实验一Quartus II的使用.docx
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实验一Quartus II的使用.docx
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实验一QuartusII的使用
实验一、QuartusII的使用—电路图输入方式
一、实验目的:
(1)熟悉QuartusII开发环境的使用
(2)掌握利用QuartusII进行简单数字电路设计的基本流程及方法
(3)掌握QuartusII开发环境中建立电路图的方法
(4)了解QuartusII下简单设置输入激励的方法
二、实验步骤
下面以1位全加器为例介绍如何使用AlteraQuartusII设计软件来对可编程逻辑器件进行编程。
(1)双击桌面上QuartusII图标,运行QuartusII软件,如图所示:
图1QuartusII软件界面
(2)建立工程。
选择菜单File→NewProjectWizard,如图2所示
图2选择建立新工程向导菜单项
单击菜单项NewProjectWizard后,出现向导提示框,单击按钮Next,出现如图3所示NewProjectWizard对话框界面,在该界面中输入相应工程名称和存放路径,然后单击按钮Next。
图3NewProjectWizard对话框界面
出现如图4所示的AddFiles对话框界面,在Filename栏中输入文件名称,如“Adder”。
图4AddFiles对话框界面
出现如图5所示的器件设置对话框界面,实验系统使用的是MAXII系列的EPM1270T144C5芯片,找到该器件后选中它,然后一直单击按钮Next,完成新工程的建立
图5器件设置对话框界面
(3)新建设计文件
建立新工程后,选择菜单File→New,弹出如图6所示的新建设计文件选择窗口。
选择框中的DeviceDesignFiles页下的项目BlockDiagram/SchematicFile,使用图形设计方
式,单击按钮OK,则打开了图形编辑器窗口。
图6新建设计文件选择框
选择菜单File→SaveAs,在文件保存对话框中输入文件名,如Adder,然后单击按钮“保存”,则创建了图形设计文件Adder
(4)设计逻辑电路。
在图形编辑器窗口中双击鼠标左键或选择菜单Edit→InsertSymbol,弹出如图7所
示的Symbol对话框界面。
图7Symbol对话框界面
在Name栏中输入器件名称,如AND2,所选择的器件符号就会出现在右边的框中,单击按钮OK,然后将该符号放置在合适的位置后单击鼠标左键。
输入、输出符号可在Name栏中输入IN、OUT得到。
除了可在Name栏中直接输入器件名称外,还可以在Libraries栏中选择所需器件。
按全加器逻辑原理,设计全加法器电路图,如图8所示。
按所设计的电路,在图形编辑工作区域中分别放置所需逻辑符号,将所需符号放置完成后,利用连线工具进行连接。
连接完毕后,将图中最下方的输入、输出符号的引脚名称更改为所要定义的名称,并对输入、输出相应连接处的引线进行命名,如器件OR4输出引线命名为S,图中最下方的输出符号S的引线也相应命名为S。
命名时要选中引线,并单击鼠标右键,在出现的菜单中单击最底下的项目Prorerties,在所出现的对话框中输入引线名称S。
图8全加器设计图
(5)对设计进行逻辑分析、编译、时序分析。
设计完成后,选择菜单File→Save,将创建的图形文件进行保存。
选择Processing---CompilerTool命令,出现图9所示对话框。
图9编辑工具界面
点击按钮Start开始对此工程进行逻辑分析、综合适配、时序分析等。
如果设计正确则如图9所示完全通过各种编译,如果有错误则返回图形编辑工作区域进行修改,直至完全通过编译为止。
如有警告,可察看警告内容,判断警告的问题性质。
单击Report可以查看编译报告
图10
(6)功能仿真
1、新建波形文件.vwf。
选择File--New命令,出现图6所示对话框,选择Other Files选项卡上的Vector Waveform File项,如图11所示。
图11
2、单击“OK”按钮,出现图12所示对话框。
默认文件名为Waveform1.vwf。
图12
3、选择File--Save As命令,改变文件名,保存
图13
4、右击图13中的Name,出现图14所示对话框。
图14
5、单击Node Finder按钮,出现图15所示对话框,或者在上一步直接选择View--Utility Windows--Node Finder命令。
图15
6、在Filter栏中选择Pin:
