <= x"a4";

when others => led7 <= x"b0";

end case;

end process;

end Behavioral;

Câu 20: Thiết kế mạch trừ 2 số nhị phân 3 bít, kết quả hiển thị LED 7 thanh

cout : out STD_LOGIC;

led7 : out STD_LOGIC_VECTOR (7 downto 0));

end main;

architecture Behavioral of main is

signal c: std_logic_vector(1 downto 0);

signal h: std_logic_vector(2 downto 0);

begin

-bit dau -

process(a,b,cin)

begin

h(0) <= a(0) xor b(0) xor cin;

c(0) <= (b(0) and cin) or ((not a(0)) and b(0)) or ((not a(0)) and cin);

end process;

-bit hai -

process(a,b,c)

begin

h(1) <= a(1) xor b(1) xor c(0);

c(1) <= (b(1) and c(0)) or ((not a(1)) and b(1)) or (not a(1) and c(0)); end process;

-bit ba -

process(a,b,c)

begin

h(2) <= a(2) xor b(2) xor c(1);

cout <= (b(2) and c(1)) or ((not a(2)) and b(2)) or ((not a(2)) and c(1)); end process;

Câu 21: Thiết kế và mô phỏng mạch cộng đầy đủ 3 bit sử dụng component là bộ cộng đầy đủ 1 bit Kết quả hiển thị dạng nhị phân trên LED đơn

cout : out STD_LOGIC;

led : out STD_LOGIC_VECTOR (2 downto 0));

end main;

architecture Behavioral of main is

signal c: std_logic_vector(1 downto 0);

c1: cong1 port map (a(0),b(0),cin,c(0),led(0));

c2: cong1 port map (a(1),b(1),c(0),c(1),led(1));

c3: cong1 port map (a(2),b(2),c(1),cout,led(2));

h <= a1 xor b1 xor cin1;

cout1 <= (a1 and b1) or (a1 and cin1) or (b1 and cin1);

end process;

end Behavioral;

Câu 22: Cho hai số đầu vào A, B (3 bit) Thiết kế mạch điện thực hiện một trong các chức năng: A+B; A+1; B+1 tùy theo giá trị của đầu vào lựa chọn chức năng Kết quả hiển thị trên LED đơn và LED 7 thanh

library IEEE;

use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;

use IEEE.STD_LOGIC_arith.ALL;

use IEEE.STD_LOGIC_unsigned.ALL;

architecture Behavioral of main is

signal d: std_logic_vector(3 downto 0);

when "0001" => led7 <= x"f9"; led <= "0001"; 1

when "0010" => led7 <= x"a4"; led <= "0010"; 2

when "0011" => led7 <= x"b0"; led <= "0011"; 3

when "0100" => led7 <= x"99"; led <= "0100"; 4

when "0101" => led7 <= x"92"; led <= "0101"; 5

when "0110" => led7 <= x"82"; led <= "0110"; 6

when "0111" => led7 <= x"f8"; led <= "0111"; 7

when "1000" => led7 <= x"80"; led <= "1000"; 8

when "1001" => led7 <= x"90"; led <= "1001"; 9

when "1010" => led7 <= x"c0"; led <= "1010"; 10

when "1011" => led7 <= x"f9"; led <= "1011"; 11

when "1100" => led7 <= x"a4"; led <= "1100"; 12

when "1101" => led7 <= x"b0"; led <= "1101"; 13

when others => led7 <= x"99"; led <= "1010"; 14

b : in STD_LOGIC_VECTOR (2 downto 0);

cin : in STD_LOGIC;

cout : out STD_LOGIC;

led : out STD_LOGIC_VECTOR (2 downto 0);

led7 : out STD_LOGIC_VECTOR (7 downto 0));

end main;

architecture Behavioral of main is

signal s: std_logic_vector(2 downto 0);

signal c: std_logic_vector(1 downto 0);

begin

-cong1 -

process(a,b,cin)

begin

s(0) <= a(0) xor b(0) xor cin;

c(0) <= (a(0) and b(0)) or (a(0) and cin) or (b(0) and cin); end process;

