EDA原理图输入设计方法

实验一 原理图输入设计实验
一、实验目的
1、 初步了解MAX ＋plus Ⅱ软件。

2、 学习和掌握原理图输入方式，了解设计这一种迅速入门的便捷工具。

3、 学习和掌握EDA 的波形分析工具及分析方法。

二、实验要求
1、 设计半加器的原理图。

2、 用仿真的方法，进行半加器的波形分析。

3、 生成半加器的底层器件。

4、 组成一位全加器。

5、 在EDA 实验箱上下载实验程序并验证一位全加器。

三、实验设备
1、 装有MAX ＋plus Ⅱ计算机 一台
2、 EDA ——Ⅳ实验箱 一台
四、实验原理
1、 用门电路连接成1位半加器，完成原理图的设计，输入输出信号须用端口连接。

其真值表
见表1.1
2、 用波形分析的方法验证半加器的逻辑关系。

3、 用半加器、与或门等逻辑电路组成1位全加器,其真值表见1.2
4、 下载软件进入实验箱验证
五、实验步骤
1、半加器原理图输入
1． 1 先建立自己目标的文件夹，D: \ EX \ Z04** \ you*\ex* 。

1．2双击MAX+LUSE II 图标，进入MAX ＋PLUS Ⅱ管理器。

原理图输入的操作步骤如下：
（1） 建立我们的第一个项目，单击管理器中的FILE 菜单（单击鼠标左键，以后如有特
殊说明含义不变），将鼠标移到Project 选项后，单击Name 选项，指定项目如图
1.1所示。

表1.2 全加器真值表
表1.1 半加器真值表
图1.1 指定项目名的屏幕
在Project Name的输入编辑框中，键入设计半加器项目名称“hadder”，屏幕如图1.1所示：(注意项目所存放的目录)：
（2）再在管理器中单击File \ New选项，设定图形文件。

选择Graphic Editor file，单击OK按钮后，便进入到MAX+PLUSE II 的图形编辑器。

（3）归属项目文件File \ Project \ Set Project to Current File；
（4）保存半加器的文件名；屏幕如图1.2所示；
图1.2 欲保存文件前的屏幕
（5）如图1.3所示，选择图形编辑器的Symbol Name 输入编辑框中键入AND2后，单击ok按钮。

此时可看到光标上粘着被选的符号，将其移到合适的位置（参考图1.4）
单击鼠标左键，使其固定；
图1.3 选择元件符号的屏幕
（6）重复（2）、（3）步骤，在图中安放input、output等元件符号，如图1.4所示；
图1.4放置所有元件符号的屏幕
（7）在图1.4中，用移动光标的方法将元器件之间进行连线；
图1.5 完成全部连接线的屏幕
图中器件：AND2 、XNOR、EXP、INPUT、OUTPUT
（8）重复（5）的方法将完成所有的电路连线，如图1.5所示；
（9）在图1.5的界面下，对半加器的原理图进行编译；对文件进行编译，单击编译器快捷方式按钮；
（10）单击Start按钮后，计算机开始处理数据，其进度情况用水平线表示；
（11）如果有“0 errors”和“0 warnings”字符出现，则表示编译完全通过，单击确定OK 按钮后；
（12）在图形编辑器界面上，建立底层器件（加封），在File \ Great Default Symbol 封装半加器；
（13）一般警告性错误可以忽略；
（14）编译结束后，即可退出编译窗口，即在编译对话框中选择关闭按钮即可；
2、波形编辑
波形编辑的操作步骤如下：
（1）建立波形文件，在MAX+PLUS II的管理器内，单击File \ New选项下，选择Waveform Editor file，并单击其右边的小黑箭头，在下拉选项中“*.scf”，单击OK
按钮后，便进入到MAX+PLUS II的波形编辑器；
（2）归属其项目下File \ Project \ Set Project to Current File；；
（3）在波形编辑器中，选择Node \ Enter Node From SNF，将出现信号分析导入选
择对话框，如图1.6所示；
图1.6 信号分析导入选择分析输入信号引脚
（4）在图1.6内的Node Enter Node From SNF的文本编辑框中，双击List按键，全选择后，单击OK按钮后，进入输入信号待编辑状态；
（5）在信号编辑器内，编辑输入信号，原则是输入信号的组合，应该覆盖所有的逻辑关系，如图1.7所示。

