EDA入门实验计算机组成与结构实验指导书
实验一: EDA 入门
实验目的：
了解并初步掌握使用Quartus Ⅱ软件集成开发工具进行专用硬件电路设计的工作过程； 了解并初步掌握使用硬件描述语言（VHDL ）表述电路功能设计； 了解并初步掌握使用时序仿真方法验证电路逻辑功能；
了解并初步掌握使用GW48实验台对设计电路进行硬件下载配置和测试。
实验任务：
1． 首先利用Quartus Ⅱ完成“2选1多路选择器”电路的VHDL 语言表达描述； 2． 设计时序仿真测试激励波形信号并进行电路功能的仿真测试； 3． 完成“2选1多路选择器”电路的硬件下载编程；
4． 设计硬件测试方案，配置试验台测试环境，进行硬件测试； 5． 实验完成，写出实验报告
实验原理：
本实验通过Quartus II 软件，编程设计硬件电路功能，在一片FPGA （型号EP1C6Q240C8）可编程芯片上，制作成一块具有“二选一多路选择器”功能的专用电路器件。
测试验证设计电路功能是在GW48实验系统上进行，该实验系统通过改变连线和软件配置可支持多种电路试验。本实验选用电路模式NO.5。
“二选一多路选择器”制作成功后，选择2种可听得见的频率接至电路的两个输入端，电路的输出端接扬声器，作为选择的第3个输入端连接到一个乒乓按键。通过揿动按键，改变输入选择端的电平，选择通过不同的频率信号到输出，从而，可以听到不同音调的声音。
2．设计目标实体
“2选1多路选择器”电路原理图及逻辑表达式如下：
该电路可用硬件描述语言VHDL 表达如下：
ENTITY mux21a IS - - 说明电路实体具有3个输入端口， PORT (a, b, s: IN BIT; - - 分别称为a, b, s ，输入二进制位；
y: OUT BIT );
- - 一个输出二进制位的端口，命名y 。
END ENTITY mux21a;
ARCHITECTURE one OF mux21a IS - - 说明该电路实体的功能结构行为： BEGIN
PROCESS ( a, b, s ) - - 对于3个输入位, 判断s 端口的值， BEGIN - - 如果是0，则y 端口输出值等于 IF s =‘0’ THEN y <= a; - - a 端口的输入， ELSE y <= b; - - 否则，等于b 端口的输入 END IF;
END PROCESS; END ARCHITECTURE one; 图3.1 “2选1
多路选择器”原理图和逻辑表达
实验步骤：
第一阶段：建立工程，输入设计文件
（1）建立实验项目工作文件夹。如：E:\MUX21.
（2）打开Quartus II 软件。点击File|New，新建设计文件（如图3.2所示）。
（3）在弹出新建对话窗口(如图3.3所示)，选Device Design Files选项卡，在所列文件类型中选择VHDL File,点击OK按钮。
（4）输入目标电路设计的
VHDL程序。
（5）通过依次选择菜单
File|Save as保存程序文件，
注意保存文件名与实体名必须
一致。
保存文件时，若弹出对话框
询问“Do you want to create a
new project with this file?”
时,选择“是”。
（6）新建工程，并将此设
计文件加入工程。操作如下：
①自动或者由菜单
File|New Project|Wizart进入
新工程创建向导（如图3.4）。
输入文件名，选择“next”；
②选择设计文件加入工
程（图3.5）。按“Add ALL”，按“next”；
③选择目标芯片与设置。选择本实验采用的芯片，系列是Cyclone, 型号为EP1C6Q240C8。速度等级是8。（如图3.6所示）。
④点击完成。
第二阶段：编译
通过点击Processing下拉菜单，选 Start Compilation菜单项启动编译。如图3.7所示。
第三阶段：时序仿真
（1）进行功能仿真前，先设计时序激励波形文件。打开File|New，在弹出窗口点击“Other Files”，从选项中选择“Vector Waveform File”。如图3.8所示。
（2）选择端节点，在空白处双击鼠标左键，跳出Insert Node or Bus对话框。选择Node Finder。如图3.9所示。
（3）在新弹出的Node Finder对话框中点击List按钮，在左框显示找到的接点中，选择需要的信号，加入右框选中节点列表中。如图3.10所示。。
（4）通过点击Edit下拉菜单，选择仿真结束时间End Time。如图3.11。
（5）设置输入仿真激励信号波形，如图3.12所示。
选择输入端节点a，点击左侧信号设置按钮“OVERWRITRE CLOCK”。在弹出时钟窗口，设置信号周期1μs，占空比为50% 。
选择输入端节点b，点击左侧信号设置按钮“OVERWRITRE CLOCK”。在弹出时钟窗口，设置信号周期0.5μs，占空比为50% 。
选择输入选择端节点s, 在时间轴上，用鼠标按住左键拖一节变成蓝色，再点击设置高电平按钮。结果蓝色部分为高电平，其它部分为低电平。完成后，保存此波形文件，后缀默认为 .vwf。
（6）通过Processing下拉菜单选Start Simulation，启动仿真。图3.13 。
第四阶段：引脚锁定
以上是软件仿真，要把此功能电路配置到实际芯片EP1C6Q240C8上，需要把逻辑电路的I/O端节点和芯片的引脚锁定。芯片已经固定在GW48实验系统上，芯片引脚与实验系统上的多用接插座信号名称对照如表3-1。
表3-1 GW48多用接插口与结构图信号/芯片引脚对照表
测试实验电路结构如图3.14所示。
输入端s 分派给芯片
1号引脚，试验台上接按键
1。
通过按动键1，选择s
的输入高低电平。
引脚锁定操作时，依次选Assignments|Assignment Edior菜单选项，出现作业窗如图3.15。
（1）点击右上方的Pin按钮,或在Category栏中选pin,进入引脚锁定设置。
（2）双击TO列下方的<< NEW >>处,从下拉列表中选择端口信号名。
（3）在对应端口名所在行，双击Location列的空白处，从下拉列表中选择引脚号。
第五阶段：编程下载和测试
编程下载前将计算机与试验台配置连接妥当。
（1）通过实验系统所配电缆与计算机打印机并行口连接；（主板左下方）
（2） 在实验系统板上，用10芯电缆连接主板上BetyBlaster(MV)插口与编程适配板的JTAG 插口；（主板左中部）
（3） 通过短路帽选择CLOCK0接1024Hz ，CLOCK5接256Hz. （主板右下方） （4） 选择电路模式5。其他保持默认设置。
通过点击选择Tool|Programme r 菜单项,弹出图3.16窗口。注意选择编程模式Mode 为JTAG ,编程器，选择设置为ByteBlasterII[LPT1],在下载文件左侧第一选择框Program/Config 处打勾。点击Start 开始下载。下载成功后系统弹出报告。
下载编程完成后，揿动按键1，扬声器发出不同音调。
实验要求：
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、硬件测试的详细实验过程；给出程序分析报告、仿真波形图及其分析报告。
模式为
编程器选择 ByteBlaster[L
此处
文件路径要
实验二:全加器电路设计
实验目的：
熟悉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，体验EDA软件原理图输入方式进行电子线路设计的详细流程。
实验任务：
1．完成半加器和一位全加器的设计，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计成一个硬件符号入库。
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、仿真和硬件测试。
3．实验完成，写出实验报告
实验原理：
本实验采用层次化设计方法，先用逻辑门设计构造1位半加器作为一个可调用的元件，然后调用半加器元件构造1位全加器，制成可调用的元件，再用1位全加器元件组成8位全加器。
实验设计软件采用Quartus II。使用原理图输入设计方法。最后下载到可编程芯片EP1C6Q240上，制造一片8位全加器集成电路。
测试在GW48实验系统上进行，选用电路模式NO.1（图3.17）。安排如下：
