實驗一quartusii軟體應用
一、實驗目的
1、熟悉eda開發平台的基本操作。
2、掌握eda開發工具的圖形設計方法。
3、掌握圖形設計的編譯與驗證方法。
二、實驗儀器
pc機一台 quartusii 軟體
三、實驗內容
1、實驗原理圖：建立乙個4-bit 計數器圖形設計檔案（如圖1.1示）；
圖 1.1 圖形設計例圖
對上述計數器進行功能和時間**，驗證其功能並測試其最高工作頻率。
利用嚮導建立乙個新器件（6位全加器：使能、流水線等引數自行設定）。
2、實驗步驟：
新建乙個資料夾，一般在f盤裡。
開啟quartusii軟體，選擇file/new,在彈出的視窗中選device design files選項卡，再選擇block diagram/schematic 選項，單擊ok後開啟圖形編輯視窗。
選擇file/s**e as命令，儲存檔案在已經建立的資料夾裡。當出現詢問是否建立工程的視窗，應當單擊是進入建立工程流程，否則要重新建立工程把檔案新增進去。
開啟工程中的原理**件，在原理圖編輯視窗的任何乙個位置右擊，將出現快捷選單，選擇insert /symbol命令，出現元件輸入對話方塊，選擇相應的器件，並連線好電路，然後分別在input和output 的pin name上雙擊使其變黑色，再分別輸入引腳名。
選擇processing/start compilation命令，進行全程編譯。
開啟波形編輯器，選擇file/new，在new中選擇other files中的 vector w**eform file 選項，單擊ok，出現空白的波形編譯視窗
選擇file/s**e as命令，存檔。檔名一定要與原理**件名一致。
然後新增相應的埠訊號節點到波形編輯器中，設定合理的輸入訊號。
選擇processing/start simulation，進行波形**。
選擇tools/megawizard plug-in manager,根據嚮導提示建立乙個６位全加器。
３、實驗結果記錄：
列印出實驗原理圖與**波形圖，寫出最高工作頻率，列印出利用嚮導建立的新器件的圖形，完成實驗報告
四、實驗研究與思考
1、延遲時間分析、最高工作頻率分析等時間分析有何重要性？
2、流水線的作用是什麼？對那些效能有影響？
2、功能**、驗證起到什麼作用？
實驗二 vhdl軟體設計
一、實驗目的
1、熟悉eda開發平台的基本操作。
2、掌握eda開發工具的vhdl設計方法。
3、掌握硬體描述語言設計的編譯與驗證方法。
二、實驗儀器
pc機一台 quartusii 軟體
三、實驗內容
1、24進製加法計數器的程式：
library ieee;
useuseentity count24 is
port(en,clk: in std_logic;
qa: out std_logic_vector(3 downto 0);
個位數計數
qb: out std_logic_vector(1 downto 0));
十位數計數
end count24;
architecture a1 of count24 is
begin
process(clk)
variable tma: std_logic_vector(3 downto 0);
variable tmb: std_logic_vector(1 downto 0);
begin
if clk'event and clk='1' then
if en='1' then
if tma="1001" then tma:="0000";tmb:=tmb+1;
elsif tmb="10" and tma="0011" then tma:="0000";
tmb:="00";
else tma:=tma+1;
end if;
end if;
end if;
qa<=tma;
qb<=tmb;
end process;
end a1;
2、 實驗步驟：
１）２４進製計數器
新建乙個資料夾，一般在f盤裡。
開啟quartusii軟體，選擇file/new,在彈出的視窗中選device design files選項卡，再選擇vhdl file 選項，單擊ok後開啟程式編輯視窗。
選擇file/s**e as命令，儲存檔案在已經建立的資料夾裡，檔名一定要與程式的實體名一致。當出現詢問是否建立工程的視窗，應當單擊是進入建立工程流程，否則要重新建立工程把檔案新增進去。
開啟工程中的程式檔案，把1中24進製加法計數器的程式輸入。
選擇processing/start compilation命令，進行全程編譯。
