電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)EDA版

1、數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)課程要求：課程要求：n保證出勤，不能遲到早退；保證出勤，不能遲到早退；n不許在教室吃早點(diǎn)；不許在教室吃早點(diǎn)；n保持教室衛(wèi)生，每天安排值日生做衛(wèi)生；保持教室衛(wèi)生，每天安排值日生做衛(wèi)生；n下課后關(guān)閉電腦和實(shí)驗(yàn)箱電源，整理好實(shí)下課后關(guān)閉電腦和實(shí)驗(yàn)箱電源，整理好實(shí)驗(yàn)臺(tái)；（鼓勵(lì)自己帶電腦）驗(yàn)臺(tái)；（鼓勵(lì)自己帶電腦）n注意安全。注意安全。1數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)2電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)(II)(II)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)3一、課程目的：一、課程目的： 本次課程設(shè)計(jì)，老師給出設(shè)計(jì)要求，本次課程設(shè)計(jì)，老師給出設(shè)計(jì)要求，學(xué)生自

2、己設(shè)計(jì)電路，在設(shè)計(jì)思路上不框定學(xué)生自己設(shè)計(jì)電路，在設(shè)計(jì)思路上不框定和約束同學(xué)們的思維，可以發(fā)揮自己的創(chuàng)和約束同學(xué)們的思維，可以發(fā)揮自己的創(chuàng)造性盡可能多地實(shí)現(xiàn)所設(shè)計(jì)電路的功能。造性盡可能多地實(shí)現(xiàn)所設(shè)計(jì)電路的功能。 電子搶答器、交通指示燈、彩燈（霓電子搶答器、交通指示燈、彩燈（霓虹燈）、音樂電路都是我們比較熟悉的電虹燈）、音樂電路都是我們比較熟悉的電子裝置。我們通過這些電路的設(shè)計(jì)可以更子裝置。我們通過這些電路的設(shè)計(jì)可以更好地掌握和應(yīng)用電子技術(shù)課程中的知識。好地掌握和應(yīng)用電子技術(shù)課程中的知識。數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)4二、設(shè)計(jì)題目：二、設(shè)計(jì)題目：1、6路電子搶答器的設(shè)計(jì)路電子搶答器的

3、設(shè)計(jì)2、交通指示燈的設(shè)計(jì)、交通指示燈的設(shè)計(jì)3、電子琴的設(shè)計(jì)、電子琴的設(shè)計(jì)4、彩燈的設(shè)計(jì)、彩燈的設(shè)計(jì)5、數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)、數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)（一）（一）6 6路電子搶答器的設(shè)計(jì)路電子搶答器的設(shè)計(jì)基本功能：基本功能：1 1、 搶答器同時(shí)供搶答器同時(shí)供6 6名選手比賽，分別用名選手比賽，分別用6 6個(gè)按鈕個(gè)按鈕S0S0 S5S5表示表示。2 2、設(shè)置系統(tǒng)清除（復(fù)位）和搶答控制（開始）開關(guān)、設(shè)置系統(tǒng)清除（復(fù)位）和搶答控制（開始）開關(guān) S S，該，該開關(guān)由主持人控制。開關(guān)由主持人控制。3 3、搶答器具有優(yōu)先鎖存功能。即第一個(gè)選手按動(dòng)按鈕，鎖、搶答器具有優(yōu)先鎖存功能。即第一個(gè)

4、選手按動(dòng)按鈕，鎖存相應(yīng)的編號，揚(yáng)聲器發(fā)出聲響提示，其他后搶答的選存相應(yīng)的編號，揚(yáng)聲器發(fā)出聲響提示，其他后搶答的選手再搶答無效，并不需要報(bào)警等任何提示。手再搶答無效，并不需要報(bào)警等任何提示。4 4、搶答器具有顯示功能。即能顯示第一個(gè)搶答選手的編號、搶答器具有顯示功能。即能顯示第一個(gè)搶答選手的編號，并且一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。，并且一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。5數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)擴(kuò)展功能：擴(kuò)展功能：1 1、具有顯示搶答時(shí)間的功能。即主持人按動(dòng)開始按、具有顯示搶答時(shí)間的功能。即主持人按動(dòng)開始按鍵后，由一定時(shí)間（可以自己設(shè)定）開始倒計(jì)時(shí)鍵后，由一定時(shí)間（可以自己設(shè)定）