1位全加器的验证：试验台上的十六进制按键1（PIO0/1/2）分别接全加器输入ain、bin、cin；发光管D2、D3（PIO33/34）分别接sum和cout。
8位全加器的验证：试验台上的键2，键1(PIO7-PIO0)作为一组8位加数输入，键4，键3(PIO15-PIO8)作为另一组8位加数输入；数码管6(PIO23-20)和5(PIO19-16)显示加法和，发光管D8(PIO39)显示进位。
表3-2 1位全加器实验引脚表
实验步骤：
（1） 建立实验项目工作文件夹。如：C:\ADDER. （2） 打开Quartus II 软件。点击File|New ，新建设计文件。在弹出新建对话窗口(如图3.18所示)，选Device Design Files 选项卡，在所列文件类型中选择Block Diagram/Schematic File,点击OK 按钮。
（3） 在出现的原理图编辑窗口（图3.19）绘制原理图。
（4） 在编辑窗口左侧有绘图工具选择区。点击元件按钮，弹出Symbol 符号选择窗口，如图3.20和图3.21所示。从中可选择元器件，引脚，以及保存了的框图符号。通过“箭头” 工具（图3.19）移动符号，布局好元件位置。
（5） 双击引脚符号中的PIN NAME ，对输入/输出引脚命名。
图3.19 绘图窗口
“直角连线”工具
（6）通过“直角连线”工具（图3.19）连接电路元件。完成原理图设计。
（7）通过File|Save As菜单项保存文件到事先建立的工作文件夹中，命名为h_adder .bdf（原理图如图3.22所示）。在这里保存文件时，暂时不进入“新建工程向导”。
图3.22 半加器的电路图
（8）通过File|Create/Update|Create Symbol Files for Current File,将设计的原理图文件设
置成可调用的元件。
（9）重复1）到5）步设计1位全加器电路。这里设计全加器时，可通过浏览查找，定位到存放位置，调用半加器电路。如图3.23。保存在同一工作文件夹中，命名为f_adder.bdf（如图3.24所示）,设置成可调用元件。
图 3.23 调用半加器元件
图 3.24 1位全加器电路图
（10）重复1）到5）步，调用全加器符号，设计绘制8位全加器电路（如图3.25所示）。
图3.25 8位全加器电路
1．新建工程
如实验一介绍的方法，工程名和顶层设计文件同为f_adder,加入工作文件夹内的所有文件。选择芯片。完成1位全加器电路的设计工程。
注意：一个工程只能有一个顶层设计文件，所以1位全加器和8位全加器应该各自建立不同的工程。
3．通过点击Processing下拉菜单，
选 Start Compilation菜单项启动编
译。
4．时序功能仿真，先进行激励激励
波形设计。然后启动仿真。操作方法如
实验一所述，仿真结果如图3.26所示。
5．锁定引脚（参考图3.15，表3-2
选择引脚），方法参考实验一中介绍的锁
定引脚部分。
6．下载编程已经在实验一中介
绍。请参考实验一。
7．硬件测试，选择模式NO.1。1
位全加器输入只用了按键1，按键采用十六进制输入，每按一次输入一位二进制数据，因此两个1位加数和进位是通过按键同时输入。参看表3-4。
8．8
图3.27 8位全加器的仿真波形
实验要求：
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。
实验三:算术运算器设计
实验目的：
掌握简单运算器的数据传输通路。
验证运算功能发生器的组合功能。
掌握算术逻辑运算加、减、与的工作原理。
熟悉简单运算的数据传送通路。
验证实验台运算的8位加、减、与、直通功能。
按给定数据，完成几种指定的算术和逻辑运算。
实验任务：
1．完成半简单运算器的设计，包括原理图输入、编译、综合、适配、仿真、实验板上的硬件测试。
2．实验完成，写出实验报告
实验原理：
算术逻辑单元ALU的数据通路如图3.28所示。其中运算器ALU181根据74LS181的功能用VHDL硬件描述语言编辑而成，构成8位字长的ALU。参加运算的两个8位数据分别为A[7..0]和B[7..0]，运算模式由S[3..0]的16种组合决定，而S[3..0]的值由4位2进制计数器LPM_COUNTER产生，计数时钟是Sclk （图3.28）；此外，设M=0，选择算术运算，M=1为逻辑运算，C N为低位的进位位；F[7..0]为输出结果，C O为运算后的输出进位位。两个8位数据由总线IN[7..0]分别通过两个电平锁存器74373锁入，ALU功能如表3-5所示。
图3.28 算术逻辑单元ALU实验原理图
注1、* 表示每一位都移至下一更高有效位, “+”是逻辑或，“加”是算术加
注2、在借位减法表达上，表2-1与标准的74181的真值表略有不同。
实验步骤：
（1）设计ALU元件
在Quartus II 环境下，输入ALU181.VHD算术逻辑单元文件，编译VHDL文件，并将ALU181.VHD 文件制作成一个可调用的原理图元件。
ALU可用硬件描述语言VHDL表达如下：
LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
ENTITY ALU181 IS
PORT (
S : IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0 );
A : IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);
B : IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);
F : OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);
M : IN STD_LOGIC;
CN : IN STD_LOGIC;
CO : OUT STD_LOGIC );
END ALU181;
ARCHITECTURE behav OF ALU181 IS
SIGNAL A9 : STD_LOGIC_VECTOR(8 DOWNTO 0);
SIGNAL B9 : STD_LOGIC_VECTOR(8 DOWNTO 0);
SIGNAL F9 : STD_LOGIC_VECTOR(8 DOWNTO 0);
BEGIN
A9 <= '0' & A ; B9 <= '0' & B ;
PROCESS(M,CN,A9,B9)
BEGIN
CASE S IS
WHEN "0000" => IF M='0' THEN F9<=A9 + CN ; ELSE F9<=NOT A9; END IF;
WHEN "0001" => IF M='0' THEN F9<=(A9 or B9) + CN ; ELSE F9<=NOT(A9 OR B9); END IF; WHEN "0010" => IF M='0' THEN F9<=(A9 or (NOT B9))+ CN ; ELSE F9<=(NOT A9) AND B9; END IF; WHEN "0011" => IF M='0' THEN F9<= "000000000" - CN ; ELSE F9<="000000000"; END IF; WHEN "0100" => IF M='0' THEN F9<=A9+(A9 AND NOT B9)+ CN ; ELSE F9<=NOT (A9 AND B9); END IF; WHEN "0101" => IF M='0' THEN F9<=(A9 or B9)+(A9 AND NOT B9)+CN ; ELSE F9<=NOT B9; END IF; WHEN "0110" => IF M='0' THEN F9<=(A9 - B9) - CN ; ELSE F9<=A9 XOR B9; END IF;
WHEN "0111" => IF M='0' THEN F9<=(A9 or (NOT B9)) - CN ; ELSE F9<=A9 and (NOT B9); END IF;
WHEN "1000" => IF M='0' THEN F9<=A9 + (A9 AND B9)+CN ; ELSE F9<=(NOT A9)and B9; END IF; WHEN "1001" => IF M='0' THEN F9<=A9 + B9 + CN ; ELSE F9<=NOT(A9 XOR B9); END IF