（其方法为首先选中一个要赋值的信号区间，按住鼠标左键，在区间范围内拉出一个黑色区域,松开鼠标左键，再点左边工具栏上的“1”，使这个时间段赋值为高电平时间；注意时间不要选择太小，比如就选10ns，这样结果可能不对，因为电路的延迟可能就达到10ns）；
图1.7 编辑输入信号的屏幕
另外在“options”项目下，可进行下面设置：
①Snap to Grid：鼠标按网格选取，用鼠标左键可以决定是否选取;
②Show Grid显示网格;
③Grid Size：设置网格大小;
④End Time：设置仿真结束时间0.5us的仿真时间；
（6）保存波形文件，单击File \ Save As菜单，后缀为*.scf；
（7）对波形文件进行编译，单击编译器快捷方式按钮；
（8）编译结束，退出编译窗口，即在编译对话框中点击关闭按钮即可；
（9）在MAX＋plusⅡ\ Simulator 进行仿真；
（10）在波形上可分析输入与输出实验结果，验证逻辑关系，如图1.8所示；
图1.8 波形分析输出
（11）对照表1.1，验证逻辑关系；
（12）（选作）观察自动分配引脚，单击按钮，屏幕如图1.9所示；
图1.17 观察自动分配引脚的屏幕
（13）（选作）双击Fit查看引脚分配情况，如图1.10所示；
图1.10 查看引脚分配的屏幕
（14）（选作）在MAX＋plusⅡ\ Floorplan Editor 观察资源分配情况，如图1.11所示；
图1.11 查看芯片资源分配的屏幕
3、位全加器实验
（1）在MAX＋plusⅡ管理器的File \ New内，新建一个全加器图形文件；
（2）归属项目文件File \ Project \ Set Project to Current File；
（3）保存文件，全加器原理图文件名不可与半加器器件原理图的文件名相同；
（4）半加器的基础之上，组成1位全加器，如图1.12所示；
（5）对全加器原理图进行第一次编译；
图1.12 1位全加器组成
图中器件：OR2、INPUT、OUTPUT
（6）选择器件型号，在图1.8中单击Assign \ Device菜单，屏幕如图1.10所示；
图1.13 选择待编程芯片的屏幕
（7）全加器进行第二次编译；
（8）必须做手动接口的引脚分配，Assign \ Pin / Location / Chip；如图1.14；（可以参照实验箱的引脚分配图。

（附录三））；（原理图端口与芯片组引脚需一一对应）（9）全加器进行第三次编译；
图1.14 引脚分配图
（10）程序下载实验箱，
（11）在图1.8中（此处认为实验板已安装妥当，有关安装方法见实验板详细说明）单击按钮，屏幕显示如图1.15所示。

图1.15 程序下载
（12）在图1.15中点击“Program”或者选择“Configure”即可进行下载；
（13）如有问题，点击（1 Programming File），选择相应的下载文件；
（14）在实验箱上验证实验结果;
（15）操作开关SW1、SW2、SW3为A、B、C输入信号，观测发光二极管D101、D102为Cout与Sout输出状态并验证全加器真值表；
硬件资源分配
EPF10K10LC84-3
引脚设备装置器件原理图端口
36 SW3 Cin
35 SW2 Bin
30 SW1 Ain
17 D101 Cout
16 D102 Sout
六、思考题
1、如果在下载前未选择器件，会出现什么问题？为什么？
2、如果器件的引脚分配发生冲突了，会出现什么问题？如何解决？。