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河北科技师范学院机电工程学院电子设计自动化（EDA）实验指导书选用教材：《EDA技术实用教程》第三版潘松、黄继业编著电子信息实验室杜殿会2012.4.31《电子设计自动化（EDA）》课程实验指导书使用说明《电子设计自动化（EDA）》实验指导书适用于电子信息工程本科专业和应用电子技术专科专业，共有验证型实验0个、综合型实验0个、设计型实验12个。其中电子信息工程本科专业实验14学时，实验/理论学时比为14/40，包括简单组合电路的设计、加法计数器的设计及显示、用原理图输入法设计8位全加器和8位十六进制频率计设计等12个实验项目。……。本实验现有主要实验设备12台（套），每轮实验安排学生24人，每组2人，每轮实验需要安排实验指导教师2人。其他需要说明的内容……实验指导书执笔人：杜殿会实验指导书审核人：2目录一、EDA实验系统主板与芯片管脚对应关系........................3二、QuartusII软件使用过程操作及实验注意事项：................3实验一：1位全加器的设计.......................................6实验二8位全加器设计..........................................9实验三加法计数器及译码电路设计..............................11实验四数码管扫描驱动显示电路设计............................15实验五正弦信号发生器设计....................................17实验六自动售货机程序设计....................................20实验七数字时钟设计..........................................22实验八8位十六进制频率计设计.................................33附录：EDA技术实验开发系统ZY11EDA13BE实验箱简介............403EDA实验指导书一、EDA实验系统主板与芯片管脚对应关系1、主板系统I/O分配：主板功能模块：对应主板I/O口号：对应核心芯片管脚号：数码管/液晶位选(a,b,c)（0..2）I/O0~27~9脚段选（a,b…f）（6..0）I/O3~910~16脚发光二极管LED(1~16)(A/D，D/A）I/O12~27I/O1219I/O13~2024~31I/O21~2636~41I/O2744按键/键盘KD1~KD16I/O28~43I/O28~3045~47I/O31~3653~58I/O37~4260~65I/O4367喇叭I/O4468表1实验箱主芯片输入输出端口引脚号2、时钟输入：时钟号属性对应芯片EP1K30QC208-2的引脚号GCK1：输入79脚GCK2：输入183脚GCK3：输入80脚表2时钟输入对应芯片引脚号3、模式选择开关拨码开关使用说明：1脚：ON表示数码管SM1-SM8有效，否则无效；2脚：ON表示发光二极管LED1-LED8有效，否则无效；3脚：ON表示发光二极管LED9-LED16有效，否则无效；4脚：ON表示拨位和微动开关KD1/K1-KD8/K8有效，否则无效；5脚：ON表示拨位和微动开关KD9/K9-KD16/K16有效，否则无效；6脚：ON表示AD转换有效，否则无效；7脚：ON表示DA转换有效，否则无效；8脚：ON表示开关指示灯KL1-KL16有效，否则无效。二、QuartusII软件使用过程操作及实验注意事项：1、建立工作库文件夹建立工作库目录,以便存储工程（Project）项目设计文件，建立一个文件夹用于放置工程项目的所有文件，此文件夹被EDA软件默认为工作库（WorkLibrary）。注意：新建一个文件夹，文件夹名不要用中文，也最好不要用数字，不要设置在本软件的安装目录中。如：E:\banjiaqi2、输入设计项目和存盘①打开QuartusII，选择File→New→BlockDiagram/SchematicFile(或其他类型文件)→OK.4②原理图输入方法：在编辑窗口中的任何位置上右击鼠标，在出现的快捷菜单中选Inset→Symbol（或者在编辑窗口中双击鼠标左键），在新出现的窗口左侧Libraries中选择路径及器件，然后单击窗口中的OK按钮。如果知道所调入元件的名称，可在窗口左下部的Name：栏内直接输入元件名称后单击OK按钮。逐一将所需原件全部调入。用单击拖动的方法连接好电路，在输入输出引脚上双击使其变黑，修改引脚名称。文本输入方法：直接在软件编辑窗口中输入，或在其他任何文本输入编辑软件中输入(半角、英文)在复制粘贴到本软件文本编辑窗口中即可。③选择菜单File→SaveAs(不要直接点击存储按钮，或选择File→Save，那会覆盖上次保存时的默认路径中的文件)，选择保存文件路径到刚建立的工程目录中，给文件取名注意后缀为“.bdf”、“.vhd”、“.vwf”等。参见教材图5-43所示。3、将设计项目设置成可调用的元件在设计文件打开的情况下，选择菜单File→Create/Update→CreateSymbolFileforCurrentFile,即可将当前文件变成一个元件符号存盘于工程目录中，以待更高层设计中调用。询问是否创建工程选否。4、更高一层或顶层文件设计关闭底层文件，重新建立一个原理图或文本文件编辑窗口，方法同前，包括先前生成的底层文件（调入元件窗口左下角name窗口右侧点击“…”），编辑好后另存到同一工程目录下。如教材图5-44所示。