WHEN "1010" => IF M='0' THEN F9<=(A9 or(NOT B9))+(A9 AND B9)+CN ; ELSE F9<=B9; END IF;
WHEN "1011" => IF M='0' THEN F9<=(A9 AND B9)- CN ; ELSE F9<=A9 AND B9; END IF;
WHEN "1100" => IF M='0' THEN F9<=(A9 + A9) + CN ; ELSE F9<= "000000001"; END IF;
WHEN "1101" => IF M='0' THEN F9<=(A9 or B9) + A9 + CN ; ELSE F9<=A9 OR (NOT B9); END IF;
WHEN "1110" => IF M='0' THEN F9<=((A9 or (NOT B9)) +A9) + CN ; ELSE F9<=A9 OR B9; END IF;
WHEN "1111" => IF M='0' THEN F9<=A9 - CN ; ELSE F9<=A9 ; END IF;
WHEN OTHERS => F9<= "000000000" ;
END CASE;
END PROCESS;
F<= F9(7 DOWNTO 0) ; CO <= F9(8) ;
END behav;
（2）以原理图方式建立顶层文件工程
选择图形方式。根据图3.28输入实验电路图，从Quartus II的基本元件库中将各元件调入图形编辑窗口、连线，添加输入输出引脚。
将所设计的图形文件ALU.bdf保存到原先建立的文件夹中，将当前文件设置成工程文件，以后的操作就都是对当前工程文件进行的。
（3）器件选择
选择Cyclone系列，在Devices中选择器件EP1C6QC240C8，编译。
（4）引脚锁定（参照表3-6），再编译。引脚锁定后需要再次进行编译，才能将锁定信息确定下来，同时生成芯片编程/配置所需要的各种文件。
（4）芯片编程Programming
打开编程窗口。将配置文件ALU.sof下载进GW48系列现代计算机组成原理系统中的FPGA中。（5）选择实验系统的电路模式是NO.0，验证ALU的运算器的算术运算和逻辑运算功能。仿真波形结果如图3.29所示。
图3.29 ALU仿真波形图
根据表3-5，从键盘输入数据A[7..0]和B[7..0]，并设置S[3..0]、M、Cn，验证ALU运算器的算术运算和逻辑运算功能，记录实验数据。
按图3.28所示，在本验证性示例中用数据选择开关（键3控制）的高/低电平选择总线通道上的8位数据进入对应的74373中；即首先将键3输入高电平，用键2、键1分别向A[7..0] 置数01010101（55H），这时在数码管4/3上显示输入的数据（55H）；然后用键3输入低电平，再用键2、键1分别向B[7..0]置数10101010（AAH），这时在数码管2/1上显示输入的数据（AAH）；这时表示在图2-1中的两个74373锁存器中分别被锁入了加数55H和被加数AAH。可双击图3.28的ALU181元件，了解其VHDL描述。
设定键8为低电平，即M=0（允许算术操作），键6控制时钟SCLK，可设置表3-5的S[3..0]=0 ~ F。现连续按动键6，设置操作方式选择S[3..0]=9（加法操作），使数码管8显示9，以验证ALU的算术运算功能：当键7设置cn=0（最低位无进位）时，数码管7/6/5=0FF（55H+AAH=0FFH）；当键7设置cn=1（最低位有进位）时，数码管7/6/5=100（55H+AAH+1=100H）；
若设定键8为高电平，即M=1，键KEY6控制时钟SCLK，设置S[3..0]=0~F，KEY7设置cn=0或cn=1，验证ALU的逻辑运算功能，并记录实验数据。
实验要求：
1、掌握运算器的数据传送通路和ALU的功能特性，并熟悉本实验中所用的控制台开关的作用和使用方法。
2、写出实验报告
实验四:LPM_ROM和LPM_RAM设计
实验目的：
掌握FPGA中LPM_ROM的设置:
●作为只读存储器ROM的工作特性和配置方法；
●学习将程序代码或数据以MIF格式文件加载于LPM_ROM中；
掌握lpm_ram_dq的参数设置和使用方法:
●掌握lpm_ram_dq作为随机存储器RAM的设置；
●掌握lpm_ram_dq的工作特性和读写方法；
●掌握lpm_ram_dq的仿真测试方法、。
实验任务：
1．LPM_ROM定制和测试
LPM_ROM的参数设置；
LPM_ROM中数据的写入，即初始化文件的编写；
LPM_ROM的实际应用，在GW48实验台上用NO.0电路模式测试。
2．LPM_RAM定制和测试
LPM_RAM的参数设置；
LPM_ROM的实际应用，在GW48实验台上用NO.0电路模式测试。
实验原理
用户可编程硬件FPGA芯片设计，有许多可调用参数化库模块LPM（Library Parameterized Modules），可直接调用设置，利用嵌入式阵列块EAB（Embed Array Block ）构成lpm_ROM， lpm_RAM 等各种存储器结构。
lpm_ROM有5组信号：
地址信号address[];
数据信号q[];
时钟信号inclock、outclock;
允许信号memenable.
其参数是可以设定的。由于ROM是只读存贮器，它的数据口是单向的输出端口，数据是在对FPGA 现场配置时，通过配置文件一起写入存储单元的。
lpm_ram_dq的输入/输出信号如下：
地址信号A[]; RAM_dq0的存储单元地址；
数据输入信号DATA[] RAM_dq0的数据输入端；
数据输出信号Q[]; RAM_dq0的数据输出端。
时钟信号CLK; 读/写时钟脉冲信号；
读写信号W/ R. 读/写控制信号端
数据从总线端口DATA []输入。当输入数据和地址准备好以后，由于在inclock上的信号是地址锁存时钟，当信号上升沿到来时，地址被锁存，于是数据被写入存储单元。数据的读出控制是从A[]输入存储单元地址，在CLK信号上升沿到来时，该单元数据从Q[]输出。W/ R.为写/读控制端，低电平时进行读操作，高电平时进行写操作；
实验步骤
（一）LPM_ROM定制和测试
1．建立实验项目工作文件夹，如：C:\lpmROM
2．按图3.29选存储器文件类型,，弹出对话框如图3.30，根据对ROM设计的要求选择字长和字数。
3．编辑存入ROM中的数据文件，即MIF文件或hex文件；在初始化存储器编辑窗口（图3.31）输
入编辑MIF 文件内容如表3-7.(是后面CPU 试验的微程序)
表3-7 MIF 文件的数据内容
Addr +0 +1 +2
+3
+4
+5
+6
+7
00 018108 00ED82 00C050 00E004 00B005 01A206 959A01 00E00F 08 00ED8A 00ED8C 00A008 008001 062009 062009 070A08 038201 10 001001 00ED83 00ED87 00ED99 00ED9C 31831D 31821F 318221 18 318223 00E01A 00A01B 070A01 00D181 21881E 019801 298820 20 019801 118822 019801 198824 019801 018110 000002 000003 28 000004 000005 000006 000007 000008 000009 00000A 00000B 30 00000C 00000D 00000E 00000F 000010 000011 000012 000013 38 000014
000015
000016 000017 000018
000019 00001A 000001C
图 3.30
图3.31
《EDA》实验指导书2013-6-1
辽东学院自编教材 《可编程逻辑器件原理及应用实验》指导书 李海成编 （计算机科学与技术、电子信息工程专业用） 姓名： 学号： 班级： 信息技术学院 2013年6月
