EDA實(shí)驗(yàn)一3-8譯碼器地設(shè)計(jì)

實(shí)用文案《電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化》實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)一 實(shí)驗(yàn)名稱：３－８譯碼器的設(shè)計(jì)專業(yè)及班級(jí)： 姓名： 學(xué)號(hào)：一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆战M合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法。掌握VHDL語(yǔ)言的基本結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)的輸入方法。掌握VHDL語(yǔ)言的基本描述語(yǔ)句的使用方法。二、實(shí)驗(yàn)步驟（附源代碼及仿真結(jié)果圖） ：1. 建立工程，QuartusII--File--Newprojectwizard （注意工程目錄中不能出現(xiàn)中文字符，不能建立在桌面上） ；彈出窗口如圖 2-3所示。圖2-3NewProjectWizard 窗口標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案點(diǎn)擊next，在出現(xiàn)的對(duì)話框中輸入如下項(xiàng)目信息：項(xiàng)目路徑，如：D:\EDAexperiment\decoder38;項(xiàng)目名稱，如：decoder38。如圖2-4所示：圖2-4項(xiàng)目路徑和項(xiàng)目名稱對(duì)話框點(diǎn)擊2次next后，出現(xiàn)如圖2-5所示的對(duì)話框：Devicefamily中選擇CycloneIVE;Availabledevices中選擇EP4CE115F29C7.標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案圖2-5 器件選擇窗口4. 點(diǎn)擊next后，出現(xiàn) EDA工具設(shè)置對(duì)話框。在 Simulation 一行中，Tool Name 選擇ModelSim-Altera，F(xiàn)omat(s)選擇VHDL，如圖2-6所示。圖2-6EDA工具設(shè)置對(duì)話框點(diǎn)擊next，出現(xiàn)如圖2-7所示的對(duì)話框：標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案圖2-7 新建項(xiàng)目匯總對(duì)話框點(diǎn)擊Finish后，出現(xiàn)如圖2-8所示的界面：圖2-8decoder38 項(xiàng)目界面標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案點(diǎn)擊File->New->VHDLFile，如圖2-9所示。點(diǎn)擊ok關(guān)閉對(duì)話框。圖2-9新建VHDL文件窗口在文本編輯框內(nèi)鍵入如下程序：LIBRARYieee;PORT(A,B,C,G1,G2A,G2B:INSTD_LOGIC;Y:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0));ENDdecoder38;ARCHITECTUREBehaviorOFdecoder38ISSIGNALindata:STD_LOGIC_VECTOR(2DOWNTO0);標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案BEGINindata<=C&B&A;PROCESS(indata,G1,G2A,G2B)BEGINIF(G1='1'ANDG2A='0'ANDG2B='0')THENCASEindataISWHEN"000"=>Y<="11111110";WHEN"001"=>Y<="11111101";WHEN"010"=>Y<="11111011";WHEN"011"=>Y<="11110111";WHEN"100"=>Y<="11101111";WHEN"101"=>Y<="11011111";WHEN"110"=>Y<="10111111";WHEN"111"=>Y<="01111111";WHENOTHERS=>Y<="XXXXXXXX";ENDCASE;ELSEY<="11111111";ENDIF;ENDPROCESS;ENDBehavior;標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案將文件保存為decoder38.vhd后，開(kāi)始編譯，點(diǎn)擊Processing->StartCompilation，編譯成功后，出現(xiàn)如圖2-10所示界面：圖2-10編譯成功界面再次新建一個(gè)vhdl文件，鍵入如下的modelsim測(cè)試程序：LIBRARYieee;ENTITYdecoder38_tbISENDdecoder38_tb;ARCHITECTUREBehaviorOFdecoder38_tbISCOMPONENTdecoder38PORT(A,B,C,G1,G2A,G2B: INSTD_LOGIC;OUTSTD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0));ENDCOMPONENT;SIGNALA:STD_LOGIC:='0';標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案SIGNALB:STD_LOGIC:='0';SIGNALC:STD_LOGIC:='0';SIGNALG1:STD_LOGIC:='1';SIGNALG2A:STD_LOGIC:='0';SIGNALG2B:STD_LOGIC:='0';SIGNALY:STD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0);CONSTANTCLK_PERIOD:TIME:=10ns;BEGINA<=notAafterCLK_PERIOD;B<=notBafter20ns;C<=notCafter40ns;U1: decoder38 portmap(A=>A,B=>B,C=>C,G1=>G1,G2A=>G2A,G2B=>G2B,Y=>Y);ENDbehavior;11. 將文件保存為 decoder38_tb.vhd ，編譯通過(guò)。12. 點(diǎn)擊Tools->Options->General->EDAToolOptions, 在ModelSim-Altera 下，選擇你安裝ModelSim-Altera 的文件夾下的 win32aloem 文件夾，如圖 2-11 所示。點(diǎn) ok退出對(duì)話框。