5、将设计项目设置成工程和时序仿真在顶层文件另存时，会出现是否创建工程提示框，选择“是”即进入创建工程指导过程，如果选择“否”，保存后再创建工程需要点击进入File→New→NewQuartusIIProject,进入NewProjectWizard（或点击File→NewProjectWizard）；→next→输入工程目录或工作库目录（第一相框）、工程名称和顶层设计文件名(或点击右侧“…”查找相关参数)→添加工程中包含的文件→选择器件（仅进行功能仿真时，此步可越过）→选择eda输入编译或综合工具、仿真工具、时间分析器工具，此步可不选默认为Altera公司相关软件→工程项目将要创建的相关信息，点击finsh即完成工程设置。6、全程编译QuartusII编译器是由一系列处理模块构成的，包括设计项目检错、逻辑综合、结构综合、输出结果、时序分析。将设计文件适配到FPGA/CPLD目标器件中，同时产生多种输出文件，如功能和时序信息文件、器件编程的目标文件等。5选择Processing菜单下→StartCompilation,启动全程编译。编译过程中中断或结束，会在编辑窗口下方出现Massage编译信息窗口，包括错误、警告、成功等信息，双击错误提示语句会自动索引到源文件中错误所在位置，便于修改。如果编译成功会出现CompilationReport-FlowSummary对话框,显示硬件耗用统计报告。7、时序仿真①打开波形编辑器：File菜单下New→Verification/DebuggingFiles→VectorwaveformFile→OK,出现波形编辑器窗口②设置仿真时间区域：Edit→EndTime→在Time栏处输入仿真时间，通常选数十微妙→OK，结束设置。③端口信号名引入及输入激励信号波形编辑方法1：View菜单下→UtilityWindows→NodeFinder→Filter框中选Pins:all→List→将NodesFound框中节点选中拖到波形编辑器窗口中。方法2：Edit菜单下→Insert→InsertNodeorBus→NodeFinder→Filter框中选Pins:all→List→将NodesFound中出现的端口选中→点击≥端口出现在右侧SelectedNodes框中→OK→端口自动进入波形编辑器。方法3：在波形编辑器窗口的左栏内单击鼠标右键→Insert→InsertNodeorBus→余下与方法2中的步骤相同。④编辑输入波形和总线数据格式设置⑤波形文件存盘：File→SaveAs….⑥启动仿真器：Processing→StartSimulation,直到出现“SimulationReportWindow”仿真结束。⑦观察仿真结果：查看延时，时间轴缩放，鼠标、光标定位，群组等。8、引脚锁定：（此步必须在选择元器件并编译仿真通过后才可行）：Assignments菜单→Pin，在Location栏下依次输入端口名所对应的引脚号。引脚锁定后要再次启动编译器进行编译，将引脚信息锁定进入下载文件中。实验过程中，修改某些参数后，要保存和重新编译、下载。9、文件下载实验箱上电源关断的前提下连好数据线，电源线，打开交流开关，关掉时钟模块电源，然后下载程序。Tools菜单→Programmer如果是第一次使用下载编程器，应进行硬件设置，点击HardwareSetup…→AddHardware→选ByteBlaster[LPT1]-对于并口下载线→Close；下载模式选Mode：JTAG;加入下载文件AddFile…,找到要下载的.sof格式文件用于直接对FPGA配置，如果加入.pof格式文件则可实现对EPC等配置芯片的配置；AddDevice，如果配置文件中（.sof,或.pof）包含器件6内容，本步可省略；→点击Start，开始下载，提示100%，则成功。出现不能打开下载器或不能设置下载参数接口的情况，尝试关闭瑞星或其他产品的杀毒和防火墙等。9、实验过程中，修改某些参数后，要保存，重新编译，下载。10、仿真波形拷贝实验结束要填写实验记录，（实验仿真波形可用抓图软件“NamoCapture.exe”捕捉窗口截取，也可用PrintScreen打印屏幕，在Word中裁剪粘贴，还可以利用任务栏中开始→程序→附件→画图工具），整理好实验设备。截图要保留顶端你的文件路径，你的工作目录要用你的名字的全拼表示。实验一：1位全加器的设计实验学时：2实验类型：验证型实验要求：必修一、实验目的二、实验仪器与设备三、实验原理及主要知识点四、实验步骤1.…2.……五、实验结果与分析六、实验思考题及实验报告要求一、实验目的1、学习Quartusii软件的安装和使用。2、学习原理图输入方式设计半加器和全加器。二、实验仪器1、PC机1台;2、EDA实验箱1套。三、实验要求1、复习教材关于QuartusII使用的内容;2、预习实验指导书;3、实验报告中要有仿真抓图内容;4、实验箱下载测试设计结果。7四、实验内容与步骤1、安装QuartusII，重点阅读安装说明，正确设置Lesinse文件。2、半加器设计：打开QuartusII，创建新的原理图文件，File\new…\BlackDiagram/SchematicFile\OK.,在进入原理图输入编辑方式窗口后，在空白处双击鼠标左键，或点击鼠标右键，选择Insert\Symbol（或SymbolasBlock），进入\...quartus/librares\输入自己需要的原理图符号。比较简单的逻辑符号可选primitives下的元件。也可在Name：框下直接输入你要选择输入的符号名称。如input，output，xor等。半加器原理图文件参考设计如图1所示。连接好连线，用鼠标左键点击并拖动，元件和连线一起移动，不能出现断裂，否则为没有连接好。图1半加器设计图3、保存文件：保存于自己名字（用汉语拼音拼写）的文件夹中，路径中只能用英文字符及数字。如D:\eda\tangguobin\shiyan1，如果事先没有创建这一路径，可在保存显示框中新建你所需的文件路径及你的工作目录，路径中不出现中文。确定后提示你是否创建工程，选择“否”。4、创建默认符号：菜单File→Create/Update→CreateSymbolFileforCurrentFile