第 组
西华大学实验报告(理工类)
开课学院及实验室: 电气与电子信息信息学院 实验时间 : 年 月 日
学 生 姓 名 学生所在学院 课 程 名 称 实验项目名称 合电路的设计 指 导 教 师 林竞力 项 目 学 分 学 号 电气与电子信息学院 EDA技术 实验一、Quartus II软件使用初步与简单组项 目 代 码 成 绩 年级/专业/班 课 程 代 码 106001589 一、实验目的
1.熟习Quartus II软件的使用;
2. 掌握用原理图输入法和硬件描述语言(Verilog HDL)两种方法来设计逻辑电路; 3. 对设计电路作硬件验证;
二、实验原理
1.用原理图输入法来设计一个半加器电路
参照图1-1(P57)来完成一个半加器电路的设计,其中a、b 为一位的加数与被加数信号,he、jw分别为和与进位信号。存盘仿真后,观察仿真波形,并用硬件验证电路的功能。
图1-1 半加器电路原理图
2. Quartus II软件目前版本已达到10.0以上,但对于初学者来说采用6.0或7.1版本最为适合。6.0与7.1版本相比更稳定,因此本实验采用Quartus II 6.0,而7.1版本界面与6.0非常相似,学会6.0版本的使用也就学会了7.1版本的使用。 3. Quartus II软件设计电路流程:
(1)新建一个工程:
每设计一个电路就必须新建一个工程!所有的设计文件都装在工程目录中,并由软件管理。
(2)设计输入:
告诉软件你要设计的电路是什么。
A.原理图设计方法-----用原理图编辑器画出电路图。
B.本文输入-----用文本编辑器采用硬件语言描述电路(电路主流设计方式)。
(3)编译
将设计电路的功能与PLD芯片结合,并提取出仿真所需的时序参数。 (4)仿真
软件验证电路功能是否实现。 (5)编程、配置与硬件测试
用下载电缆完成器件的编程与配置,做硬件测试。
原理图输入法设计半加器电路与描述语言设计3-8译码器区别在于流程的第二步设计输入。
三、实验设备、仪器及材料
电脑、EDA软件(Quartus II)、实验箱、下载电缆、连接导线。
四、实验步骤(按照实际操作过程)
(一)用原理图输入法完成半加器的设计步骤: 1. 新建一个工程:(必须完成这一步骤)
(1)进入Windows 操作系统,双击Quartus II图标,启动软件。
(2)单击File \\ New Project Wizard菜单,出现对话框点击next。在界面中相应位置中输入文件名路径与设计工程的名字,最后点击finish,完成设计工程建立。
(3)在点击Assignment \\ Device菜单,出现如下对话框,点击选择器件(本设计选用EPF10K10)。 2. 在原理图设计输入
(1)点击菜单File \\ New,选择Block Diagram/Schematic File,点OK,启动原理图编辑器。 (2)画出半加器原理图
a. 在原理图空白处双击,会出现元件选择对话框,在name处输入元件名,点OK完成元件放置。依次放置1个两输入端与门(and2)、1个异或门(xor)2个输入端口(input)、1个输出端口(output)在原理图上;
b. 添加连线到器件的管脚上把鼠标移到元件引脚附近,则鼠标光标自动由箭头变为十字,按住鼠标右键拖动,即可画出连线, 参照图1-1连好相应元件的输入、输出脚。 c. 更改信号名
双点输入、输出管脚,在对话框中改信号名 d.保存原理图
单击保存按钮,以默认名保存。 3.编译
(1)点击菜单栏上红色箭头所指的工具图标,完成编译。 (2)锁定管脚再编译
点击Assignment \\ Pins菜单。从图中可以看到信号a, b, he, jw,这些信号在硬件测试之前,必须与管脚锁定。以锁定a信号管脚为例,双击a信号对应Location一栏,出现IO管脚选择列,选择PIN_16。信号a就被锁在了芯片第16管脚上了。按一样的方法将b,he,jw锁在空闲的IO口上。信号锁定到管
脚要生效,必须再按(1)步骤重新编译一次。 4.仿真
(1)编译没有错误后进行仿真。点击 File \\ New菜单。选择other files中的vector waveform file。画出输入波形,执行仿真命令,启动仿真并观察仿真波形,进行设计电路的功能验证。 (2) 双击空白处,弹出对话框,单击Node Finder。 (3) 按图依次操作选择信号 (4) 按图操作画出信号输入波形 5.硬件测试
在教师指导下接好下载电缆,连好拔码开关与LED灯,验证电路功能。
(二)用Verilog HDL语言完成3-8译码器的设计步骤(除文本输入外,其余步骤与上一个实验一致):
(1)、运行Quartus II软件,先建立一个新的项目。 (2)、启动File \\ New菜单命令(如图1-21); (3)、选择verilog hdl file,点击OK后,键入上面“二、实验内容(2)”中的程序。 (4)、以默认文件名和路径保存。 (5)、参照原理图输入设计进行仿真,并观察仿真波形,以验证所设计电路的功能。
五、实验过程记录(数据、图表、计算等) 学生手写