5、開始倒計(jì)時(shí)，當(dāng)有人搶答時(shí)倒計(jì)時(shí)停止，當(dāng)?shù)褂?jì)時(shí)計(jì)時(shí)到零，當(dāng)有人搶答時(shí)倒計(jì)時(shí)停止，當(dāng)?shù)褂?jì)時(shí)計(jì)時(shí)到零時(shí)還無人搶答，報(bào)警提示，定時(shí)顯示器上顯示時(shí)還無人搶答，報(bào)警提示，定時(shí)顯示器上顯示0000。 2、搶答器的搶答時(shí)間可以隨意設(shè)定。即由主持人搶答器的搶答時(shí)間可以隨意設(shè)定。即由主持人根據(jù)題目的難易程度來設(shè)定時(shí)間的長短。當(dāng)主持根據(jù)題目的難易程度來設(shè)定時(shí)間的長短。當(dāng)主持人啟動(dòng)人啟動(dòng)“開始開始”鍵后，定時(shí)器進(jìn)行減計(jì)時(shí)。鍵后，定時(shí)器進(jìn)行減計(jì)時(shí)。3 3、具有顯示答題時(shí)間的功能。、具有顯示答題時(shí)間的功能。6數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)評分標(biāo)準(zhǔn)：評分標(biāo)準(zhǔn)： 1 1、完成基本功能加、完成基本功能加3535分；分

6、；2 2、完成擴(kuò)展功能、完成擴(kuò)展功能1 1加加1010分；分；3 3、完成擴(kuò)展功能、完成擴(kuò)展功能2 2加加1010分；分；4 4、完成擴(kuò)展功能、完成擴(kuò)展功能3 3加加5 5分；分；7數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)8（二）交通指示燈的設(shè)計(jì)（二）交通指示燈的設(shè)計(jì)基本功能：基本功能：1 1、用三個(gè)、用三個(gè)LEDLED燈來表示東西方向的紅綠黃燈，另外三燈來表示東西方向的紅綠黃燈，另外三個(gè)個(gè)LEDLED燈來表示南北方向的紅綠黃燈；燈來表示南北方向的紅綠黃燈；2 2、東西方向綠燈亮、東西方向綠燈亮4 4秒后閃秒后閃2 2秒滅秒滅, ,黃燈亮黃燈亮2 2秒滅秒滅, ,同時(shí)同時(shí)南北方向紅燈亮南北方向

7、紅燈亮8 8秒；南北方向綠燈亮秒；南北方向綠燈亮4 4秒后閃秒后閃2 2秒秒滅滅, ,黃燈亮黃燈亮2 2秒滅秒滅, ,同時(shí)東西方向紅燈亮同時(shí)東西方向紅燈亮8 8秒；秒； 。這樣循環(huán)下去；這樣循環(huán)下去；4秒秒2秒秒2秒秒4秒秒2秒秒2秒秒東西燈東西燈 綠亮綠亮 綠閃綠閃 黃亮黃亮 紅亮紅亮 紅亮紅亮 紅亮紅亮南北燈南北燈 紅亮紅亮 紅亮紅亮 紅亮紅亮 綠亮綠亮 綠閃綠閃 黃亮黃亮數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)9擴(kuò)展功能：擴(kuò)展功能：1 1、倒計(jì)時(shí)顯示功能。即綠燈亮的同時(shí)，相應(yīng)數(shù)碼管顯、倒計(jì)時(shí)顯示功能。即綠燈亮的同時(shí)，相應(yīng)數(shù)碼管顯示從示從6 6秒開始倒計(jì)時(shí)到秒開始倒計(jì)時(shí)到1 1秒，然后黃燈

8、亮，同時(shí)數(shù)碼秒，然后黃燈亮，同時(shí)數(shù)碼管顯示從管顯示從2 2倒計(jì)時(shí)到倒計(jì)時(shí)到1 1，然后紅燈亮，同時(shí)數(shù)碼管顯，然后紅燈亮，同時(shí)數(shù)碼管顯示從示從8 8倒計(jì)時(shí)到倒計(jì)時(shí)到1 1。兩個(gè)方向燈亮滅交替的過程，相。兩個(gè)方向燈亮滅交替的過程，相應(yīng)數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)顯示交替變化。應(yīng)數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)顯示交替變化。2 2、東西方向和南北方向紅燈亮的時(shí)間長度不一樣。當(dāng)、東西方向和南北方向紅燈亮的時(shí)間長度不一樣。當(dāng)十字路口為大道和小道時(shí)，通常大道綠燈亮的時(shí)間十字路口為大道和小道時(shí)，通常大道綠燈亮的時(shí)間長，紅燈亮的時(shí)間短；小道紅燈亮的時(shí)間長，綠燈長，紅燈亮的時(shí)間短；小道紅燈亮的時(shí)間長，綠燈亮的時(shí)間短。亮的時(shí)間短。3 3、兩個(gè)方向紅

9、燈亮的時(shí)間不一樣長，并能數(shù)碼管倒計(jì)、兩個(gè)方向紅燈亮的時(shí)間不一樣長，并能數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)顯示。時(shí)顯示。數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)評分標(biāo)準(zhǔn)：評分標(biāo)準(zhǔn)：基本功能：基本功能： 3535分分?jǐn)U展功能擴(kuò)展功能1 1： 1010分分?jǐn)U展功能擴(kuò)展功能2: 102: 10分分?jǐn)U展功能擴(kuò)展功能3: 53: 5分分10數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)（三）數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)（三）數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)基本功能：基本功能： 能時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)并數(shù)碼管顯示計(jì)時(shí)結(jié)果。能時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)并數(shù)碼管顯示計(jì)時(shí)結(jié)果。擴(kuò)展功能：擴(kuò)展功能：1 1、有星期電路，數(shù)碼管顯示、有星期電路，數(shù)碼管顯示1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6

