实验指导书（选修）.docVIP

PAGE PAGE 3 EDA实验指导书 计算机科学与技术学院 计算机系应用教研室 2007-8 目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u HYPERLINK \l _Toc 目 录 PAGEREF _Toc \h 2 HYPERLINK \l _Toc 使用本实验指导书的缺省约定 PAGEREF _Toc \h 3 HYPERLINK \l _Toc 实验用到的资源和原理 PAGEREF _Toc \h 3 HYPERLINK \l _Toc 实验1 二输入与门原理图输入设计 PAGEREF _Toc \h 5 HYPERLINK \l _Toc 实验2 基于VHDL二输入与门设计 PAGEREF _Toc \h 8 HYPERLINK \l _Toc 实验3 2选1多路选择器VHDL设计 PAGEREF _Toc \h 10 HYPERLINK \l _Toc 实验4 数控分频器的设计 PAGEREF _Toc \h 11 HYPERLINK \l _Toc 实验5 5人表决器的设计 PAGEREF _Toc \h 12 HYPERLINK \l _Toc 实验6 红绿灯控制器设计 PAGEREF _Toc \h 13 HYPERLINK \l _Toc 实验报告内容 PAGEREF _Toc \h 15 使用本实验指导书的缺省约定 本实验指导书的所有实验均采用软件为Quartus II 5.0,硬件芯片为ALTERA 的Cyclone 系列FPGA芯片EP1C6Q240C8。 实验用到的资源和原理 实验用到的资源包括1：逻辑开关2：发光二极管指示灯3：单脉冲/1M-8M 数字逻辑实验需要用到的输入为逻辑0、1，由逻辑开关提供，实验台提供了16个逻辑开关，为SD0、SD1……SD15,和FPGA的连接关系如下表1。输出的逻辑0、1接到发光二极管，实验台提供了很多发光二极管，具体只列了部分于表1－1中。 表1 FPGA引脚 逻辑开关 FPGA引脚 发光二极管 200 SD0 41 LEDIO41 201 SD1 42 LEDIO42 202 SD2 43 LEDIO43 203 SD3 44 LEDIO44 214 SD4 45 LEDIO45 215 SD5 46 LEDIO46 216 SD6 47 LEDIO47 217 SD7 48 LEDIO48 223 SD8 57 LEDIO57 224 SD9 58 LEDIO58 225 SD10 59 LEDIO59 226 SD11 60 LEDIO60 234 SD12 61 LEDIO61 235 SD13 62 LEDIO62 236 SD14 63 LEDIO63 237 SD15 64 LEDIO64 29 单脉冲/1M-8M方波 83 LEDIO83 从表中可以看出，SD0连接于200脚，SD1连接于200脚，41脚到83脚分别接有一个发光二极管指示灯。具体原理如下图1所示（只列处了两个逻辑开关和两个发光二极管，其余同理）。通过拨动逻辑开关实现逻辑0、1的输入，输出的逻辑0、1通过发光二极管指示，1亮0灭。 时序电路的实验要用到脉冲和1M-8M方波，由29脚的提供，原理如下图所示。当短路子DZ3短接时，DZ4断开时，29脚和单脉冲(按一下出一个高电平的单脉冲)连接，当DZ4短接时，DZ3断开时，29脚接方波，此时频率由DZ5、DZ65、DZ75、DZ85的短接情况决定。DZ5短接时为8M, DZ6短接时为4M,DZ7短接时为2M,DZ8短接时为1M。 图1 实验1 二输入与门原理图输入设计 1、实验目的 通过本实验，理解Quartus II软件工具的使用方法和流程。 了解基于原理图设计的方法。 2、实验原理 本实验通过在二输入与门的两个输入加入信号（来自逻辑开关），控制加在二输入与门输出端的LED指示灯的亮和灭，对二输入与门的原理进行验证，从而熟悉和理解Quartus II软件工具的使用方法和流程。LED指示灯和逻辑开关的原理见“实验用到的资源和原理”部分。 3、实验步骤： 1）创建新的Quartus II工程（在创建新工程前，需要创建一个工作目录） 打开File—New Project Wizard菜单，创建工程，并指定芯片为EP1C6Q240C8. 建立顶层模块设计文件（.bdf），选择File－New,选择Block Diagram/Schematic File，按OK。注意：此文件必须与上一步骤的顶层文件名称相同，Save时自动出现顶层文件名称，保持不变。 在BDF文件设计窗口内的空白处双击,Symbol对话框出现,选择原件and2,如下图所示: 重新打开Symbol对话