电子EDA技术实验指导书8
电子设计自动化(eda)实验指导书
电子设计自动化（EDA）实验指导书前言近些年来，电子设计自动化（EDA）技术发展迅速。
一方面，各种大容量、高性能、低功耗的可编程逻辑器件不断推出，使得专用集成电路（ASIC）的生产商感受到空前的竞争压力。
另一方面，出现了许多EDA设计辅助工具，这些工具大大提高了新型集成电路的设计效率，使更低成本、更短周期的复杂数字系统开发成为可能。
于是一场ASIC与FPGA/CPLD之争在所难免。
然而PLD器件具有先天的竞争优势，那就是可以反复编程，在线调试。
EDA技术正是这场较量的推动引擎之一。
一般来说，EDA技术就是以计算机为平台，以EDA软件工具为开发环境，以HDL为设计语言，以可编程器件为载体，以ASIC、SOC芯片为目标器件，以电子系统设计为应用方向的电子产品自动化设计过程。
设计者只需编写硬件描述语言代码，然后选择目标器件，在集成开发环境里进行编译，仿真，综合，最后在线下载调试。
整个过程，大部分工作由EDA软件完成。
全球许多著名的可编程器件提供商都推出了自己的集成开发工具软件，如Altera 公司的MAX+PLUSⅡ、Quartus Ⅱ软件；Xilinx公司的Foundation 、ISE软件，Lattice公司的ispExpert软件，Actel公司的Libero 软件等。
这些软件的推出，极大地促进了集算法设计、芯片编程、电路板设计于一体的EDA技术的发展。
另外，在以SOC芯片为目标器件的电子系统设计要求下，可编程器件的内部开始集成高速的处理器硬核、处理器软核、DSP模块、大量的存储资源、高速的串行收发模块、系统时钟管理器、多标准的I/O接口模块，亦使得设计者更加得心应手，新一轮的数字革命由此引发。
EDA技术是一门实践性很强的学科，要培养出具有竞争力的一流IC设计人才，动手能力是关键。
只有通过理论学习，加上现场实验，在使用软件编程加硬件调试的过程中真正获得锻炼，增长技能。
ZY11EDA13BE型实验系统采用主板加适配板加扩展板的灵活结构，可方便进行基于不同PLD芯片的实验开发，并易于升级，符合当前高校在此方面对人才培养的要求。
电子设计自动化(EDA)实验指导书
实验指导书院系：机电工程学院专业：电子信息工程课程：电子设计自动化（EDA）编者：范有机目录实验一多路选择器的设计 (1)实验二 D触发器和锁存器的设计 (2)实验三 8位全加器 (3)实验四正弦信号发生器设计 (4)实验五序列检测器的设计 (5)实验六乐曲硬件演奏电路设计 (7)实验一多路选择器的设计一、实验目的：1、熟悉QuartusII的VHDL文本设计流程、组合电路的设计仿真和测试。
二、实验内容：1、根据教材4.1节的流程，利用QuartusII完成4选1多路选择器的文本编辑输入和仿真测试等步骤，给出仿真波形。
2、在开发板上硬件测试，验证此设计的功能。
对于引脚锁定以及硬件下载测试。
输出信号接发光二极管。
最后进行编译、下载和硬件测试实验。
3、对VHDL不同描述方式的4选1多路选择器进行硬件实验，比较他们的特性。
三、实验原理与方法：选择器用于数字信息切换，4选1可用于4路信号的切换，它有4个信号输入端，2个信号选择输入端，1个信号输出端，选择信号的状态不同时，就可以使4路输入信号中的1路与输出信号端接通。
输入端可选用开关或按钮，输出连接LED以方便直观显示。
四、实验条件：1、 PC机1台2、 QuartusII系统3、开发板1块五、实验步骤：按教材4.1节的流程并参考老师教学演示的相关内容。
六、实验注意事项：所有实验数据放入一个文件夹内，并且不要把文件夹放在系统盘上，实验结束后备份好实验数据，以备教师随时查阅。
七、实验报告要求：根据以上实验内容写出实验报告，包括程序设计、软件编译、仿真分析、硬件测试和详细实验过程；给出程序分析报告、仿真波形图及其分析报告。
实验二D触发器和锁存器的设计一、实验目的：1、进一步熟悉QuartusⅡ的VHDL文本设计过程，学习简单时序电路的设计、仿真和测试。