10、6、8 8、1 1循環(huán)計(jì)數(shù)循環(huán)計(jì)數(shù)2 2、實(shí)現(xiàn)小時(shí)和分的校時(shí)，手動(dòng)或自動(dòng)，校到想、實(shí)現(xiàn)小時(shí)和分的校時(shí)，手動(dòng)或自動(dòng)，校到想要的時(shí)間，然后在這個(gè)數(shù)基礎(chǔ)上繼續(xù)運(yùn)行；要的時(shí)間，然后在這個(gè)數(shù)基礎(chǔ)上繼續(xù)運(yùn)行； 11數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)擴(kuò)展功能：擴(kuò)展功能：3 3、能夠整點(diǎn)報(bào)時(shí)，當(dāng)快到整點(diǎn)的時(shí)候，模仿、能夠整點(diǎn)報(bào)時(shí)，當(dāng)快到整點(diǎn)的時(shí)候，模仿電臺(tái)的整點(diǎn)報(bào)時(shí)，四聲低音，一聲高音；電臺(tái)的整點(diǎn)報(bào)時(shí)，四聲低音，一聲高音；4 4、實(shí)現(xiàn)年月電路，和正常的月份天數(shù)一樣。、實(shí)現(xiàn)年月電路，和正常的月份天數(shù)一樣。12數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)評分標(biāo)準(zhǔn)：評分標(biāo)準(zhǔn)： 1 1、完成基本功能、完成基本功能3

11、535分分2 2、星期電路通過驗(yàn)收加、星期電路通過驗(yàn)收加1010分分3 3、校時(shí)電路通過加、校時(shí)電路通過加5 5分；分；4 4、報(bào)時(shí)電路通過加、報(bào)時(shí)電路通過加5 5分；分；5 5、年月電路通過加、年月電路通過加5 5分；分；13數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)（四）電子琴的設(shè)計(jì)（四）電子琴的設(shè)計(jì)基本功能：基本功能： 設(shè)計(jì)一個(gè)八音符電子琴，通過彈擊按設(shè)計(jì)一個(gè)八音符電子琴，通過彈擊按鍵演奏音樂。鍵演奏音樂。擴(kuò)展功能：擴(kuò)展功能：1 1、能夠完成、能夠完成3 3首以上的切換；首以上的切換；2 2、音樂能夠配合、音樂能夠配合ledled燈的變換；燈的變換；3 3、音樂配合、音樂配合ledled燈

12、變換與數(shù)碼管的顯示。燈變換與數(shù)碼管的顯示。14數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)評分標(biāo)準(zhǔn)：評分標(biāo)準(zhǔn)：基本功能：基本功能： 3535分分?jǐn)U展功能擴(kuò)展功能1 1： 1010分分?jǐn)U展功能擴(kuò)展功能2: 102: 10分分?jǐn)U展功能擴(kuò)展功能3: 53: 5分分15數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)（五）彩燈的設(shè)計(jì)（五）彩燈的設(shè)計(jì)基本功能：基本功能：1 1、有、有4 4種不同的花樣變化，每種花樣持續(xù)一定時(shí)間種不同的花樣變化，每種花樣持續(xù)一定時(shí)間自動(dòng)換成下一個(gè)花樣，自動(dòng)循環(huán)變換。自動(dòng)換成下一個(gè)花樣，自動(dòng)循環(huán)變換。2 2、用、用8 8路路LEDLED燈來輸出。即每種花樣都由燈來輸出。即每種花樣都由8

13、 8路路LEDLED燈燈來顯示花樣的變化。來顯示花樣的變化。3 3、能顯示花樣的種數(shù)。即給每種花樣賦予相應(yīng)的編、能顯示花樣的種數(shù)。即給每種花樣賦予相應(yīng)的編號，當(dāng)此種花樣運(yùn)行的時(shí)候，在數(shù)碼管上顯示相號，當(dāng)此種花樣運(yùn)行的時(shí)候，在數(shù)碼管上顯示相應(yīng)的編號。應(yīng)的編號。16數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)擴(kuò)展功能：擴(kuò)展功能：1 1、花樣的選擇可以控制。即可以通過按鍵來、花樣的選擇可以控制。即可以通過按鍵來選擇輸出的花形，并且和自動(dòng)循環(huán)自由切選擇輸出的花形，并且和自動(dòng)循環(huán)自由切換。換。2 2、顯示每種花樣運(yùn)行的時(shí)間。即當(dāng)一種花樣、顯示每種花樣運(yùn)行的時(shí)間。即當(dāng)一種花樣開始運(yùn)行時(shí)，用相應(yīng)的數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)顯