-cong2 -

process(a,b,c)

begin

s(1) <= a(1) xor b(1) xor c(0);

c(1) <= (a(1) and b(1)) or (a(1) and c(0)) or (b(1) and c(0)); end process;

cout <= (a(2) and b(2)) or (a(2) and c(1)) or (b(2) and c(1));

when "000" => led7 <= x"c0"; led <= "000";

when "001" => led7 <= x"f9"; led <= "001";

when "010" => led7 <= x"a4"; led <= "010";

when "011" => led7 <= x"b0"; led <= "011";

when "100" => led7 <= x"99"; led <= "100";

when "101" => led7 <= x"92"; led <= "101";

when "110" => led7 <= x"82"; led <= "110";

when others => led7 <= x"f8"; led <= "111";

end case;

end process;

end Behavioral;

Câu 24: Hãy thiết kế bộ đếm tiến BCD và quả hiển thị dạng nhị phân trên LED đơn

và dạng thập phân trên LED 7 thanh Mạch thiết kế theo máy trạng thái và được thực thi trên KIT BASYS 3

rst : in STD_LOGIC;

led : out STD_LOGIC_VECTOR (3 downto 0); led7 : out STD_LOGIC_VECTOR (7 downto 0)); end main;

architecture Behavioral of main is

when s3 => led7 <= x"b0"; led <= "0011";

when s4 => led7 <= x"99"; led <= "0100";

when s5 => led7 <= x"92"; led <= "0101";

when s6 => led7 <= x"82"; led <= "0110";

when s7 => led7 <= x"f8"; led <= "0111";

when s8 => led7 <= x"80"; led <= "1000";

when others => led7 <= x"90"; led <= "1001";

when s4 => s <= s6;

when s6 => s <= s8;

when s8 => s <= s10;

when s10 => s <= s12; when s12 => s <= s14; when s14 => s <= s16; when s16 => s <= s18; when s18 => s <= s20; when others => s <= s0; end case;

end if;

end process;

-ma hoa - process(s)

begin

case s is

when s0 => led <= "00000"; when s2 => led <= "00010"; when s4 => led <= "00100"; when s6 => led <= "00110"; when s8 => led <= "01000"; when s10 => led <= "01010"; when s12 => led <= "01100"; when s14 => led <= "01110"; when s16 => led <= "10000"; when s18 => led <= "10010"; when s20 => led <= "10100";

Câu 28: Thiết kế JKFF Sử dụng JKFF như component để thiết kế bộ đếm tiến nhị phân 4 bít

variable dem2: integer range 0 to 50000000;

c3: JKFF port map (clk,rst,tg(0) and tg(1),tg(0) and tg(1), tg(2));

c4: JKFF port map (clk,rst,tg(0) and tg(1) and tg(2),tg(0) and tg(1) and tg(2), tg(3)); led <= tg;

end Behavioral;

library IEEE;

use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;

elsif clk'event and clk='1' then

tam <= (j and not(tam)) or (not(k) and tam);

library IEEE;

use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;

architecture Behavioral of main is

type state is (khoidong,tron,hoatan,kethuc); signal s: state;

clk <= b;

end process;

-hoat dong - process(clk,rst,x)

variable d: integer range 0 to 4;

type state is (khoidong,bom1,giat,thao1,bom2,xa,thao2,vat,ketthuc); signal s: state;

elsif clk'event and clk='1' then

begin

case s is

when khoidong => q <= "000000"; when bom1 => q <= "100000";

when giat => q <= "110000";

when thao1 => q <= "000100"; when bom2 => q <= "100000"; when xa => q <= "111000"; when thao2 => q <= "000100"; when vat => q <= "000110"; when ketthuc => q <= "000001"; when others => null;

end case;

end process;

end Behavioral;