開啟波形編輯器，選擇file/new，在new中選擇other files中的 vector w**eform file 選項，單擊ok，出現空白的波形編譯視窗。
選擇file/s**e as命令，存檔。檔名一定要與原理**件名一致。
然後新增相應的埠訊號節點到波形編輯器中，設定合理的輸入訊號。
選擇processing/start simulation，進行波形**。
２）修改以上程式獲得60進製加法計數器，並進行功能和時間**驗證。
３、實驗結果記錄：
手寫出２４進製與60進製的加法器的實驗程式，列印出**波形圖，完成實驗報告
四、實驗研究與思考
1、比較圖形設計和語言設計方法的差別和優缺點。
實驗三組合邏輯電路的vhdl描述
一、實驗目的
1、掌握組合邏輯電路的設計方法。
2、掌握組合邏輯電路的靜態測試方法。
3、熟悉fpga設計的過程，比較原理圖輸入和文字輸入的優劣。
二、實驗儀器
pc機一台 quartusii 軟體
三、實驗內容
1、用vhdl語言設計乙個四捨五入判別電路，其輸入為8421bcd碼，要求當輸入大於或等於５時，判別電路輸出為１，反之為０。參考電路原理圖如圖3.1所示。
圖3.1 四捨五入判別參考電路
2、用vhdl語言設計四個開關控制一盞燈的邏輯電路，要求改變任意開關的狀態能夠引起燈亮滅狀態的改變。（即任一開關的合斷改變原來燈亮滅的狀態，參考電路原理圖如圖3.2所示。）
圖3.2 燈控參考電路
3、用vhdl語言設計乙個優先排隊電路（參考電路原理圖如圖3.3所示），其中：a=1，最高優先順序；b=1，次高優先順序；c=1， 最低優先順序。
要求輸出端最多只能有一端為「１」，即只能是優先順序較高的輸入端所對應的輸出端為「１」。
圖3.3 優先排隊參考電路
4、自行設計紀錄方式，完成實驗報告
四、實驗研究與思考
1、cpld和fpga有什麼差別？設計中應該注意什麼問題？
2、圖形設計方法中採用lpm設計有什麼好處？
實驗四掃瞄顯示驅動電路
一、實驗目的
1、了解實驗系統中8位八段數碼管顯示模組的工作原理；
2、掌握計數器和位址發生器的vhdl描述方法；
3、掌握led數碼管7段解碼器的vhdl描述方法；
4、掌握編碼器的vhdl描述方法；
5、設計標準掃瞄驅動電路模組，以備後面實驗用。
二、實驗儀器
pc機一台 quartusii 軟體 eda實驗箱
三、實驗內容
圖4.1所示的是8位數碼掃瞄顯示電路，其中每個數碼管的8個段：h、g、f、e、d、c、b、a（h是小數點）都分別連在一起，8個數碼管分別由8個選通訊號k1、k2、…k8來選擇。
被選通的數碼管顯示資料，其餘關閉。如在某一時刻，k3為高電平，其餘選通訊號為低電平，這時僅k3對應的數碼管顯示來自段訊號端的資料，而其它7個數碼管呈現關閉狀態。根據這種電路狀況，如果希望在8個數碼管顯示希望的資料，就必須使得8個選通訊號k1、k2、…k8分別被單獨選通，並在此同時，在段訊號輸入口加上希望在該對應數碼管上顯示的資料，於是隨著選通訊號的掃變，就能實現掃瞄顯示的目的。
其vhdl示例程式如程式4.1所示。
圖4.1 8位數碼掃瞄顯示電路圖
1、實驗內容1：理解程式中各語句的含義，以及該例的整體功能。對該例進行編輯、編譯、綜合、適配、**，給出**波形。
實驗方式：若考慮小數點，sg的8個段分別與pio49、pio48、…、pio42（高位在右）、bt的8個位分別與pio34、pio35、…、pio41（高位在左）；電路模式不限，引腳圖參考附圖11。將gw48eda系統左下方的撥碼開關全部向上撥，這時實驗系統的8個數碼管構成圖4.
1的電路結構，時鐘clk可選擇clock0，通過跳線選擇16384hz訊號。引腳鎖定後進行編譯、**和硬體測試實驗。將實驗過程和實驗結果寫進實驗報告。
2、自行設計紀錄方式，完成實驗報告
【例5.1】
library ieee;
useuseentity scan_led is
port ( clk : in std_logic;
sg : out std_logic_vector(6 downto 0); --段控制訊號輸出
bt : out std_logic_vector(7 downto 0) ); --位控制訊號輸出
end;
architecture one of scan_led is
signal cnt8 : std_logic_vector(2 downto 0);
signal a : integer range 0 to 15;
begin
p1：process( cnt8編碼器
begin
EDA技術實驗指導書
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