14、示開始運(yùn)行時(shí)，用相應(yīng)的數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)顯示其運(yùn)行的時(shí)間。其運(yùn)行的時(shí)間。17數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)評分標(biāo)準(zhǔn)：評分標(biāo)準(zhǔn)：基本功能：基本功能： 4040分分?jǐn)U展功能擴(kuò)展功能1 1： 1010分分?jǐn)U展功能擴(kuò)展功能2: 102: 10分分18數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)19三、設(shè)計(jì)要求三、設(shè)計(jì)要求n 基本功能；基本功能；n 擴(kuò)展功能；擴(kuò)展功能；n 查閱設(shè)計(jì)報(bào)告；查閱設(shè)計(jì)報(bào)告；n 測試報(bào)告（每天）；測試報(bào)告（每天）；n 答辯（自愿）；答辯（自愿）；n 總結(jié)報(bào)告?？偨Y(jié)報(bào)告。數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)20 EDA EDA（Electronics Design Autom

15、ationElectronics Design Automation）即電）即電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)。子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)。EDAEDA技術(shù)就是依賴功能強(qiáng)大的計(jì)技術(shù)就是依賴功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)，在算機(jī)，在EDAEDA工具軟件平臺(tái)上，對硬件描述語言工具軟件平臺(tái)上，對硬件描述語言HDLHDL為系統(tǒng)邏輯描述手段完成的設(shè)計(jì)文件，自動(dòng)的完成為系統(tǒng)邏輯描述手段完成的設(shè)計(jì)文件，自動(dòng)的完成邏輯編譯、邏輯化簡、邏輯分割、邏輯綜合、結(jié)構(gòu)邏輯編譯、邏輯化簡、邏輯分割、邏輯綜合、結(jié)構(gòu)綜合（布局布線），以及邏輯優(yōu)化和仿真測試，直綜合（布局布線），以及邏輯優(yōu)化和仿真測試，直至實(shí)現(xiàn)既定的電子線路系統(tǒng)功能。至實(shí)現(xiàn)既定的電子線路系統(tǒng)功能。

16、 本次課程設(shè)計(jì)采用本次課程設(shè)計(jì)采用EDAEDA的開發(fā)工具是的開發(fā)工具是quartusquartus軟件。軟件。四、設(shè)計(jì)方法四、設(shè)計(jì)方法 數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)21五、實(shí)施方式五、實(shí)施方式用原理圖設(shè)計(jì)方式完成設(shè)計(jì)。用原理圖設(shè)計(jì)方式完成設(shè)計(jì)。使用功能仿真單獨(dú)仿真驗(yàn)證各模塊的功能。使用功能仿真單獨(dú)仿真驗(yàn)證各模塊的功能。產(chǎn)生頂層模塊，完成頂層設(shè)計(jì)。產(chǎn)生頂層模塊，完成頂層設(shè)計(jì)。選擇目標(biāo)器件，編譯頂層設(shè)計(jì)，在編譯報(bào)告中查選擇目標(biāo)器件，編譯頂層設(shè)計(jì)，在編譯報(bào)告中查看時(shí)序分析結(jié)果和器件資源使用情況?？磿r(shí)序分析結(jié)果和器件資源使用情況。在分配編輯器中完成引腳分配。在分配編輯器中完成引腳分配。下載

17、到芯片并驗(yàn)證設(shè)計(jì)。下載到芯片并驗(yàn)證設(shè)計(jì)。數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)六、總評分標(biāo)準(zhǔn)六、總評分標(biāo)準(zhǔn)1 1、電路設(shè)計(jì)（基本功能、電路設(shè)計(jì)（基本功能+ +擴(kuò)展功能）：擴(kuò)展功能）：6060分分2 2、測試報(bào)告（每天）：、測試報(bào)告（每天）： 1515分分3 3、查閱設(shè)計(jì)報(bào)告：、查閱設(shè)計(jì)報(bào)告： 1010分分4 4、考勤：、考勤： 5 5分分5 5、大報(bào)告：、大報(bào)告： 5 5分分6 6、答辯（自愿）：、答辯（自愿）： 5 5分分22數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)23 QuartusQuartus簡介簡介 QuartusQuartus提供了方便的設(shè)計(jì)輸入方式、快速的編譯和提供了方便的設(shè)計(jì)

18、輸入方式、快速的編譯和直接易懂的器件編程。能夠支持邏輯門數(shù)在百萬門以直接易懂的器件編程。能夠支持邏輯門數(shù)在百萬門以上的邏輯器件的開發(fā)，并且為第三方工具提供了無縫上的邏輯器件的開發(fā)，并且為第三方工具提供了無縫接口。接口。QuartusQuartus支持的器件有：支持的器件有：Stratix Stratix 、Stratix GXStratix GX、StratixStratix、MercuryMercury、MAX3000AMAX3000A、MAX MAX 7000B7000B、MAX 7000SMAX 7000S、MAX 7000AEMAX 7000AE、MAX MAX 、FLEX6000FL