二、实验内容：1、根据实验一的步骤，设计触发器(使用教材例3-8)，给出程序设计、软件编译、仿真分析、硬件测试及详细实验过程。
EDA实验指导书(已改)
10-11学年第二学期《EDA实验指导书》（试用）学时：12班级：机电811、812指导教师：孙立香盐城纺织职业技术学院机电系电子教研室目录实验一 Protel 99 SE 启动、建库、文件环境参数设置 (3)实验二熟悉元器件库，编辑简单原理图 (5)实验三电路原理图设计 (6)实验四原理图元件制作 (9)实验五 PCB 设计基础 (11)实验六 PCB 图元件制作 (12)附加印制电路板设计 (14)实验一 Protel 99 SE 启动、建库、文件环境参数设置一、实验目的1 ．熟悉 scH 99 的基本界面。
2 ．学会文件环境参数设置。
二、实验内容1. 启动 Protel99SE ，建立名为 MYPRO 的文件夹，并在文件夹中建立名为MYFIRST 的设计数据库文件。
提示：单击桌面上的 Protel99SE 快捷图标，进入 Protel99SE 设计环境。
若环境中已经有设计数据库文件，就执行菜单 File/Close Design 将其关闭。
若环境中没有设计数据库文件，就执行菜单 File/New ，在弹出的窗口中，单击Browse 按钮，在弹出的文件名输入窗口中建立 MYPRO 的文件夹，并在文件夹中建立 MYFIRST 的设计文件。
2. 在练习 1 的基础上，建立名为 FIRSCH 的原理图文件，并进入原理图设计窗口。
提示：执行 File/New 菜单，在弹出的窗口中选择 Schematic Document 图标。
3. 设置原理图的图纸尺寸为 A0 ，去掉可视栅格，去掉标题栏。
提示：在原理图设计环境中，执行菜单 Design/Options ，在弹出的窗口中选择 Sheet Options 页面，在页面右上角的 Standard Styles 下拉框中选择A0 。
4. 把光标设置成大十字，并把光标移动到图纸边沿时的移动速度设置为 Auto Pan Recenter 。
提示：设置光标：在原理图设计环境中，执行菜单 Tools/Preferences ，在弹出的窗口中选择 Graphical Editing 页面，然后在该页面 Cursor/Grid Options 区域的 Cursor Type 下拉列表框中选择 Large Cursor 90 。
EDA电子实训实验指导书
石河子大学本科毕业设计实验指导书基于EDA平台的电子实训实验设计与开发学生姓名贺权指导教师任玲所在学院机械电气工程学院专业电气工程及其自动化年级11级（1）班中国·新疆·石河子2015年6月目录一、软件工具的安装 (2)二、实验部分 (3)实验一组合逻辑3-8译码器 (3)实验二汽车尾灯控制电路 (11)实验三、基于VHDL语言的数字秒表电路 (15)一、软件工具的安装本实验使用的是Quartus II 9.0，该软件可运行在winxp/win7/win8（包括兼容模式）等系统下，下载安装破解方法如下：1.在Altera公司官网上下载Quartus II 9.0的安装文件。
其中包括Quartus II 9.0的安装文件和ip库。
2.开始安装，win8以下的可以通过解压后得到安装文件，win8以上的直接双击打开就行，先安装90_quartus_windows，然后是90_ip_windows。
默认装在C盘，确保空间足够。
3.软件可免费试用30天。
鼓励购买正版，破解方法可百度。
4.用Quartus_II_9.0_b151破解器.exe破解C:\altera\90\quartus\bin下的sys_cpt.dll文件（运行Quartus_II_90_b151破解器.exe后,首先要点击“浏览”选中sys_cpt.dll，安装默认的sys_cpt.dll路径是在C:\altera\90\quartus\bin下，选中sys_cpt.dll后再点击“应用”。
很多用户上来就点击“应用”，实际上并没有破解这个软件）。