all,单击List按钮,出现图16所示对话框。
图16
7、选中左侧栏中所有项,并按>钮,出现图17所示对话框。
单击OK按钮关闭对话框。
图17
8、单击OK按钮关闭图17对话框。
再单击OK按钮关闭图14对话框。
出现图18所示窗口。
图18
9、直接在图18中设置各输入的值。
如图19所示。
图19
10、选择Processing--Simulator Tool命令,出现图20所示对话框。
图20
11、在Simulation mode栏中选择功能仿真模式Functional。
单击Generate Functional Simulation Netlist按钮,生成功能仿真网表。
出现图21所示对话框
图21
12、在Simulation input栏中指定.vwf输入文件的路径及文件名。
然后单击Start按钮,仿真后得到图22所示窗口。
图22
13、单击OK按钮关闭信息小窗。
单击Report按钮观察功能仿真正结果,如图23所示。
图23
(7)配置引脚。
选择菜单Assignments→AssignmentEditor,出现编辑界面,在如图24所示的AssignmentEditor窗口中选择Pin标签页,在Edit栏目中双击To和Location下面的项目来选择输入、输出引脚及对应的CPLD器件引脚。
图24AssignmentEditor窗口
对于本实验中所设计的加法器,CPLD器件EPM1270T144C5的引脚功能配置可如下图所示,
注意:
分配完管脚后,打开Assignemnts—Device,点击DeviceandPinOptions按钮,选择Unusedpins选项卡,将未用管脚定义为三态输入:
asinputtri-stated,以防止未用管脚连线出错烧坏芯片
(8)再分析、编译,生成.POF文件。
引脚分配完成后,选择Processing---CompilerTool菜单,在如图9所示的编辑工具界面中点击“Start”按钮,对此工程进行逻辑分析、综合适配、时序分析等,最终生成可以配置到CPLD器件中的.POF文件。
使用QuartusII软件可以对Altera器件进行编程和配置,QuartusII编译器的Assembler模块自动将适配过程的器件、逻辑单元和引脚分配信息转换为器件的编程图象,并将这些图象以目标器件的编程器对象文件(.POF)或SRAM对象文(.SOF)的形式保存为编程文件,QuartusII软件的编程器(Programmer)使用该文件对CPLD器件进行编程配置。
(8)设置下载电缆。
实验系统提供了Altera公司的CPLD器件EPM1270及其下载电缆
选择菜单Tools→Programmer,出现如图25所示的.cdf编程配置界面。
图25编程配置界面
单击按钮HardwareSetup,弹出如图26所示硬件设置对话框。
单击按钮AddHardware,出现如图13所示的添加硬件对话框。
在如图27所示的添加硬件对话框中,从Hardwaretype列表中选择ByteBlasterMVorByteBlashterII,从Port列表中选择LPT1,单击按钮OK返回HardwareSetup对话框,如图28所示。
图26硬件设置对话框
图27添加硬件对话框
图28硬件设置对话框
在图28所示硬件设置对话框中双击ByteBlasterII,单击按钮Close,返回图29
所示的编程配置界面。
图29编程配置界面
(9)下载.POF文件。
将下载电缆接入PC微机的打印机接口上,下载电缆的另一端插入CPLD单元中的编程插座,并将CPLD单元中的VCC引脚接+5V,GND引脚接地GND。
接线完成后打开实验系统的电源开关。
在图29所示的编程配置界面中,点击按钮AddFile,添加需要配置的.POF文件,若已存在,就不需要另行添加了。
单击Program/Configure栏下的小方框选中上面两个,然后单击按钮Start就开始对CPLD芯片进行下载配置,下载配置的结果是实现了如图1-2-1所示的加法器功能。
(10)创建图元
打开“File---Create/update---CreateSymbolFileforCurrentFile”,如图30所示,生成.bsf格式的图元文件。
生成的图元符号在顶层设计中作为模块使用。
图30创建图元
三、实验要求
1、利用生成的图元完成一个四位的并行加法器
2、完成实验报告
●实验目的
●实验设备(实验软硬件环境)
●实验原理(必须有连线图)
●实验步骤
●实验总结(结论,数据,建议)
下节课交
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- 实验一 Quartus II的使用 实验 II 使用