19、EX6000、FLEX10KFLEX10K、FLEX10KAFLEX10KA、FLEX10KEFLEX10KE、CycloneCyclone、Cyclone Cyclone 、APEX APEX 、APEX20KCAPEX20KC、APEX20KEAPEX20KE和和ACEX1KACEX1K系列。系列。QuartusQuartus軟件包的編程器是系統(tǒng)的核心，提供功能強(qiáng)軟件包的編程器是系統(tǒng)的核心，提供功能強(qiáng)大的設(shè)計(jì)處理，設(shè)計(jì)者可以添加特定的約束條件來提大的設(shè)計(jì)處理，設(shè)計(jì)者可以添加特定的約束條件來提高芯片的利用率。高芯片的利用率。 數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)24自頂向下的設(shè)計(jì)方法自頂

20、向下的設(shè)計(jì)方法數(shù)字電路的數(shù)字電路的EDAEDA設(shè)計(jì)是基于設(shè)計(jì)是基于PLDPLD進(jìn)行設(shè)計(jì)的，支持自頂進(jìn)行設(shè)計(jì)的，支持自頂向下的設(shè)計(jì)方法：向下的設(shè)計(jì)方法：（1 1）首先從系統(tǒng)設(shè)計(jì)入手，在頂層進(jìn)行功能劃分和）首先從系統(tǒng)設(shè)計(jì)入手，在頂層進(jìn)行功能劃分和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；（2 2）然后再逐級設(shè)計(jì)底層的結(jié)構(gòu)；）然后再逐級設(shè)計(jì)底層的結(jié)構(gòu)；（3 3）并在系統(tǒng)級采用仿真手段驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性；）并在系統(tǒng)級采用仿真手段驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性；（4 4）最后完成整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)從設(shè)計(jì)、仿真、）最后完成整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)從設(shè)計(jì)、仿真、測試一體化。測試一體化。 數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)25傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法傳統(tǒng)

21、設(shè)計(jì)方法 vs EDAvs EDA設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)方法 傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法EDAEDA設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)方法自底向上自底向上手動(dòng)設(shè)計(jì)手動(dòng)設(shè)計(jì)軟硬件分離軟硬件分離原理圖設(shè)計(jì)方式原理圖設(shè)計(jì)方式系統(tǒng)功能固定系統(tǒng)功能固定不易仿真不易仿真難測試修改難測試修改模塊難移植共享模塊難移植共享設(shè)計(jì)周期長設(shè)計(jì)周期長自頂向下自頂向下自動(dòng)設(shè)計(jì)自動(dòng)設(shè)計(jì)打破軟硬件屏障打破軟硬件屏障原理圖、原理圖、HDLHDL等設(shè)計(jì)方式等設(shè)計(jì)方式系統(tǒng)功能易改系統(tǒng)功能易改易仿真易仿真易測試修改易測試修改模塊可移植共享模塊可移植共享設(shè)計(jì)周期短設(shè)計(jì)周期短數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)26設(shè)計(jì)流程設(shè)計(jì)流程設(shè)計(jì)準(zhǔn)備設(shè)計(jì)準(zhǔn)備設(shè)計(jì)輸入設(shè)計(jì)輸入設(shè)計(jì)

22、處理設(shè)計(jì)處理器件編程器件編程功能仿真功能仿真時(shí)序仿真時(shí)序仿真器件測試器件測試數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)27Quartus IIQuartus II軟件的設(shè)計(jì)過程主要包括：軟件的設(shè)計(jì)過程主要包括：建立項(xiàng)目建立項(xiàng)目輸入設(shè)計(jì)電路（可采用不同方式）輸入設(shè)計(jì)電路（可采用不同方式）設(shè)計(jì)編譯設(shè)計(jì)編譯設(shè)計(jì)仿真設(shè)計(jì)仿真設(shè)計(jì)下載設(shè)計(jì)下載 QuartusQuartus設(shè)計(jì)流程介紹設(shè)計(jì)流程介紹數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)28QuartusQuartus設(shè)計(jì)流程設(shè)計(jì)流程 啟動(dòng)啟動(dòng)Quartus 5.0Quartus 5.0雙擊桌面上的雙擊桌面上的Quartus5.0Quartus5.0圖標(biāo)或單

23、擊開始按扭，圖標(biāo)或單擊開始按扭，在程序菜單中選擇在程序菜單中選擇Quartus5.0 Quartus5.0 ，可以啟動(dòng)可以啟動(dòng)Quartus5.0Quartus5.0。其初始界面如圖所示。其初始界面如圖所示。 數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)291 1建立項(xiàng)目文件建立項(xiàng)目文件 利用利用Quartus IIQuartus II提供的新建工程指南可以幫助我提供的新建工程指南可以幫助我們很容易的建立一個(gè)工程：們很容易的建立一個(gè)工程：在主菜單上選擇在主菜單上選擇FileNew Project Wizard FileNew Project Wizard 將彈將彈出如下圖所示對話框。出如下圖所示對