5.把license.dat里的XXXXXXXXXXXX 用您老的网卡号替换(在Quartus II7.2的Tools菜单下选择License Setup，下面就有NIC ID)。
6.在Quartus II 9.0的Tools菜单下选择License Setup，然后选择Licensefile，最后点击OK。
EDA实验指导书(最新)
EDA技术实验指导书吕常智尹唱唱卫阿盈山东科技大学信息与电气工程学院EDA实验室使用说明本实验指导书适用于EDA技术、VHDL语言及电子设计自动化等相关课程使用。
它们都属于实践性很强的软件应用类课程，主要包含电子线路设计与仿真（EWB，MuiltSim等）、电子线路原理图与印刷电路板的设计与绘制（Protel99SE、PowerPCB等）、可编程逻辑器件CPLD/FPGA、VHDL语言及其应用设计（MAX+PlusII/QuartusII）等相关内容，涉及到电子信息、通信工程、电气技术、自动化、生物医学等所有电气信息类专业。
基于以上原因，在设计本实验指导书时考虑到各专业和课程的需要，安排了有关EWB的实验一个，Protel99SE的实验两个，基于CPLD/FPGA的VHDL语言的实验十七个。
二十个实验中包含验证性实验9个、设计性实验2个、综合性实验9个（具体请查看试验大纲）。
实验的设计强调了提高学生的实践动手能力和创新设计能力，实验时，课程教师可以根据专业和课程的需要进行选择。
由于所有试验都是基于软件开发平台的上机操作完成，实现设计和运行的方法较多，因此本指导书没有固定实验步骤和规定试验结果记录方式，这些在书写报告时由实验者自己拟定。
另外，本实验指导书基于EDA 实验系统GW48-PK3编排，有关试验系统的默认设置及相关资料请参考附件1，并要求学生实验时一定注意预览。
当然，由于涉及的知识面比较广，时间紧迫，水平也比较有限，实验的编排不一定非常合理，书中也难免有误，不当之处敬请课程教师、实验指导教师及实验指导书使用者批评指正。
目录试验一EWB设计应用 (1)试验二Protel99SE 原理图设计 (4)试验三Protel99SE 印刷板设计 (5)试验四Max+plusII/QuartusII软件应用 (7)试验五VHDL软件设计 (8)试验六3-8译码器 (9)试验七组合逻辑电路的VHDL描述 (10)试验八触发器的VHDL描述 (11)试验九扫描显示驱动电路 (13)试验十VHDL硬件设计 (15)试验十一数字钟 (18)试验十二字符发生器 (19)试验十三模拟信号检测 (20)试验十四函数信号发生器 (22)试验十五VHDL硬件设计 (23)试验十六序列检测器设计 (27)试验十七嵌入式锁相环PLL的应用实验 (28)试验十八信号采集与频谱分析 (30)试验十九循环冗余校验CRC模块设计 (32)试验二十USB与FPGA通信实验 (33)附录1 GW48 EDA/SOPC主系统使用说明 (35)实验一EWB设计应用一、实验目的1、熟悉EWB的使用环境和EWB使用一般步骤。
EDA实训指导书
EDA实训指导书根据课程教学大纲中实训教学大纲的具体要求，为了更好地开展实训教学工作，特制定本实训指导书。
《EDA实训》是一门实践操作性很强的技术基础课，主要培养学生电子线路设计工作以及对Protues设计软件的掌握能力，并可以独立实现电路原理图设计以及仿真。
教学中除了讲授必要的基本理论，基本知识外，主要是上机实践环节，它对学生掌握基本理论，运用基本知识，训练基本技能，增强实验能力、综合应用能力和创新意识都有着至关重要的作用。
本指导书适用于我院汽电、机电等专业。
一：实验目的学习Proteus仿真环境二：实验原理仿真环境三：实验设备Windows XP 软硬件开发平台Proteus四：实验过程1. Proteus 仿真与分析1、Proteus软件的安装与运行先按要求把软件安装到计算机上，安装结束后，在桌面的“开始”程序菜单中，单击运行原理图(ISIS 7 Professional)或PCB (ARE 7 Professional)设计界面。
ISIS 7 Professional在程序中的位置如图1所示。