標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案圖2-11 選項(xiàng)對(duì)話框13. 點(diǎn)擊Tools->RunSimulationTools->RTLSimulation ，調(diào)出ModelSim-Altera軟件，如圖2-12所示。標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案圖2-12ModelSim-Altera 界面14.在ModelSim-Altera 界面下,選擇File->New->Project ，出現(xiàn)如圖2-13所示的對(duì)話框：圖2-13新建項(xiàng)目對(duì)話框輸入項(xiàng)目名稱，如decoder，點(diǎn)擊ok出現(xiàn)如圖2-14所示的界面。標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案圖2-14 添加到項(xiàng)目界面15.選擇AddExistingFile, 將源代碼decoder38.vhd 和測(cè)試文件decoder38_tb.vhd 一同加入項(xiàng)目。添加文件類型選擇 VHDL，添加界面如圖2-15所示：圖2-15添加文件界面16.點(diǎn)擊Compile->CompileAll。17.在Library標(biāo)簽欄下，展開(kāi)work下的decoder38_tb,如圖2-16所示。雙擊behavior，將自動(dòng)進(jìn)入仿真界面，如圖2-17所示。標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案圖2-16library界面圖2-17ModelSim-Altera 仿真界面點(diǎn)擊Simulate->RuntimeOptions，彈出對(duì)話框如圖2-18所示。在DefaultRun文本框中，輸入100ms。標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案圖2-18RuntimeOptions 對(duì)話框19. 在屏幕中間 object 標(biāo)簽欄中選擇所有要觀察的信號(hào)，右鍵， Add->ToWave->SelectedSignals ，點(diǎn)擊工具欄中的 Run圖標(biāo)，可以觀測(cè)到仿真結(jié)果，如圖2-19所示?？梢酝ㄟ^(guò)工具欄中的 Zoom In，Zoom Out對(duì)仿真窗口進(jìn)行調(diào)節(jié)。圖2-19 三八譯碼器仿真結(jié)果20. 分配管腳：在 Quartus II 界面下，點(diǎn)擊 Processing->Start->Start Analysis &標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案Elaboration，在彈出的對(duì)話框中點(diǎn)擊ok。21.點(diǎn)擊Assignments->PinPlanner，打開(kāi)PinPlanner對(duì)話框，如圖2-20所示。圖2-20PinPlanner 對(duì)話框22. 分別用SW0、SW1、SW2三個(gè)撥碼開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng) A、B、C三個(gè)輸入信號(hào)， SW3、SW4、SW5對(duì)應(yīng)G1、G2A、G2B三個(gè)輸入信號(hào)，LEDR0~LEDR7 分別對(duì)應(yīng) Y0~Y78 個(gè)輸出信號(hào)，查表1和表3，分配好引腳號(hào)，如圖 2-21 所示。標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案圖2-21 引腳分配界面23.將提供的USB電纜線一端接到DE2-115開(kāi)發(fā)板的USBBlaster端口，一端連接計(jì)算機(jī)的USB接口，連接12V電源，然后開(kāi)啟DE2-115電源開(kāi)關(guān)。24.點(diǎn)擊Tools->Programmer，打開(kāi)Programmer界面，如圖2-22所示。圖2-22Programmer 界面25. 點(diǎn)擊HardwareSetup ，彈出如圖2-23所示對(duì)話框。在Currentlyselectedhardware下拉菜單中選擇 USB-Blaster[USB-0] 。點(diǎn)擊Close關(guān)閉對(duì)話框標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案圖2-23HardwareSetup 對(duì)話框26. 如果Programmer 對(duì)話框中沒(méi)有 decoder38.sof ，點(diǎn)擊AddFile 按鈕，在項(xiàng)目路徑下選擇decoder38.sof 。點(diǎn)擊start，將sof文件載入到FPGA芯片中。從而完成整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程。如圖2-24所示。圖2-24 將程序載入 FPGA成功界面28．在DE2-115 開(kāi)發(fā)板上通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)和 LED燈驗(yàn)證整個(gè)設(shè)計(jì)的有效性。 要注意的是，標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案閑置的管腳一定要置輸入三態(tài)（ Asinputtri-stated ）。因?yàn)楸仨毚_保該開(kāi)發(fā)板當(dāng)前沒(méi)用到的Flash 芯片與FPGA之間以高阻態(tài)相隔，否則會(huì)發(fā)生損壞芯片的危險(xiǎn)！ 如果一開(kāi)始開(kāi)發(fā)板上所有 LED燈都是亮的話，可按以下步驟進(jìn)行處理：a.點(diǎn)擊Assignments->Device ，在彈出的對(duì)話框中點(diǎn)擊 DeviceandPinOptions;b. 選擇 Unused Pins，在 Reserve all unused pins 下拉菜單中選擇 As inputtri-stated 。點(diǎn)擊ok兩次關(guān)閉對(duì)話框。重新編譯，下載。三、實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題：1、程序代碼輸入后，但是編譯有錯(cuò)誤，經(jīng)檢查后發(fā)現(xiàn)在該語(yǔ)句 Y:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0)) 中最后有兩個(gè)括號(hào)，但是因?yàn)轳R虎，少輸入一個(gè)括號(hào)導(dǎo)致編譯錯(cuò)誤；2、修改上面