24、話框。 QuartusQuartus設(shè)計(jì)流程設(shè)計(jì)流程 數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)30在上圖中的第一個(gè)空白處需添入新建工程工在上圖中的第一個(gè)空白處需添入新建工程工作目錄的路徑，為便于管理，作目錄的路徑，為便于管理，Quartus IIQuartus II軟軟件要求每一個(gè)工程項(xiàng)目及其相關(guān)文件都統(tǒng)一件要求每一個(gè)工程項(xiàng)目及其相關(guān)文件都統(tǒng)一存儲(chǔ)在單獨(dú)的文件夾中。第二個(gè)空白處需添存儲(chǔ)在單獨(dú)的文件夾中。第二個(gè)空白處需添入新建的工程名稱。第三個(gè)空白處需添入的入新建的工程名稱。第三個(gè)空白處需添入的是工程的頂層設(shè)計(jì)實(shí)體名稱，要求頂層設(shè)計(jì)是工程的頂層設(shè)計(jì)實(shí)體名稱，要求頂層設(shè)計(jì)實(shí)體名稱和新建的工程名稱保

25、持一致。實(shí)體名稱和新建的工程名稱保持一致。如上圖所示添好后，按如上圖所示添好后，按NextNext按鈕，將會(huì)彈出按鈕，將會(huì)彈出加入文件對話框，如下圖所示。加入文件對話框，如下圖所示。 QuartusQuartus設(shè)計(jì)流程設(shè)計(jì)流程 數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)31 加入文件對話框：加入文件對話框： 數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)32可以在可以在FileFile空白處選擇添入其他已存在的設(shè)計(jì)文件加空白處選擇添入其他已存在的設(shè)計(jì)文件加入到這個(gè)工程中，也可以使用入到這個(gè)工程中，也可以使用User Library User Library PathnamesPathnames按鈕把

26、用戶自定義的庫函數(shù)加入到工程按鈕把用戶自定義的庫函數(shù)加入到工程中使用。完成后按中使用。完成后按NextNext按鈕進(jìn)入下一步。按鈕進(jìn)入下一步。下面彈出的是選擇可編程邏輯器件對話框，如下圖下面彈出的是選擇可編程邏輯器件對話框，如下圖所示。選所示。選YesYes，手動(dòng)選擇需要的器件，選手動(dòng)選擇需要的器件，選NoNo，則由則由編譯器自動(dòng)選擇。編譯器自動(dòng)選擇。QuartusQuartus設(shè)計(jì)流程設(shè)計(jì)流程 數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)33在下一步彈出的對話框中通過選擇器件的封裝形式，引腳在下一步彈出的對話框中通過選擇器件的封裝形式，引腳數(shù)目，以及速度級別來約束可選器件的范圍。如圖所示。數(shù)目，

27、以及速度級別來約束可選器件的范圍。如圖所示。器件設(shè)置對話框器件設(shè)置對話框 QuartusQuartus設(shè)計(jì)流程設(shè)計(jì)流程 EP1C6Q240C8數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)34最后是由新建工程指南建立的工程文件摘要，顯示最后是由新建工程指南建立的工程文件摘要，顯示了上面的全部設(shè)置選項(xiàng)。至此，新工程建立完畢，在了上面的全部設(shè)置選項(xiàng)。至此，新工程建立完畢，在QuartusIIQuartusII設(shè)計(jì)軟件界面的頂部標(biāo)題欄將顯示工程名設(shè)計(jì)軟件界面的頂部標(biāo)題欄將顯示工程名稱和存儲(chǔ)路徑。如下圖所示。稱和存儲(chǔ)路徑。如下圖所示。QuartusQuartus設(shè)計(jì)流程設(shè)計(jì)流程 數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)數(shù)字電子

28、技術(shù)課程設(shè)計(jì)352 2輸入設(shè)計(jì)電路輸入設(shè)計(jì)電路 單擊標(biāo)題欄中的單擊標(biāo)題欄中的FileNewFileNew對話框，如圖所示對話框，如圖所示。 單擊單擊NewNew對話框的對話框的Device Device Design FilesDesign Files選項(xiàng)卡，選擇編選項(xiàng)卡，選擇編譯文件的語言類型。這里選擇譯文件的語言類型。這里選擇VHDL FilesVHDL Files，選好后單擊【選好后單擊【OKOK】按鈕，打開按鈕，打開VHDLVHDL文本編輯器窗文本編輯器窗口，并在其中輸入下圖所示的口，并在其中輸入下圖所示的程序，這是一個(gè)與門的程序，這是一個(gè)與門的VHDLVHDL程程序序。Quartus

29、Quartus設(shè)計(jì)流程設(shè)計(jì)流程 數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)36設(shè)計(jì)輸入設(shè)計(jì)輸入 將所設(shè)計(jì)的電路的邏輯功能按照開發(fā)系統(tǒng)要求的形式表達(dá)出將所設(shè)計(jì)的電路的邏輯功能按照開發(fā)系統(tǒng)要求的形式表達(dá)出來的過程稱為設(shè)計(jì)輸入。來的過程稱為設(shè)計(jì)輸入。 通常，設(shè)計(jì)輸入有如下三種方式：通常，設(shè)計(jì)輸入有如下三種方式： （1 1）原理圖輸入方式）原理圖輸入方式 適用于對系統(tǒng)及各部分電路很熟悉的場合。適用于對系統(tǒng)及各部分電路很熟悉的場合。 （2 2）硬件描述語言輸入方式）硬件描述語言輸入方式 硬件描述語言是用文本方式描述設(shè)計(jì)，硬件描述語言有硬件描述語言是用文本方式描述設(shè)計(jì)，硬件描述語言有ABELABEL、AHD