图1 ISIS 7 Professional 在程序中的位置2、Proteus 的主界面简介3. 元件的拾取在桌面上选择【开始】→【程序】→“Proteus 7 Professional ”，单击蓝色图标“ISIS 7 Professional ”打开应用程序。
ISIS Professional 的编辑界面如图3所示图3用鼠标左键单击界面左侧预览窗口下的“P”按钮，如图4所示，会弹出“Pick Device”(元件拾取)对话框，如图5所示。
图5 元件拾取对话框ISIS 7 Professional的元件拾取就是把元件从元件拾取对话框中拾取到图形编辑界面的对象选择器中4、下面把元件从对象选择器中放置到图形编辑区中。
用鼠标单击对象选择区中的某一元件名，把鼠标指针移动到图形编辑区，双击鼠标左键，元件即被放置到编辑区中。
EDA技术实验指导书
《EDA技术》实验指导书面向专业：通信工程信息工程自动化电子信息工程电气工程及其自动化信息与通信工程学院2016年9月前言一、课程性质本课程是电子信息工程、通信工程、信息工程和自动化专业必修的专业实验课程。
通过本课程的教学，使学生掌握EDA技术的开发流程，学会利用以硬件描述语言为描述工具，以可编程逻辑器件为实现载体，在数字系统设计领域熟练应用EDA技术，使其具备研究和开发现代数字系统的能力。
二、专业安排本系统分为多个模块，适合通信工程、信息工程、自动化、电子信息工程、电气工程及其自动化等专业使用。
三、本书特点本实验指导书的特点是引入工程项目机制来管理实验项目，着重培养学生的方案设计、算法分析和现场调试能力，为培养卓越工程师打下坚实的基础。
目录前言 (I)第一章实验系统 (1)1.1 系统整体结构 (1)1.2 核心板 (1)1.3 基础扩展模块 (2)1.4 自动控制模块 (3)1.5 信号处理模块 (3)1.6 通信接口模块 (4)第二章开发平台简介 (5)2.1 Quartus II简介 (5)2.2 Quartus II开发流程 (5)第三章实验项目 (9)实验1 平台应用及全加器设计 (9)实验2 信号发生器设计 (11)实验3 数字电压表设计 (13)实验4 数字频率计设计 (16)实验5 交通灯控制器设计 (19)第一章实验系统1.1 系统整体结构本实验指导书采用的EDA综合实验开发系统是我院电子信息与通信技术实验教学中心自主研制，整体结构如图所示。
1.2 核心板核心板采用Altera公司的EP4CE22E22C8N芯片，具有低内核电压、低功耗的特点。
芯片内部具有22320个逻辑单元，594kbit RAM嵌入式储存器，66个嵌入式18×18乘法器，4组通用PLL。
1、DIP开关主要功能是控制高低电平，通过手动控制为系统提供稳定的逻辑信号。
系统总共提供了3位拨档开关，当开关的档位在上方时则输出高电平“1”，反之则为低电平“0”。
EDA实验指导书新新印刷
EDA实验指导书新新印刷淮阴工学院EDA技术实验指导书编者: 叶小婷电子与电气工程学院 6月7日目录实验一基于QUARTUSII 图形输入电路的设计 (1)实验二基于VHDL 格雷码编码器的设计 (16)实验三含异步清零和同步使能的加法计数器 (18)实验四八位七段数码管动态显示电路的设计 (20)实验五数控分频器的设计 (22)实验六图形和VHDL 混合输入的电路设计 (23)实验七四位并行乘法器的设计 (26)实验八基本触发器的设计 (28)实验九四位全加器设计 (30)实验十矩阵键盘显示电路的设计 (32)实验十一用VHDL 设计七人表决器 (35)实验十二用VHDL 设计四人抢答器 (37)实验九熟悉PROTEL99环境 (39)实验十原理图设计 (42)实验十一元件制作与网络表操作 (44)实验十二印刷电路板设计 (47)附录一实验箱常见管脚分配表 (49)附录二参考程序 (51)实验一基于QUARTUSII 图形输入电路的设计一、实验目的1．经过一个简单的3—8译码器的设计, 掌握组合逻辑电路的设计方法。
2．初步了解QUARTUSII 原理图输入设计的全过程。
