fpga设计实验指导书

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1、《FPGA设计》实验指导书江西省赣州市安远县第一中学的欧阳玉萍（AV女优衰ZB、骚B)、蔡松林、罗瑞锋、何昌衡全家死光光！安全操作注意事项1、接插下载电缆前，请务必关闭实验箱开关，避免损坏下载电缆或实验箱器件。2、操作过程中应防止静电。3、保持实验箱和电路板的表面清洁。4、小心轻放，避免不必要的硬件损伤或者人身受伤。实验箱简介实验一简单组合逻辑设计一、实验目的和任务1、熟习QuartusII软件的使用；2、掌握用原理图输入法和硬件描述语言（VerilogHDL）两种方法来设计逻辑电路；3、通过电路的仿真及验证，进一步了解4选1数据选择器

2、的功能；二、实验内容1、用原理图输入法来设计4选1数据选择器参照按图1-1所示来编辑完成4选1数据选择器的原理图输入，其中a、b、c、d为数据输入端，sel[1]、sel[0]为控制输入端，q为4选1数据输出端。存盘仿真后，观察仿真波形，以验证数据选择器的功能。图1-14选1数据选择器原理图2、用VerilogHDL硬件描述语言来设计4选1数据选择器用QuartusII中的文本编辑器，编辑输入4选1数据选择器源程序：modulem41(a,b,c,d,sel,q);inputa,b,c,d;input[1:0]sel;outputq;r

3、egq;always@(sel)case(sel)2’b00:q=a;2’b01:q=b;2’b10:q=c;2’b11:q=d;endcaseendmodule程序中的a、b、c、d依然为数据输入端，sel[1]、sel[0]为控制输入端，q为4选1数据输出端。同样存盘后进行仿真，并观察仿真波形，以验证数据选择器的功能。三、实验仪器、设备及材料电脑、EDA软件、实验箱、下载电缆。四、实验原理4选1数据选择器的原理框图及真值表如图1-2及表1-1所示，sel[1:0]可能出现四种组合情况：00011011，它分别对应选通四个不同的数据输

4、入a、b、c、d，从q端输出。结合以前所学数字电路的知识，可由真值表得出利用“与非门”实现的逻辑电路，进而可用QuartusII原理图输入方法，设计出该4选1数据选择器；如应用EDA技术所学的VerilogHDL硬件描述语言来描述该电路功能，即可设计出该4选1数据选择器的源程序。dabcqsel[1:0]四选一电路图1-24选1数据选择器的原理框图五、重点、难点本实验技术重点在于理解4选1数据选择器的功能后，用原理图输入法和硬件描述语言（VerilogHDL）两种方法来设计该逻辑电路。其难点是要仿真出4选1数据选择器的波形，然后通过观测

5、仿真波形，来验证该数据选择器的功能。六、实验步骤（一）原理图输入法的设计步骤：（1）进入Windows操作系统，双击QuartusII图标，启动软件。1、单击FileNewProjectWizard菜单，输入文件名路径与设计项目的名字mux41，点击finish,完成设计项目建立。点击AssignmentDevice菜单，选择器件（本设计选用cyclone系列的EP1C12Q240C8）。2、启动菜单FileNew，选择BlockDiagram/SchematicFile，点OK，启动原理图编辑器。画出图1-1（具体方法见后面说明

6、）。默认存盘名为mux41，保存。（2）设计的输入1.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4个三输入端与门（and3）、1个四输入端或门（or4），2个非门（not）器件、及6个输入端（input）、1个输入端（output）在原理图上；2.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连好相应元件的输入、输出脚。3.保存原理图单击保存按钮。原理图文件出现在红色箭头所指的地方。（3）编译点击菜单栏上红色箭头所指

7、的工具图标，完成编译。图1-3编译（4）仿真设计文件编译没有错误可以进行仿真。点击FileNew菜单。选择otherfiles中的vectorwaveformfile。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。点击开始仿真图1-4新建波形文件的选择对话框（二）用VerilogHDL语言完成的设计步骤：（1）、运行QuartusII软件，先建立一个新的项目。（2）、启动FileNew菜单命令（如图1-5）;图1-5新建文本文件的选择对话框（3）、选择veriloghdlfile，点击OK后，键入上面“

8、二、实验内容”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。七、实验报告要求1.对于原理图设计要求有设计过程。2.详细论述实验步骤。3.