[工学]eda实验指导书

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1、《EDA技术》课程实验指导书上海海事大学信息工程学院实验中心2009－07－0832目录实验一QuartusII原理图设计1、在QuartusII中用原理图输入法设计8位全加器2、在QuartusII中用原理图输入法设计较复杂数字系统实验二基于VHDL的简单组合与时序电路设计1、应用QuartusII完成基本组合电路设计2、应用QuartusII完成基本时序电路的设计3、设计含异步清0和同步时钟使能的加法计数器实验三数控分频器的设计实验四用QuartusII设计正弦信号发生器实验五序列检测器设计实验六乐曲硬件演奏电路设计附录：GW48ED

2、A/SOPC主系统使用说明32实验一QuartusII原理图设计1、在QuartusII中用原理图输入法设计8位全加器(1)实验目的：熟悉利用QuartusⅡ的原理图输入方法设计简单组合电路，掌握层次化设计的方法，并通过一个8位全加器的设计把握利用EDA软件进行原理图输入方式的电子线路设计的详细流程。(2)实验原理：一个8位全加器可以由8个1位全加器构成，加法器间的进位可以串行方式实现，即将低位加法器的进位输出cout与相临的高位加法器的最低进位输入信号cin相接。而一个1位全加器可以由半加器来构成。(3)实验内容1：按照1-1、1-2图

3、完成半加器和全加器的设计，包括原理图输入、编译、综合、适配、仿真、实验板上的硬件测试，并将此全加器电路设置成一个硬件符号入库。键1、键2、键3(PIO0/1/2)分别接ain、bin、cin；发光管D2、D1(PIO9/8)分别接sum和cout。1-1半加器原理图1-2全加器原理图(4)实验内容2，建立一个更高层次的原理图设计，利用以上获得的1位全加器构成8位全加器，并完成编译、综合、适配、仿真和硬件下载（JTAG模式下载SOF文件）测试。建议选择电路模式1（附录图3）；键2、键1输入8位加数；键4、键3输入8位被加数；数码6/5显示加

4、和；D8显示进位cout。引脚分配如下：a[7..0]对应的是PIO[15..8],，引脚分别是12、8、7、6、4、3、2、1。b[7..0]对应的是PIO[7..0],，引脚分别是240、239、238、237、236、235、234、233。cin对应的是PIO49，引脚是173。sum[7..0]对应的是PIO[23..16],，引脚分别是20、19、18、17、16、15、14、13。cout对应的是PIO39，引脚是160。结构如图1-3。321-38位加法器原理图(5)实验内容4：要求全程编译后生成用于配置器件EPCS4编程

5、的压缩POF文件，并使用USB-Blaster，通过AS模式对实验板上的EPCS4进行编程，最后进行验证。(6)实验报告：详细叙述8位加法器的设计流程；给出各层次的原理图及其对应的仿真波形图；给出加法器的时序分析情况；最后给出硬件测试流程和结果。2、在QuartusII中用原理图输入法设计较复杂数字系统(1)实验目的：熟悉原理图输入法中74系列等宏功能元件的使用方法，掌握更复杂的原理图层次化设计技术和数字系统设计方法。完成8位十进制频率机的设计。(2)原理说明：利用6.2节介绍的2位计数器模块，连接它们的计数进位，用4个计数模块就能完成一

6、个8位有时钟使能的计数器；对于测频控制器的控制信号，在仿真过程中应该注意它们可能的毛刺现象。最后按照6.2节中的设计流程和方法即可完成全部设计。(3)实验内容：首先完成2位频率计的设计，然后进行硬件测试，建议选择电路模式2；数码2和1显示输出频率值，待测频率F_IN接clock0；测频控制时钟CLK接clock2，若选择clock2=8Hz，门控信号CNT_EN的脉宽恰好为1秒。然后建立一个新的原理图设计层次，在此基础上将其扩展为8位频率计，仿真测试该频率计待测信号的最高频率，并与硬件实测的结果进行比较。(4)实验报告：给出各层次的原理图

7、、工作原理、仿真波形图和分析，详述硬件实验过程和实验结果。实验二基于VHDL的简单组合与时序电路设计1、应用QuartusII完成基本组合电路设计(1)实验目的：熟悉QuartusⅡ的VHDL文本设计流程全过程，学习简单组合电路的设计、多层次电路设计、仿真和硬件测试。(2)实验内容1：首先利用QuartusⅡ完成2选1多路选择器（例2-1）的文本编辑输入(mux21a.vhd)和仿真测试等步骤，给出图2-2所示的仿真波形。最后在实验系统上进行硬件测试，验证本项设计的功能。32(3)实验内容2：将此多路选择器看成是一个元件mux21a，利用

8、元件例化语句描述图2-1，编辑输入三选一电路(mux31a.vhd)，并将此文件放在同一目录中。以下是部分参考程序：...COMPONENTMUX21APORT(a，b，s:INSTD_LOG