目录 目录 (1) 实验一MAX+PLUS-II设计三八译码器......... 错误！未定义书签。实验二半加器 . (2) 实验三带进位输入的8位加法器 (4) 实验四数据比较器 (6) 实验五编码器 (9) 实验六组合逻辑电路的设计 (12) 实验七计数器 (14) 实验八触发器功能的模拟实现 (17)
（被加数）Ai （被加数）Bi （半加和）Hi （本位进位）Ci 实验二 半加器 实验类型： 验证性 实验课时： 2 指导教师： 李海成 时 间：201 年 月 日 课 次：第 节 教学周次：第 周 实验分室： 实验台号： 实 验 员： 一、 实验目的 1.设计并实验一个一位半加器 2.掌握CPLD/FPGA 组合逻辑设计基本方法。 二、 实验原理 计算机中数的操作都是以二进制进位的，最基本的运算就是加法运算。按照进位是否加入，加法器分为半加器和全加器电路两种。计算机中的异或指令的功能就是求两个操作数各位的半加和。一位半加器有两个输入、输出，如图2-1。 图2-1 一位半加器示意图 表2-1 一个半加大路的真值表如表2-1所示，根据真值表可得到半加器的函数表达式： Bi Ai Bi Ai Hi ?+?= Bi Ai Ci ?= 三、 实验连线 半加器的两个输入所对应的管脚同两位拨码开关相连,两个输入管脚名为a 、b ；两个输出所对应的管脚同两位发光二极管相连,两个输出管脚名为 c0和s,其中c0表示进位, s 表示相加结果。 四、
EDA实验指导书
实验一上机学习电路原理图的绘制（2） 一、设计目的 1. 掌握PROTEL软件的安装、运行及卸载，掌握Protel 99 SE的基本操作； 2. 掌握设计管理器的使用和设计环境的设置，熟悉常用元件库和各主要菜单及命令的使用； 3．学习电路原理图的基本绘图方法 二、设计内容 1.设置原理图的环境参数，添加相应的元件库文件 2.绘制课本P92页的一个D/A功能模块电路图，其中由一片12位的D/A、两片运放、一些电阻和电容组成 图1-1 实验1电路原理图实例 三、设计设备和仪器 1．计算机 1 台（CPU要求Pentium 166MHz以上，推荐内存应为16MB以上，显示器分辨率为800×600(或1024×768)模式。） 2.Protel 99SE 软件 四、设计方法 根据电路图加载相应的元件库文件，然后选择放置电子元件，编辑各元件并精确调整元件位置。对放置好的元件根据例图连接导线，绘制总线和总线出入端口，放置网络标号及电源和输入输出端口。最后放置注释文字。 五、实验步骤 （1）新建名为自己学号姓名的设计数据库 点击“NEW新建”新建数据库文件 在上图所示的选项栏里设置名为自己姓名学号的数据库文件 （2）建立名为自己姓名的原理图文件
点击上图所示图标建立名为自己姓名的原理图文件（3）进入原理图设计环境，修改文件名并修改图纸大小为A4 点击下图中“Options”选项设置图纸大小 （4）加载常用元件库 （5）从元件库中选出需用元件放在原理图设计工作面上 （6）利用绘图工具对所有元器件进行连线 最终原理图如图所示。 六、设计报告 1．明确实验目的和实验要求； 2．写出详细的实验内容和步骤； 3．写出实验中遇到的问题及改正的方法 七、注意事项 熟悉绘图工具的功能和用法是绘制好电路原理图的关键。
EDA实验指导书
实验一 MAX+PLUSII软件的使用 [实验目的] 掌握MAX+PLUSII软件的使用。 [实验内容] 学习MAX+PLUSII软件的设计操作步骤。 [实验原理] MAX+PLUSII软件介绍。 MAX+PLUSII软件功能简介： 1 原理图输入（Graphic Editor） MAX+PLUSII软件具有图形输入能力,用户可以方便的使用图形编辑器输入电路图,图中的元器件可以调用元件库中元器件,除调用库中的元件以外,还可以调用该软件中的符号功能形成的功能块。 2 硬件描述语言输入(Text Editor) MAX+PLUSII软件中有一个集成的文本编辑器,该编辑器支持VHDL,AHDL和Verilog硬件描述语言的输入,同时还有一个语言模板使输入程序语言更加方便,该软件可以对这些程序语言进行编译并形成可以下载配置数据。 3 波形编辑器(waveform Editor) 在进行逻辑电路的行为仿真时，需要在所设计电路的输入端加入一定的波形，波形编辑器可以生成和编辑仿真用的波形（*.SCF文件），使用该编辑器的工具条可以容易方便的生成波形和编辑波形。 4 编译与仿真 当设计文件被编译好,并在波形编辑器中将输入波形编辑完毕后,就可以进行行为仿真了,通过仿真可以检验设计的逻辑关系是否准确。 5 器件编程 当设计全部完成后,就可以将形成的目标文件下载到芯片中,实际验证设计的准确性。[实验步骤] 设计过程如下： 1)输入项目文件名(File/Project/Name) 2)输入源文件(图形、VHDL、AHDL、Verlog和波形输入方式) (Max+plusⅡ/graphic Editor, Max+plusⅡ/Text Editor, Max+plusⅡ/Waveform Editor) 3)指定CPLD型号(Assign/Device) 4)设置管脚、下载方式和逻辑综合的方式 (Assign/Global Project Device Option,Assign/Global Logic Synthesis) 5)保存并检查源文件(File/project/Save & Check) 6)指定管脚(Max+plusⅡ/Floorplan Editor) 7)保存和编译源文件(File/project/Save & Compile) 8)生成波形文件(Max+plusⅡ/Waveform Editor) 9)仿真(Max+plusⅡ/Simulator) 10)下载配置(Max+plusⅡ/Programmer) [实验报告要求] 不做要求。 实验二简单组合逻辑电路设计 [实验目的] 1 通过本实验提供的实例,掌握组合逻辑电路的设计方法。
09EDA实验指导书
EDA实验指导书
目录 实验一基于QUARTUSII图形输入电路的设计 (2) 实验二含异步清零和同步使能的加法计数器 (5) 实验三图形和VHDL混合输入的电路设计 (7) 实验四矩阵键盘接口电路的设计 (10) 实验五交通灯控制电路实验 (16) 附图EP1K10TC100管脚图 (24) 主芯片：ACEX 1K 系列的EP1K10TC100-3 下载电缆：Byte Blaster II
实验一基于QUARTUSII图形输入电路的设计 一、实验目的 1、通过一个简单的3线—8线译码器的设计,掌握组合逻辑电路的设计方法。 2、初步了解QUARTUSII原理图输入设计的全过程。 3、掌握组合逻辑电路的静态测试方法。 二、实验原理 3线-8线译码器三输入，八输出。当输入信号按二进制方式的表示值为N时，输出端标号为N的输出端输出高电平表示有信号产生，而其它则为低电平表示无信号产生。因为三个输入端能产生的组合状态有八种，所以输出端在每种组合中仅有一位为高电平的情况下，能表示所有的输入组合。其真值表如表1-1所示 输入输出 D2 D1 D0 Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 表1-1 3线-8线译码器真值表 译码器不需要像编码器那样用一个输出端指示输出是否有效。但可以在输入中加入一个输出使能端，用来指示是否将当前的输入进行有效的译码，当使 能端指示输入信号无效或不用对当前信号进行译码时，输出端全为高电平，表 示无任何信号。本例设计中没有考虑使能输入端，自己设计时可以考虑加入使 能输入端时，程序如何设计。 三、实验内容 在本实验中，用三个拨动开关来表示3线-8线译码器的三个输入（D2-D0）；用
EDA实验指导书
ED心验指导书齐鲁理工学院
目录 实验一Protel DXP 2004认识实验 0 实验二两级阻容耦合三极管放大电路原理图设计 0 实验三原理图元件库建立与调用 (2) 实验四两级阻容耦合三极管放大电路PCB图设计............................ .4实验五集成电路的逻辑功能测试.. (6) 实验六组合逻辑电路分析与设计............................................... 1.1实验七Quartus II的使用 ................................................. 1.6实验八组合逻辑器件设计. (16) 实验九组合电路设计 (24)