30、LAHDL、VHDLVHDL、VerilogVerilog等，其中等，其中VHDLVHDL和和VerilogVerilog已成為已成為IEEEIEEE標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)。 （3 3）波形輸入方式）波形輸入方式數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)37在編輯窗中的任何一個(gè)位置上單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出在編輯窗中的任何一個(gè)位置上單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇其中的輸?shù)目旖莶藛沃羞x擇其中的輸 入元件項(xiàng)入元件項(xiàng)Insert-Insert-SymbolSymbol，于是將彈出如下圖所示的輸入元件的對話框，于是將彈出如下圖所示的輸入元件的對話框 QuartusQuartus設(shè)計(jì)流程設(shè)計(jì)流程 數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)

31、計(jì)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)38選擇菜單選擇菜單File-Save AsFile-Save As命令，將已設(shè)計(jì)好的原理圖文件命令，將已設(shè)計(jì)好的原理圖文件取名并存盤在已為此項(xiàng)目建立的文件夾內(nèi)。取名并存盤在已為此項(xiàng)目建立的文件夾內(nèi)。QuartusQuartus設(shè)計(jì)流程設(shè)計(jì)流程 數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)393 3編譯設(shè)計(jì)電路編譯設(shè)計(jì)電路編譯設(shè)置：利用編譯設(shè)置：利用Quartus IIQuartus II提供的編譯設(shè)置指南可以幫助我提供的編譯設(shè)置指南可以幫助我們很容易的進(jìn)行一個(gè)項(xiàng)目的編譯設(shè)置。在主菜單中選擇們很容易的進(jìn)行一個(gè)項(xiàng)目的編譯設(shè)置。在主菜單中選擇Assignments/Compile

32、r Settings WizardAssignments/Compiler Settings Wizard選項(xiàng)，將彈出一個(gè)對選項(xiàng)，將彈出一個(gè)對話框，要求輸入指定的編譯實(shí)體模塊和設(shè)定名字。話框，要求輸入指定的編譯實(shí)體模塊和設(shè)定名字。編譯設(shè)置好后，在主菜單中選擇編譯設(shè)置好后，在主菜單中選擇Processing/Start Processing/Start Compilation Compilation 對所設(shè)置的項(xiàng)目進(jìn)行編譯。對所設(shè)置的項(xiàng)目進(jìn)行編譯。閱讀編譯報(bào)告：編譯后自動(dòng)生成的編譯報(bào)告如圖所示，它包閱讀編譯報(bào)告：編譯后自動(dòng)生成的編譯報(bào)告如圖所示，它包含了怎樣將一個(gè)設(shè)計(jì)放到一個(gè)器件中的所有信息。有

33、器件使用含了怎樣將一個(gè)設(shè)計(jì)放到一個(gè)器件中的所有信息。有器件使用統(tǒng)計(jì)，編譯設(shè)置情況，底層顯示，器件資源利用率，狀態(tài)機(jī)的統(tǒng)計(jì)，編譯設(shè)置情況，底層顯示，器件資源利用率，狀態(tài)機(jī)的實(shí)現(xiàn)，方程式，延時(shí)分析結(jié)果，實(shí)現(xiàn)，方程式，延時(shí)分析結(jié)果，CPUCPU使用資源。使用資源。QuartusQuartus設(shè)計(jì)流程設(shè)計(jì)流程 數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)40QuartusQuartus設(shè)計(jì)流程設(shè)計(jì)流程 數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)41QuartusQuartus設(shè)計(jì)流程設(shè)計(jì)流程 編譯報(bào)告編譯報(bào)告:數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)424 4仿真設(shè)計(jì)電路仿真設(shè)計(jì)電路 QuartusIIQu

34、artusII支持多種仿真輸入方法，它支持波形方支持多種仿真輸入方法，它支持波形方式輸入，如：向量波形文件（式輸入，如：向量波形文件（. .vwfvwf）、）、向量文件向量文件（. .vecvec）、）、列表文件（列表文件（. .tbltbl），），也支持也支持TestbenchTestbench如：如：Tcl/TKTcl/TK腳本文件，同時(shí)也支持第三方的仿真工腳本文件，同時(shí)也支持第三方的仿真工具的具的Verilog/VHDL TestbenchVerilog/VHDL Testbench。QuartusIIQuartusII仿真設(shè)置仿真設(shè)置: :利用利用Quartus IIQuartus I

