组成原理实验指导书20121112

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1、计算机组成与系统结构实验指导书邹红文2012.242目录实验一QUARTUSII软件入门1实验二组合电路8实验三寄存器17实验四控制信号发生器20实验五乘法器25实验六存储电路27实验七运算器31实验八微控制器（1）33实验九微控制器（2）3742实验一QUARTUSII软件入门一、实验目的表1QUARTUSII中几种常用门电路的名称及其逻辑符号与门或门非门与非门或非门异或门AND2OR2NOTNAND2NOR2XORAND3OR3NAND3NOR3学习QUARTUSII的使用方法：建立原理图文件、工程文件、波形图文件以及仿真；掌握波形分析方法。学习QUARTUSII几种常

2、用门电路的符号、逻辑功能。二、实验内容1.以“与门”为例，练习仿真软件的使用步骤。2.验证加法器74283的逻辑功能。3.设计选择器。三、实验步骤1．建立文件夹，用于存放所有的实验内容。文件夹名称为你的学号，例如：B0511。2．在文件夹“B0511”中建立文件夹“实验一”，存放实验一的内容。再建立子文件夹“与门”。请特别注意：“与门”这个文件夹在下面第6步保存波形图文件时还要用到！图2新建原理图文件图1与门逻辑电路图3．按照图1建立原理图文件ym2.bdf（不区分大小写！）①选菜单FILE→NEW，进入图2，选BlockDiagram,系统自动打开一个空白设计页面。42②

3、点工具，打开图3。在图3中，选择primitives→logic→and2，单击OK。然后在图4中单击左键，把与门and2放置到设计页面中。③击右键，选择Cancel,结束与门的放置，见图4。图3选择2输入与门图4取消与门的放置④添加输入输出引脚，更改引脚名称，连线。在图3中选primitivespininput，单击OK，然后在原理图中放置2个input。在图3中选primitivespinoutput，单击OK，然后在原理图中放置1个output。双击引脚，在系统对话框PinProperties（引脚属性，如图5所示）中分别输入新引脚名A（B、Y）之后，单击“确

4、定”。最后的电路图如图1所示。图5修改引脚的名称⑤把原理图文件保存到保存到第2步建立的文件夹“与门”中：选择菜单项“保存”，输入文件名ym2，系统加的后缀bdf不变。42图6询问是否为原理图文件建立工程4．建立工程（Project）文件(ym2.qpf)第⑤步完成之后，系统弹出对话框图6，询问是否为原理图文件建立工程，选“是”，系统接着弹出“NewProjectWizard”对话框，如图7所示，在该对话框系统自动建立工程文件名ym2和实体名ym2。选Finish，完成工程的建立。图7系统自动设置工程名ym2和实体名ym2图9建立波形文件5．编译工程点击编译工具，编译成功后系

5、统显示图8。图8系统给出编译成功信息6．建立波形文件选菜单FILE→NEW，进入图9，选Otherfiles→VectorWaveformFile，单击“保存”，然后输入文件名ym2，（后缀vwf系统自动添加）。请特别注意：系统自动保存到第2步建立的文件夹“与门”中，请不要更改路径！42图10插入结点或总线7．修改系统默认仿真终止时间（可以跳过本步骤）选菜单EditEndTime，系统默认时间是1US（微秒），改为400ns。8．在波形图中添加结点①选菜单Edit→InsertNodeorBus，打开图10，单击NodeFinder，进入图11。②按照图11，把Filte

6、r设置为Pins:all，Lockin设置为ym2（一般是默认当前打开的波形文件名，也可以击浏览按钮，自行选择文件）。③点按钮list，系统在图11中列出结点名称，把结点移到右边，单击OK。图11选择所需结点图12设置周期性输入信号的输入值设置周期设置范围9．在波形图中设置输入结点的值①点击变量名称，选中一个变量（变为蓝色表示选中），然后点工具，打开图12。图12的功能：设置周期性输入信号的输入值。在图的上部设置输入信号的持续时间范围（Timerange），本例范围是0-400ns。下部设置输入信号的周期和占空比，本例信号变化周期80ns，占空比50%。②按照图13设置输入

7、信号AB的波形在波形图中。选A，打开图12，输入80ns，占空比50%。在波形图中选B，打开图12，输入160ns，占空比50%。③修改波形图的显示比例。单击之后，把鼠标放到波形图的时间标尺上(如图13所示)，击右键缩小图形，击左键放大图形。42图13设置输入信号AB的波形bcad时间标尺10．仿真并分析波形①选菜单ProcessingSimulatorTool，打开图14。②按图14设置SimulationMode为Functional，即设置仿真模式为功能仿真。系统在SimulationInput中自动显示当