实验一Protel DXP 2004 认识实验 一、实验目的 1. 掌握Protel DXP 2004的安装、启动和关闭。 2. 了解Protel DXP 2004主窗口的组成和各部分的作用。 3. 掌握Protel DXP 2004工程和文件的新建、保存、打开。 二、实验内容与步骤 1、Protel_DXP_2004 的安装 (1) 用虚拟光驱软件打开Protel_DXP_2004.iso 文件 (2) 运行setup\Setup.exe 文件，安装Protel DXP 2004 (3) 运行破解程序后，点击导入模版”，先导入一个ini文件模版(如果要生成单机版的License选择Unified Nexar-Protel License.ini;要生成网络版的License选择Unified Nexar-Protel Network License.ini )，然后修改里面的参数：TransactorName=Your Name (将"Your Name替换为你想要注册的用户名)；SerialNumber=0000000 (如果你只有一台计算 机，那么这个可以不用修改，如果有两台以上的计算机且连成局域网，那么请保证每个License文件中的SerialNumber=为不同的值。修改完成后点击生成协议文件"，任意输入一 个文件名(文件后缀为.alf)保存，程序会在相应目录中生成1个License文件。点击替换密钥”，选取DXP.exe (在DXP 2004安装目录里，默认路径为)，程序会自动替换文件中的公开密钥。将前面生成的License文件拷贝至DXP 2004安装目录里(默认路径为)授权完成。 (4) 打开Protel 在左上角DXP 菜单下的Preference 菜单项里，选中Use localize resources后关闭Protel_DXP_2004 ,重新打开软件变为简体中文版本。 2、Protel_DXP_2004 的卸载 卸载Protel_DXP_2004的具体步骤如下： (1) 在Windows的“开始”菜单中选择“设置/控制面板”，然后在控制面板中选择“添加/删除程序”选项，将弹出对话框。从中选择DXP 2004应用软件。 (2) 单击删除”按钮，将弹出对话框，询问用户是否真的要删除程序。 (3) 单击“是”按钮，开始卸载。在卸载过程中，若想终止卸载，可单击“取消”按
EDA实验指导书new_Quartus2
EDA技术实验手册及程序代码 物理与信息项目学院 学号：111000228 姓名：汪艺彬 注意事项 1、本实验手册是为了配合《EDA技术实用教程》，作为本课程实验环节的补充 指导而编制。 2、实验中涉及的QuartusⅡ软件的使用请参考 《EDA技术实用教程》中有关章节。 手册中所有的虚线空白框，都留出来作为实验记录之用，每个实验完成后，应按照实验内容的要求将实验结果记入框中。 4、每个实验后面都附有一道思考题，完成实验内容后可以作为更进一步的练习 。 5、每次实验后将手册相关部分<完成实验结果记录）和实验源代码<.vhd文件） 一起，作为实验报告上交。 6、课程结束后请将所有报告按顺序加封面装订好上交，作为实验部分成绩计入 总成绩。 实验一利用原理图输入法设计4位全加器一、实验目的： 熟悉如何在QuartusⅡ集成环境下利用原理图输入设计简单组合逻辑电路，掌握层次化的电路设计方法。 二、实验原理： 一个4位全加器可以由4个一位全加器构成，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与相邻的高位加法器的进位输入信号cin相接。 三、实验内容： 1.QuartusII软件的熟悉
熟悉QuartusⅡ环境下原理图的设计方法和流程，可参考课本5.4节的内容，重点掌握层次化的设计方法。 2.设计1位全加器原理图 设计的原理图如下所示 3.利用层次化原理图方法设计4位全加器 <1）生成新的空白原理图，作为4位全加器设计输入 <2）利用已经生成的1位全加器作为电路单元，设计4位全加器的原理图，如下所示 4、设计一个超前进位4位全加器 以上设计的全加器是基于串行进位的结构，高位的进位输入必须等待低位的运算结果，造成较长的延时。通过对进位位进行超前运算，可以缩短这部分的延时。 在已有1位全加器的基础上设计一个具有超前进位结构的4位全加器，原理图如下所示 5、完成设计流程
EDA实验箱实验指导书
实验二流水灯 1.实验目的 通过本实验让学生进一步了解、熟悉和掌握CPLD/FPGA开发软件的使用方法及VHDL 语言的编程方法；学习简单的时序电路的设计和硬件测试。 2.实验内容 本实验的内容是控制实验箱上的发光二极管LED1—LED8，使之实现流水灯显示。3.实验原理 在LED1~LED8引脚上周期性地输出流水数据，即输出的数据依次为11111111、11111110、11111100、11111000、11110000、11100000、11000000、10000000、00000000，如此循环显示，输出数据“0”，表示点亮相应的LED小灯。为了方便观察，流水的速率控制在2Hz左右。在核心板上有一个48MHz的标准时钟源，该时钟源与芯片EP2C5的23脚相连。为了产生2Hz的时钟源，在此调用了分频模块int_div。 4.实验步骤 (1)启动Quartus II，建立一个空白工程，然后命名为led_waterflow.qpf。 (2)新建ledwater.vhd源程序文件，源代码如下。然后进行综合编译。若在编译过程中发现错误，则找出并更正错误，直到编译成功为止。生产符号文件ledwater.bsf (File→ Create/_Update → Create Symbol Files for Current File)。 流水灯程序参考 LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_Arith.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_Unsigned.ALL; ENTITY ledwater IS PORT( clk: IN STD_LOGIC; led: OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0) );END; ARCHITECTURE one OF ledwater IS SIGNAL led_r:STD_LOGIC_VECTOR(8 DOWNTO 0); BEGIN led<=led_r(7 DOWNTO 0); PROCESS(clk) BEGIN IF clk’event and clk=’1’ THEN led_r<=led_r(7 DOWNTO 0) & '0'; IF led_r="000000000" THEN --循环完毕吗？ led_r<="111111111"; --是，则重新赋初值 END IF; END IF; END PROCESS; END; (3)将实验模块库里的int_div.vhd和int_div.bsf拷贝到工程目录下。
EDA实验指导书1
EDA实验指导书 天津大学仁爱学院 2011年9月30日
目录 1.实验一LED实验 （验证性实验） 2.实验二LED点阵实验 （综合性实验） 3.实验三LCD显示实验 （设计性实验）
实验一：LED实验 一、实验目的 1.熟悉ISE8.2开发环境，掌握工程的生成方法； 2.熟悉SEED-XDTK_V4实验环境； 二、实验内容 1.创建工程； 2.添加HDL资源文件； 3.配置一个应用程序完成设计。 三、实验准备 1.通过USB口下载电缆将计算机的USB口及SEED-FEM025板的J9连接好； 2.启动计算机，打开SEED-XDTK_V4实验箱电源开关。观察SEED-FEM025板上的＋ 5V（D11）的电源指示灯是否均亮。若有不亮的，请断开电源，检查电源。 四、实验步骤 1.创建工程 1)双击桌面Xilinx ISE8.2快捷方式打开ISE工程管理器（Project Navigator）； 2)打开Project Navigator后，选择File→New Project，弹出新建工程对话框； 3)在工程路径中单击“…”按钮，将工程指定到如下目录D:\02.V4_lab，单击确定； 4)在工程名称中输入led，点击Next按钮，如图1.1所示； 图1.1 5)弹出器件特性对话框。器件族类型（Device Family）选择“Virtex4”，器件型号（Device） 选“XC4VSX25FF668-10”，综合工具（Synthesis Tool）选“XST(VHDL/Verilog)”，仿真器（Simulator）选“ISE Simulator”，如图1.2；