3．掌握组合逻辑电路的静态测试方法。
二、实验设备1．PC机一台;2．Altera Blaster下载器一根;3．THGSC-3型实验箱一台。
三、实验原理3-8译码器三输入, 八输出。
当输入信号按二进制方式的表示值为N时, 输出端标号为N 的输出端输出高电平表示有信号产生, 而其它则为低电平表示无信号产生。
因为三个输入端能产生的组合状态有八种, 因此输出端在每种组合中仅有一位为高电平的情况下, 能表示所有的输入组合。
译码器不需要像编码器那样用一个输出端指示输出是否有效。
但能够在输入中加入一个输出使能端, 用来指示是否将当前的输入进行有效的译码, 当使能端指示输入信号无效或不用对当前信号进行译码时, 输出端全为高电平, 表示无任何信号。
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实验八数据采集电路PCB板设计
一、实验目的
（1）掌握电路原理图设计流程。
（2）掌握电路原理图层次设计。
（3）掌握由电路原理图到PCB设计的设计流程。
（4）掌握PCB设计流程。
二、基本要求
在自己的工程组的PCB工程文件中建立多个原理图文件，并建立一个PCB文件。
按实验内容，设计出PCB板。
三、实验器材
P4计算机、Protel DXP软件
四、实验内容
绘制出下列电路原理图，进行层次设计，并进行PCB板设计。
图8-1 5V电源电路原理图
图8－2 串行通信电路原理图
图8－3 数据采集电路原理图
五、实验步骤
1. 建立原理图文件
(1) 运行Protel DXP，进入Protel DXP设计环境。
(2) 打开工程组文件：执行菜单命令【File】→【Open Project Group…】，在弹出的“Choose Project Group to Open”对话框中的【查找范围】中找到“我的工程组文件”所在的路径，并将该文件打开。
(3) 关闭当前的工程文件。
(4) 建立工程文件：执行菜单命令【File】→【New】→【PCB Project】，建立PCB Project1.PrjPCB工程文件。
执行菜单命令【File】→【Save Project】，在弹出的“Save [PCB Project1.PrjPCB] As…”对话框的文件名输入框中输入文件名（如输入：“数据采集电路PCB工程”），然后选择保存路径，再单击“保存”按钮。
这样即可建立并更改工程文件名。
(5) 建立原理图文件：执行菜单命令【File】→【New】→【Schematic】，建立原理图文件Sheet1.SchDoc。
(6) 保存并更改原理图文件名：执行菜单命令【File】→【Save】，在弹出的“Save [Sheet1.SchDoc] As…”对话框的文件名输入框中输入文件名（如输入：“5V电源电路”），然后选择保存路径，再单击“保存”按钮。
至此已建立好“5V电源电路”文件。
按图8-1所示，绘制出5V电源电路原理图，并给元件编号。
(7) 向当前工程“数据采集电路PCB工程”中添加“串行通信电路原理图”文件：右键单击【Project】中的“数据采集电路PCB工程”工程文件名，在弹出的菜单中选择菜单命令【Add to Project…】，弹出“Choose Document to Add to Project [数据采集电路PCB工程.PRJPCB]”，选择打开文件“串行通信电路”。
(8) 继续建立原理图文件：执行菜单命令【File】→【New】→【Schematic】，建立原理图文件Sheet1.SchDoc。
(9) 保存并更改原理图文件名：执行菜单命令【File】→【Save】，在弹出的“Save [Sheet1.SchDoc] As…”对话框的文件名输入框中输入文件名（如输入：“数据采集电路”），然后选择保存路径，再单击“保存”按钮。
至此已建立好“数据采集电路”文件。
按图8-3所示，绘制出数据采集电路原理图，并给元件编号。
(10) 继续建立原理图文件：执行菜单命令【File】→【New】→【Schematic】，建立原理图文件Sheet1.SchDoc。