35、I提供的仿真設(shè)提供的仿真設(shè)置指南可以幫助我們快速進(jìn)行一個(gè)項(xiàng)目的仿真設(shè)置。置指南可以幫助我們快速進(jìn)行一個(gè)項(xiàng)目的仿真設(shè)置。在主菜單中選擇在主菜單中選擇Assignments/Simulator Settings Assignments/Simulator Settings WizardWizard選項(xiàng)，在彈出的對話框中，輸入選項(xiàng)，在彈出的對話框中，輸入 指定的指定的仿真實(shí)體模塊和設(shè)定名字。仿真實(shí)體模塊和設(shè)定名字。QuartusQuartus設(shè)計(jì)流程設(shè)計(jì)流程 數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)43建立仿真波形文件建立仿真波形文件: :在主菜在主菜單中選擇單中選擇File/NewFile/New

36、選項(xiàng)，在彈選項(xiàng)，在彈出的出的NewNew對話框中選擇對話框中選擇Other Other FilesFiles選項(xiàng)中的選項(xiàng)中的Vector Vector Waveform FileWaveform File。 設(shè)置仿真參數(shù)設(shè)置仿真參數(shù): :設(shè)置仿真時(shí)設(shè)置仿真時(shí)間區(qū)域。對于時(shí)序仿真來說，間區(qū)域。對于時(shí)序仿真來說，將仿真時(shí)間軸設(shè)置在一個(gè)合理將仿真時(shí)間軸設(shè)置在一個(gè)合理的時(shí)間區(qū)域上十分重要。通常的時(shí)間區(qū)域上十分重要。通常設(shè)置的時(shí)間范圍在數(shù)十微秒間：設(shè)置的時(shí)間范圍在數(shù)十微秒間： QuartusQuartus設(shè)計(jì)流程設(shè)計(jì)流程 數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)44將工程端口信號節(jié)點(diǎn)選入波形編輯器中。將

37、工程端口信號節(jié)點(diǎn)選入波形編輯器中。QuartusQuartus設(shè)計(jì)流程設(shè)計(jì)流程 數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)45編輯輸入波形編輯輸入波形( (輸入激勵(lì)信號輸入激勵(lì)信號) )。QuartusQuartus設(shè)計(jì)流程設(shè)計(jì)流程 數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)46存盤，并啟動(dòng)仿真存盤，并啟動(dòng)仿真QuartusQuartus設(shè)計(jì)流程設(shè)計(jì)流程 數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)47觀察仿真波形觀察仿真波形QuartusQuartus設(shè)計(jì)流程設(shè)計(jì)流程 數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)485.5.分配管腳：為了能對此全加器進(jìn)行硬件測試，應(yīng)將其輸分配管腳：為了能對此全加器進(jìn)行硬

38、件測試，應(yīng)將其輸入輸出信號鎖定在芯片確定的引腳上，編譯后下載。入輸出信號鎖定在芯片確定的引腳上，編譯后下載。 選擇選擇ToolsTools菜單中的菜單中的AssignmentsAssignments項(xiàng)，即進(jìn)入如圖所示的項(xiàng)，即進(jìn)入如圖所示的Assignment EditorAssignment Editor編輯器窗。在編輯器窗。在CategoryCategory欄中選擇欄中選擇PinPin，或直接單擊右上側(cè)的或直接單擊右上側(cè)的PinPin按鈕。按鈕。 QuartusQuartus設(shè)計(jì)流程設(shè)計(jì)流程 數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)49雙擊雙擊“ToTo”欄的欄的，在出現(xiàn)的如圖所示的下拉欄中

39、分，在出現(xiàn)的如圖所示的下拉欄中分別選擇本工程要鎖定的端口信號名；然后雙擊對應(yīng)的別選擇本工程要鎖定的端口信號名；然后雙擊對應(yīng)的LocationLocation欄的欄的，在出現(xiàn)的下拉欄中選擇對應(yīng)端口，在出現(xiàn)的下拉欄中選擇對應(yīng)端口信號名的器件引腳號，如對應(yīng)信號名的器件引腳號，如對應(yīng)ain,ain,選擇選擇8 8腳。腳。再次編譯再次編譯！ QuartusQuartus設(shè)計(jì)流程設(shè)計(jì)流程 數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)50 5 5、下載所輸入的程序、下載所輸入的程序: :打開編程窗和配置文件。首先將實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和并口通信線連打開編程窗和配置文件。首先將實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和并口通信線連接好，打開電源。在菜單接好，打開電源。在菜單ToolTool中選擇中選擇ProgrammerProgrammer，于是彈出，于是彈出如圖所示的編程窗。在如圖所示的編程窗。在ModeMode欄中有欄中有4 4種編程模式可以選擇：種編程模式可以選擇：JTAGJTAG， Passive SerialPassive Serial， Active SerialActive Serial和和In-SocketIn-Socket。為。為了直接對了直接對FPGAFPGA進(jìn)行配置，在編程窗的編程模式進(jìn)行配置，在編程窗的編程模式ModeMode中選中選JTAG(JTAG(默認(rèn)默認(rèn)) )，并選中打勾下載文件右側(cè)的第一小方框