EDA实验课内容.doc

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1、EDA实验课内容上机实验内容XIDIAN作者:杨明磊EDA实验课内容上机实验内容实验一：QUARTUSII软件使用及组合电路设计仿真实验目的：学习QUARTUSII软件的使用，掌握软件工程的建立、VHDL源文件的设计和波形仿真等基本内容；实验内容：1.四选一多路选择器的设计首先利用QuartusⅡ完成4选1多路选择器的文本编辑输入(mux41a.vhd)和仿真测试等步骤，给出仿真波形。步骤：（1）建立工作库文件夹和编辑设计文件；（2）创建工程；（3）编译前设置；（4）全程编译；（5）时序仿真；（6）应用RTL电路图观测器

2、（可选择）2.七段译码器程序设计仿真2．1原理：7段数码是纯组合电路，通常的小规模专用IC，如74或4000系列的器件只能作十进制BCD码译码，然而数字系统中的数据处理和运算都是2进制的，所以输出表达都是16进制的，为了满足16进制数的译码显示，最方便的方法就是利用VHDL译码程序在FPGA或CPLD中实现。本项实验很容易实现这一目的。例1作为7段BCD码译码器的设计，输出信号LED7S的7位分别接如实验图1数码管的7个段，高位在左，低位在右。例如当LED7S输出为"0010010"时，数码管的7个段：g、f、e、d、c

3、、b、a分别接0、0、1、0、0、1、0，实验中的数码管为共阳极的，接有低电平的段发亮，于是数码管显示“5”。实验图1数码管及其电路2．2实验内容：参考后面的七段译码器程序，在QUARTUSII上对以下程序进行编辑、编译、综合、适配、仿真，给出其所有信号的时序仿真波形。（提示：①直接拷贝程序可能有错，需要根据编译结果修改；②用输入总线的方式给出输入信号仿真数据）。【例1七段译码器参考程序】实验二计数器设计与显示实验目的：（1）熟悉利用QUARTUSII中的原理图输入法设计组合电路，掌握层次化设计的方法;（2）学习计数器设

4、计、多层次设计方法和总线数据输入方式的仿真，并进行电路板下载演示验证。实验内容：1．完成计数器设计（课堂练习6）设计含有异步清零和计数使能的4位二进制加减可控计数器。要求：（1）写出设计框图、流程和方法；（2）利用VHDL设计实现程序；（3）进行波形仿真验证；（4）完成设计实验报告：将实验原理、设计过程、编译仿真波形和分析结果写进实验报告。2．计数器显示译码设计与下载用原理图输入法按实验图2的方式，以前面设计的七段译码器DecL7S和计数器为底层元件，完成“计数器显示译码”的顶层文件设计。实验图2计数器和译码器连接电路的

5、顶层文件原理图注意：下表为以上原理图各控制引脚对应的开关（以下仅供参考，实验过程中可自行设计对应关系）控制引脚enableresetupdown对应的开关SW0SW1SW2注意实验图3中CNT4B是一个二进制加法计数器，模块Decl7S即为以上的7段译码设计文件。CNT4B与Decl7S之间以4位总线进行连接，LED7S是7位总线。为了使数码管的变化能够用肉眼观察，将输入时钟（50MHz）进行进行50M分频，输出频率为1Hz的时钟（分频器可采用计数器的进位输出端来实现，可通过改变CNT4B的计数范围来实现）。（对应引脚参

6、照文件《AlteraDE0多媒体开发平台简介》或者《DE0_User_manual_2012.pdf》）对于引脚锁定，输入时钟连接时钟信号CLOCK_50（PIN_G21脚，50MHz），输出用数码0（或其他）显示译码。1．实验报告：根据以上的实验内容写出实验报告，包括程序设计、软件编译、仿真分析、硬件测试和详细实验过程；并对仿真波形图和实验结果进行分析。实验三：大作业设计（2-3课次）实验目的：综合应用数字电路的各种设计方法，完成一个较为复杂的电路设计；实验内容：可从以下内容中选择一个进行设计或者自行设计题目：l交通灯

7、控制器l竞赛抢答计时器l出租车计费器l流水灯（循环彩灯）l秒表l三层电梯控制器l数字密码锁要求：1.可从以上内容中进行选择或者自行设计题目，自行设计题目要有具体的应用环境；2.根据题目写出具体的实验目的、实验原理、设计流程和具体的程序设计；3.将软件编译、仿真分析、硬件测试结果、详细实验过程和执行结果写进实验报告。设计任务与原理说明（参考）：1.交通灯控制器（1）简要说明在十字路口，每条道路各有一组红、黄、绿灯和倒计时显示器，用以指挥车辆和行人有序地通行。其中，红灯（R）亮，表示该条道路禁止通行；黄灯（Y）亮，表示停车；

8、绿灯（G）亮，表示可以通行。倒计时显示器是用来显示允许通行和禁止通行地时间。交通灯控制器就是用来自动控制十字路口的交通灯和计时器，指挥各种车辆和行人安全通行。 （2）任务和要求①在十字路口的两个方向上各设一组红、绿、黄灯，显示顺序为其中一方向（东西方向）是绿灯、黄灯、红灯；另一方向（南北方向）是红灯、绿灯、黄灯。②设