EDA实验指导书全(Verilog版)
EDA实验指导书 熊利祥编 武汉理工大学华夏学院
2011年9月
前言 一、实验课目的 EDA实验课是电子工程类专业教学中重要的实践环节，包括了ISE开发环境基本操作及Verilog语言、组合逻辑电路设计、流水灯设计、计数器设计、扫描显示电路的驱动、综合层次性实验——交通灯或数字秒表设计实验。要求学生通过实验学会正确使用EDA技术，掌握FPGA器件的开发，熟练使用ISE开发环境，掌握Verilog 语言的编程，掌握数字电路和系统的设计。 通过实验，使学生加深对课堂专业教学内容的理解，培养学生理论联系实际的能力，实事求是，严谨的科学作风，使学生通过实验结果，利用所学的理论去分析研究EDA技术。培养学生使用EDA实验设备的能力以及运用实验方法解决实际问题的能力。 二、实验要求： 1.课前预习 ①认真阅读实验指导书，了解实验内容； ②认真阅读有关实验的理论知识； ③读懂程序代码。 2.实验过程 ①按时到达实验室； ②认真听取老师对实验内容及实验要求的讲解； ③认真进行实验的每一步，观察程序代码与仿真结果是否相符； ④将实验过程中程序代码和仿真结果提交给老师审查； ⑤做完实验后，整理实验设备，关闭实验开发板电源、电脑电源后方可离开。 3.实验报告 ①按要求认真填写实验报告书； ②认真分析实验结果； ③按时将实验报告交给老师批阅。
三、实验学生守则 1．保持室内整洁，不准随地吐痰、不准乱丢杂物、不准大声喧哗、不准吸烟、不准吃东西； 2.爱护公务，不得在实验桌及墙壁上书写刻画，不得擅自删除电脑里面的文件； 3.安全用电，严禁触及任何带电体的裸露部分，严禁带电接线和拆线； 4.任何规章或不按老师要求操作造成仪器设备损坏须论价赔偿。
EDA实验指导书_新2014(新)印刷
淮阴工学院EDA技术实验指导书 编者：叶小婷 电子与电气工程学院 2014年6月7日
目录 实验一基于QUARTUSII 图形输入电路的设计 (1) 实验二基于VHDL 格雷码编码器的设计 (16) 实验三含异步清零和同步使能的加法计数器 (18) 实验四八位七段数码管动态显示电路的设计 (20) 实验五数控分频器的设计 (22) 实验六图形和VHDL 混合输入的电路设计 (23) 实验七四位并行乘法器的设计 (26) 实验八基本触发器的设计 (28) 实验九四位全加器设计 (30) 实验十矩阵键盘显示电路的设计 (32) 实验十一用VHDL 设计七人表决器 (35) 实验十二用VHDL 设计四人抢答器 (37) 实验九熟悉PROTEL99环境 (39) 实验十原理图设计 (42) 实验十一元件制作与网络表操作 (44) 实验十二印刷电路板设计 (47) 附录一实验箱常用管脚分配表 (49) 附录二参考程序 (51)
实验一基于QUARTUSII 图形输入电路的设计 一、实验目的 1．通过一个简单的3—8译码器的设计，掌握组合逻辑电路的设计方法。 2．初步了解QUARTUSII 原理图输入设计的全过程。 3．掌握组合逻辑电路的静态测试方法。 二、实验设备 1．PC机一台； 2．Altera Blaster下载器一根； 3．THGSC-3型实验箱一台。 三、实验原理 3-8译码器三输入，八输出。当输入信号按二进制方式的表示值为N时，输出端标号为N 的输出端输出高电平表示有信号产生，而其它则为低电平表示无信号产生。因为三个输入端能产生的组合状态有八种，所以输出端在每种组合中仅有一位为高电平的情况下，能表示所有的输入组合。 译码器不需要像编码器那样用一个输出端指示输出是否有效。但可以在输入中加入一个输出使能端，用来指示是否将当前的输入进行有效的译码，当使能端指示输入信号无效或不用对当前信号进行译码时，输出端全为高电平，表示无任何信号。本例设计中没有考虑使能输入端，自己设计时可以考虑加入使能输入端时，程序如何设计。 四、实验容 在本实验中，用三个拨动开关(SW1~SW3)来表示三八译码器的三个输入（A、B、C）；用八个LED 来表示三八译码器的八个输出（D1~D8）。通过输入不同的值来观察输入的结果与三八译码器的真值表是否一致。实验箱中的拨动开关，当开关闭合（拨动开关的档位在下方）时其输出为低电平，反之输出高电平。实验箱中的拨动开关与FPGA 的接口电路，LED 灯与FPGA 的接口电路以及拨动开关、LED 与FPGA 的管脚连接在用户手册中都做了详细说明，这里不再赘述。 五、实验步骤 下面将通过这个实验，向读者介绍QUARTUSII 的项目文件的生成、编译、管脚分配以及时序仿真等的操作过程。 1．建立工程文件 1）选择“开始>程序>Altera>QuartusII 9.0”，运行QUARTUSII 软件。或者双击桌面上的QUARTUSII 的图标运行QUARTUSII 软件，出现如图1-1 所示，如果是第一次打开QUARTUSII 软件可能会有其它的提示信息，使用者可以根据实际情况进行设定后进入图1-1 所示界面。 2）选择软件中的，新建一个工程。如图1-2所示。 3）点击图1-2 中的Next 进入工作目录，工程名的设定对话框如图1-3 所示。第一个输入框为工程目录输入框，用户可以输入如e:/eda 等工作路径来设定工程的目录，设定好后，所有的生成文件将放入这个工作目录。第二个输入框为工程名称输入框，第三个输入框为顶层实体名称输入框。用户可以设定如exp1，一般情况下工程名称与实体名称相同。使用者也可以根据自已的实际情况来设定。
FPGA设计实验指导书(2013)
《FPGA设计》实验指导书
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、通过电路的仿真及验证，进一步了解4选1数据选择器的功能； 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1-1 4选1数据选择器原理图 2、用Verilog HDL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：module m41( a, b, c, d, sel, q); input a,b,c,d; input [1:0]sel; output q; reg q; always @( sel) case(sel) 2’b00: q=a; 2’b01: q=b;
2’b11: q=d; endcase endmodule 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： 00 01 10 11，它分别对应选通四个不同的数据输入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Verilog HDL 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。 图1-2 4选1数据选择器的原理框图 q Sel[1]输出 选择输入 0a 01b 00 c 11 d 1 Sel[0]表1-1 真值表 五、重点、难点 d a b c
EDA技术与VHDL实验指导书
EDA技术与HDL 实验指导书 吉林大学珠海学院 二零一一年制定
目录 实验一：实验环境和平台的建立 (1) 实验二：组合逻辑电路设计 (12) 实验三：多层次设计 (14) 实验四：时序逻辑电路设计（一） (18) 实验五：时序逻辑电路设计（二） (20) 实验六：分频器的设计 (22) 实验七：通用移位寄存器的设计 (23) 实验八：数码管扫描显示的设计 (24) 实验九：正弦信号发生器的设计 (26) 实验十：序列检测器的设计 (36)