(11) 保存并更改原理图文件名：执行菜单命令【File】→【Save】，在弹出的“Save [Sheet1.SchDoc] As…”对话框的文件名输入框中输入文件名（如输入：“数据采集系统电路”），然后选择保存路径，再单击“保存”按钮。
至此已建立好“数据采集系统电路”文件。
(12) 绘制层次电路原理图：在“数据采集系统电路”文件中，执行菜单命令【Place】→【Sheet Symbol】，将“Sheet Symbol”原理框图（绿色框图）放置到工作窗口中。
连续放置三个原理框图。
然后将三个原理框图上边的【File Name】分别改为【5V电源电路.SchDoc】、【串行通信电路.SchDoc】、【数据采集电路.SchDoc】。
在原理框图的两边放置输入输出端口，如图8-4所示。
将文件保存。
(13) 生成“数据采集系统电路”的网络表：切换到“数据采集系统电路”文件中，执行菜单命令【Design】→【Netlist】→【Protel】，即可生成网络表。
图8－4 层次电路原理图
2.PCB板设计
(1)建立PCB文件
①运行Protel DXP，进入Protel DXP设计环境。
②打开工程组文件：执行菜单命令【File】→【Open Project Group…】，在弹出的“Choose Project Group to Open”对话框中的【查找范围】中找到“我的工程组文件”所在的路径，并将该文件打开。
③打开工程文件：执行菜单命令【File】→【Open Project…】，在弹出的“Choose Project to Open”对话框中的【查找范围】中找到“数据采集电路PCB工程”所在的路径，并将该文件打开。
④建立PCB文件：执行菜单命令【File】→【New】→【PCB】，建立PCB文件PCB1.PcbDoc。
⑤保存并更改PCB文件名：执行菜单命令【File】→【Save】，在弹出的“Save [PCB1.PcbDoc] As…”对话框的文件名输入框中输入文件名（如输入：“数据采集电路PCB板”），然后选择保存路径，再单击“保存”按钮。
至此已建立好PCB 文件。
注：建立PCB文件后，必须先保存PCB文件，才能导入网络表数据。
(2) 设置电路板参数
确定电路板的物理边界：
①在PCB编辑器工作状态下，单击工作窗口下方的标签，设定当前的工作层面为【Mechanical 1】。
②单击【Place】→【Interactive Routing】或单击按钮，光标变成十字
形状。
将光标移到工作窗口中的适当位置，单击确定一边界的起点，然后拖动光标移到适当位置，再单击确定下边界的终点。
这样就确定了电路板的一边界长短和位置。
以此方法画出电路板的其他边界（80mm X 80mm）。
确定电路板的电气边界：
①在PCB编辑器工作状态下，单击工作窗口下方的标签，设定
当前的工作层面为【Keep-Out Layer】,即为禁止布线层。
②用鼠标单击布线工具箱中的导线图标，在编辑区内用导线绘制出一个封闭的区域（80mm X 80mm）。
③单击布线工具箱中的按钮，将光标移到禁止布线区左下角，单击鼠标
左键设置坐标原点。
(3) 导入网络表数据。
(4) 工作参数的设定。
(5) 元件的自动布局。
(6) 元件布局的交互调整。
(7) 设置布线规则: 设置布
线宽度，要求电源网络布线宽度
为1.2mm，地线网络布线宽度为
1.5mm，其它网络布线宽度为
0.8mm，其它规则采用默认值。
(8) 自动布线。
(9) 手工修改布线。
(10)设计规则检查。
(11) 设计文件的更新。
最后生成的PCB板如图8-5所示。
图8－5 数据采集电路PCB板
六、注意事项
在PCB中，注意7805稳压管、P87LPC764芯片、TLC2543芯片、9针插头、光耦的安装方向。
在布局元件时，最好不要对这些元件进行镜像（沿X轴或Y 轴翻转）。
七、实验报告要求
1.写出实验目的；
2.写出实验要求；
3.画出数据采集系统电路的原理图；
4.简述从原理图到PCB板设计的流程。