实验一：实验环境和平台的建立 一、实验目的： 熟悉Quartus II的VHDL文本设计流程，学习8-3编码器的设计、仿真。二、实验内容： 用VHDL编写8-3编码器的VHDL代码并仿真。 三、实验环境 PC 机（Pentium100 以上）、Altera Quartus II 6.0 CPLD/FPGA 集成开环境。 四、实验原理 在数字系统中，常常需要将某一信息（输入）变换为某一特定的代码（输出）。把二进制码按一定的规律排列，例如8421码、格雷码等，使每组代码具有一特定的含义（代表某个数字或是控制信号）称为编码。具有编码功能的逻辑电路称为编码器。编码器有若干个输入，在某一时刻只有一个输入被转换为二进制码。例如8线-3线编码器和10线-4线编码器分别有8输入、3位输出和10位输入、4位输出。8线-3线编码器的真值表见表1-1，管脚图如图1-1所示。 输入输出 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 Y2 Y1 Y0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 表1-1 8-3编码器真值表 图1-1 8-3编码器管脚图 五、实验步骤
最新EDA实验指导书汇总
E D A实验指导书
实验一 MAX+PLUSII软件的使用 [实验目的] 掌握MAX+PLUSII软件的使用。 [实验内容] 学习MAX+PLUSII软件的设计操作步骤。 [实验原理] MAX+PLUSII软件介绍。 MAX+PLUSII软件功能简介： 1 原理图输入（Graphic Editor） MAX+PLUSII软件具有图形输入能力,用户可以方便的使用图形编辑器输入 电路图,图中的元器件可以调用元件库中元器件,除调用库中的元件以外,还可以调用该软件中的符号功能形成的功能块。 2 硬件描述语言输入(Text Editor) MAX+PLUSII软件中有一个集成的文本编辑器,该编辑器支持VHDL,AHDL和Verilog硬件描述语言的输入,同时还有一个语言模板使输入程序语言更加方便,该软件可以对这些程序语言进行编译并形成可以下载配置数据。 3 波形编辑器(waveform Editor) 在进行逻辑电路的行为仿真时，需要在所设计电路的输入端加入一定的波形，波形编辑器可以生成和编辑仿真用的波形（*.SCF文件），使用该编辑器 的工具条可以容易方便的生成波形和编辑波形。 4 编译与仿真 当设计文件被编译好,并在波形编辑器中将输入波形编辑完毕后,就可以进行行为仿真了,通过仿真可以检验设计的逻辑关系是否准确。 5 器件编程
当设计全部完成后,就可以将形成的目标文件下载到芯片中,实际验证设计的准确性。 [实验步骤] 设计过程如下： 1)输入项目文件名(File/Project/Name) 2)输入源文件(图形、VHDL、AHDL、Verlog和波形输入方式) (Max+plusⅡ/graphic Editor, Max+plusⅡ/Text Editor, Max+plusⅡ /Waveform Editor) 3)指定CPLD型号(Assign/Device) 4)设置管脚、下载方式和逻辑综合的方式 (Assign/Global Project Device Option,Assign/Global Logic Synthesis) 5)保存并检查源文件(File/project/Save & Check) 6)指定管脚(Max+plusⅡ/Floorplan Editor) 7)保存和编译源文件(File/project/Save & Compile) 8)生成波形文件(Max+plusⅡ/Waveform Editor) 9)仿真(Max+plusⅡ/Simulator) 10)下载配置(Max+plusⅡ/Programmer) [实验报告要求] 不做要求。 实验二简单组合逻辑电路设计 [实验目的] 1 通过本实验提供的实例,掌握组合逻辑电路的设计方法。 2 初步了解PLD设计的全过程和相关软件的使用。
EDA实验指导书
实验一组合逻辑电路设计 一、实验目的 1、通过一个简单的4选1的设计，让学生掌握QUARTUSII设计工具进行电子设计的基本流程。 2、初步了解可编程器件设计的全过程。 二、主要仪器设备 EDA实验系统一台，PC一台 三、实验步骤 1、建立工程文件 1)选择开始>程序>Altera>QuartusII13.1，运行QUARTUSII软件。或者双击桌面上 的QUARTUSII的图标运行QUARTUSII软件，出现如图1-3所示，如果是第一次打开QUARTUSII软件可能会有其它的提示信息，使用者可以根据自己的实际情况进行设定后进入图1-1所示界面。 图1-1 QUARTUSII软件运行界面 2)选择软件中的菜单File>New Project Wizard，新建一个工程。如图1-2所示。 3）点击图1-2中的NEXT进入工作目录，工程名的设定对话框如图1-3所示。第一个输入框为工程目录输入框，用户可以输入如e:/altera/work等工作路径来设定工程的目录，设定好后，所有的生成文件将放入这个工作目录。第二个输入框为工程名称输入框，第三个输入框为顶层实体名称输入框。用户可以设定如MUX41a，一般情况下工程名称与实体名称相同。使用者也可以根据自已的实际情况来设定。
图1-2 新建工程对话框 图1-3 指定工程名称及工作目录 4）点击NEXT，进入下一个设定对话框，按默认选项直接点击NEXT进行器件选择对话框。如图1-4所示。这里我们以选用Cyclone系列芯片EP5CSEMA5F31为例进行 介绍。用户可以根据使用的不同芯片来进行设定，其方法基本一致。
图1-4 器件选择界面 首先在对话框的左上方的Family下拉菜单中选取Cyclone V(E/GX/GT/SX/SE/ST)，在中间右边的Speed grade下拉菜单中选取6，在左下方的Available devices框中选取EP5CSEMA5F31C6，点击NEXT完成器件的选取，进入EDA TOOL设定界面如图1-5 所示。 图1-5 EDA TOOL对话框 5）按默认选项，点击NEXT出现新建工程以前所有的设定信息，如图1-6所示，点 击FINISH完成新建工程的建立。
EDA技术实验指导书
《EDA技术》实验指导书 面向专业：通信工程 信息工程 自动化 电子信息工程 电气工程及其自动化 信息与通信工程学院 2016年9月
前言 一、课程性质 本课程是电子信息工程、通信工程、信息工程和自动化专业必修的专业实验课程。通过本课程的教学，使学生掌握EDA技术的开发流程，学会利用以硬件描述语言为描述工具，以可编程逻辑器件为实现载体，在数字系统设计领域熟练应用EDA技术，使其具备研究和开发现代数字系统的能力。 二、专业安排 本系统分为多个模块，适合通信工程、信息工程、自动化、电子信息工程、电气工程及其自动化等专业使用。 三、本书特点 本实验指导书的特点是引入工程项目机制来管理实验项目，着重培养学生的方案设计、算法分析和现场调试能力，为培养卓越工程师打下坚实的基础。
目录 前言............................................................................................................................. I 第一章实验系统.. (1) 1.1 系统整体结构 (1) 1.2 核心板 (1) 1.3 基础扩展模块 (2) 1.4 自动控制模块 (3) 1.5 信号处理模块 (3) 1.6 通信接口模块 (4) 第二章开发平台简介 (5) 2.1 Quartus II简介 (5) 2.2 Quartus II开发流程 (5) 第三章实验项目 (9) 实验1 平台应用及全加器设计 (9) 实验2 信号发生器设计 (11) 实验3 数字电压表设计 (13) 实验4 数字频率计设计 (16) 实验5 交通灯控制器设计 (19)
EDA实验指导书
目录 实验一Protel DXP 2004认识实验 0 实验二两级阻容耦合三极管放大电路原理图设计 0 实验三原理图元件库建立与调用 (2) 实验四两级阻容耦合三极管放大电路PCB图设计 (4) 实验五集成电路的逻辑功能测试 (6) 实验六组合逻辑电路分析与设计 (11) 实验七Quartus II 的使用 (16) 实验八组合逻辑器件设计 (16) 实验九组合电路设计 (24)
实验一 Protel DXP 2004 认识实验 一、实验目的 1.掌握Prot e l DXP 2004 的安装、启动和关闭。 2.了解Protel DXP 2004 主窗口的组成和各部分的作用。 3.掌握Prot e l DXP 2004 工程和文件的新建、保存、打开。 二、实验内容与步骤 1、Protel_DXP_2004 的安装 (1)用虚拟光驱软件打开Protel_DXP_2004.iso 文件 (2)运行setup\Setup.exe 文件，安装Protel DXP 2004 (3) 运行破解程序后，点击“导入模版”，先导入一个ini文件模版（如果要生成单机版的License选择Unified Nexar-Protel License.ini；要生成网络版的License选择Unified Nexar-Protel Network License.ini），然后修改里面的参数：TransactorName=Your Name（将“Your Name”替换为你想要注册的用户名）；SerialNumber=0000000（如果你只有一台计算机，那么这个可以不用修改，如果有两台以上的计算机且连成局域网，那么请保证每个License文件中的SerialNumber=为不同的值。修改完成后点击“生成协议文件”，任意输入一个文件名（文件后缀为.alf）保存，程序会在相应目录中生成1个License文件。点击“替换密钥”，选取DXP.exe（在DXP 2004安装目录里，默认路径为C:\Program Files\Altium2004\）,程序会自动替换文件中的公开密钥。将前面生成的License文件拷贝至DXP 2004安装目录里（默认路径为C:\Program Files\Altium2004\）授权完成。 （4）打开Protel 在左上角DXP 菜单下的Preference 菜单项里，选中Use localize resources 后关闭Protel_DXP_2004，重新打开软件变为简体中文版本。 2、Protel_DXP_2004 的卸载 卸载Protel_DXP_2004 的具体步骤如下： （1）在Windows 的“开始”菜单中选择“设置/控制面板”，然后在控制面板中选择“添加/删除程序”选项，将弹出对话框。从中选择DXP 2004 应用软件。 （2）单击删除”按钮，将弹出对话框，询问用户是否真的要删除程序。 （3）单击“是”按钮，开始卸载。在卸载过程中，若想终止卸载，可单击“取消”按钮。
EDA实验指导书(vhdl)
实验一 半加器和全加器的设计 一、 实验目的 1、掌握图形的设计方式； 2、掌握自建元件及调用自建元件的方法； 3、熟练掌握MAXPLUS II 的使用。 二、实验内容 1、熟练软件基本操作，完成半加器和全加器的设计； 2、正确设置仿真激励信号，全面检测设计逻辑； 3、综合下载，进行硬件电路测试。 三、实验原理 1、半加器的设计 半加器只考虑了两个加数本身，没有考虑由低位来的进位。 半加器逻辑表达式：B A B A B A S ⊕=+=；AB C = 2.全加器的设计 全加器除考虑两个加数外，还考虑了低位的进位。
0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 全加器逻辑表达式： 1-⊕⊕=i i i i C B A S ；AB C B A C i i i i +⊕=-1)( 3、利用半加器元件完成全加器的设计 （1）图形方式 其中HADDER 为半加器元件。 四、实验步骤 1、完成图形半加器设计。 2、完成VHDL 半加器设计与仿真（记录仿真波形）。 3、完成VHDL 全加器设计与仿真（记录仿真波形）。 4、利用半加器元件进行图形的全加器设计。 五、思考题： 1、怎样自建元件？自建元件的调用要注意什么？
实验二二位加法计数器的设计 一、实验目的 1、掌握二位加法计数器的原理； 2、掌握二位加法计数器的VHDL描述。 3、深入理解VHDL中元件例化的意义。 二、实验内容 1、完成带进位功能二位加法计数器的VHDL设计； 2、正确设置仿真激励信号，全面检测设计逻辑； 3、综合下载，进行硬件电路测试。 三、实验原理 1、二位加法计数器中使用了矢量类型的数据，用来表示计数的数值。 2、元件的例化就是元件的调用，是层次化设计的基础。 具体设计程序由学生自己完成。 四、实验步骤 1、了解二位加法计数器的工作原理。 2、用VHDL文本方式设计二位加法计数器。 3、进行二位加法计数器的设计仿真（记录仿真波形）。 4、进行二位加法计数器的设计下载与测试。 五、思考题 1、怎样设计“减法”计数器？ 2、进位信号的设置应注意什么？
EDA实验指导书2015分析
实验一 半加器的设计 一、 实验目的 1、掌握简单组合电路的设计； 2、掌握CASE 语句的应用方法； 3、掌握真值表到VHDL 的综合； 4、熟练掌握MAXPLUS II 的使用。 二、实验内容 1、熟练软件基本操作，完成半加器的设计； 2、正确设置仿真激励信号，全面检测设计逻辑； 三、实验原理 1、半加器的设计 半加器只考虑了两个加数本身，没有考虑由低位来的进位。 半加器逻辑表达式：B A B A B A S ⊕=+=；AB C = 2、利用CASE 语句进行半加器的设计 3、将生成的半加器生成元件 四、实验步骤 1、完成半加器设计。 2、完成VHDL 半加器设计与仿真（记录仿真波形）。 3、生成半加器元件。 五、思考题： 1、怎样自建元件？自建元件的调用要注意什么？
实验二 全加器的设计 二、 实验目的 1、掌握图形的设计方式； 2、掌握自建元件及调用自建元件的方法； 3、熟练掌握MAXPLUS II 的使用。 二、实验内容 1、熟练软件基本操作，完成全加器的设计； 2、正确设置仿真激励信号，全面检测设计逻辑； 三、实验原理 1、全加器的设计 全加器除考虑两个加数外，还考虑了低位的进位。 全加器逻辑表达式： 1-⊕⊕=i i i i C B A S ；AB C B A C i i i i +⊕=-1)( 2、利用半加器元件完成全加器的设计 图形方式（其中HADDER 为半加器元件）
四、实验步骤 1、完成图形全加器设计。 2、完成VHDL全加器设计与仿真（记录仿真波形）。 3、利用半加器元件进行图形的全加器设计。 五、思考题： 1、怎样自建元件？自建元件的调用要注意什么？
EDA实验指导书新新印刷
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淮阴工学院 EDA技术实验指导书 编者: 叶小婷 电子与电气工程学院 6月7日
目录 实验一基于QUARTUSII 图形输入电路的设计 (1) 实验二基于VHDL 格雷码编码器的设计 (16) 实验三含异步清零和同步使能的加法计数器 (18) 实验四八位七段数码管动态显示电路的设计 (20) 实验五数控分频器的设计 (22) 实验六图形和VHDL 混合输入的电路设计 (23) 实验七四位并行乘法器的设计 (26) 实验八基本触发器的设计 (28) 实验九四位全加器设计 (30) 实验十矩阵键盘显示电路的设计 (32) 实验十一用VHDL 设计七人表决器 (35) 实验十二用VHDL 设计四人抢答器 (37) 实验九熟悉PROTEL99环境 (39) 实验十原理图设计 (42) 实验十一元件制作与网络表操作 (44) 实验十二印刷电路板设计 (47) 附录一实验箱常见管脚分配表 (49) 附录二参考程序 (51)
实验一基于QUARTUSII 图形输入电路的设计 一、实验目的 1．经过一个简单的3—8译码器的设计, 掌握组合逻辑电路的设计方法。 2．初步了解QUARTUSII 原理图输入设计的全过程。 3．掌握组合逻辑电路的静态测试方法。 二、实验设备 1．PC机一台; 2．Altera Blaster下载器一根; 3．THGSC-3型实验箱一台。 三、实验原理 3-8译码器三输入, 八输出。当输入信号按二进制方式的表示值为N时, 输出端标号为N 的输出端输出高电平表示有信号产生, 而其它则为低电平表示无信号产生。因为三个输入端能产生的组合状态有八种, 因此输出端在每种组合中仅有一位为高电平的情况下, 能表示所有的输入组合。 译码器不需要像编码器那样用一个输出端指示输出是否有效。但能够在输入中加入一个输出使能端, 用来指示是否将当前的输入进行有效的译码, 当使能端指示输入信号无效或不用对当前信号进行译码时, 输出端全为高电平, 表示无任何信号。本例设计中没有考虑使能输入端, 自己设计时能够考虑加入使能输入端时, 程序如何设计。