EDA技术实验教案

教案

2011 ~2012学年第1学期

系（部）室电子与通信工程系

课程名称EDA技术及应用（实验）专业、年级、班级09电气、08通信专业

主讲教师张文希

长沙学院教务处

教案编写说明

长沙学院教案

编号： 1 (累积2课时) 课时安排：2 学时教学课型：实验课

题目：实验一简单逻辑电路实验

教学目的要求：

运用Quartus II 集成环境下的VHDL文本设计方法设计半加器，进行波形仿真、引脚分配并下载到实验设备上进行逻辑功能验证，并分析其波形。

教学重点、难点：

重点：Quartus II 软件平台和使用VHDL 语言设计电路的方法

难点：波形仿真、分析

教学方式、手段、媒介：讲授、多媒体、示范

教学过程：

一、实验目的

1.学习Create-SOPC实验平台的使用方法；

2.熟悉Quartus II 软件平台和使用VHDL 语言设计电路的方法；

3.学习简单逻辑电路的设计、仿真和硬件测试。

二、实验内容

运用Quartus II 集成环境下的VHDL文本设计方法设计半加器，进行波形仿真、引脚分配并下载到实验设备上进行逻辑功能验证。

三、实验步骤及参考程序

1.EDA实验箱介绍和使用

2.创建个人实验文件夹(最好使用英文字母命名不要用中文或数字名称)如：D:\example

3.运行Quartus Ⅱ软件。

4.创建一个VHDL设计文件：File －> New，在Device Design Files 中选择VHDL File。在程序编辑窗输入VHDL程序并保存；在弹出对话框中输入文件名（必须和程序中实体名相同）并使下方小框内出现“√”，点击保存会弹出“是否创建新工程”提示信息如图1-1所示。

图1-1 图1-2

5.创建一个新工程：点击图1-1中“是”可进入创建工程向导（也可以File －> New project Wizard进入向导），此时看到的默认工程名、顶层实体名都为h_adder（其中工程名可换名但顶层实体名必与编写的程序实体名一致），如图1-2。点击NEXT，再在弹出窗中点击NEXT，选择目标器件：Cyclone 系列EP1C20F324C8 芯片，如图1-3。

图1-3

6.编译：选择Processing－>Start Compilation命令，对此工程进行逻辑分析、综合适配、时序分析等。如果设计正确则完全通过各种编译，如果有错误则根据报错信息返回h_adder.vhd 进行修改，直至完全通过编译为止。

7.创建一个仿真波形文件：File －> New，在Other Files 中选择Vector Waveform File，如图1-4，进入波形编辑窗口。

图1-4 图1-5

8.以扩展名为.VWF，文件名与编译的文件名相同，保存创建的仿真波形文件，如h_adder.vwf。

9.输入引脚：Name 栏中点击鼠标右键，选择“Insert Node or Bus”，在其对话框中点击“Node Finder” 按钮，弹出“Node Finder” 对话框，Named：*；Filter ：Pin:all，点击“List”，列出所有引脚，在其中选择需要仿真的引脚，如图1-5所示。它们将在波形编辑窗口中出现。

图1-6 图1-7

长沙学院教案

编号： 2 (累积4课时)

长沙学院教案

编号： 3 (累积6课时)

长沙学院教案

编号： 4 (累积8课时) 课时安排：2 学时教学课型：实验课

题目：实验四1位二进制全加器设计

教学目的要求：

使用图形输入的方法用逻辑门电路设计一个半加器，生成符号文件。分别进行仿真、引脚分配并下载到电路板进行功能验证。

教学重点、难点：

重点：图形法设计电路，学会制作图形元件，调用自制图形元件。

难点：顶层文件与底层文件的设计

教学方式、手段、媒介：讲授、多媒体、示范

教学过程：

一、实验目的

熟悉Quartus II 集成环境的图形输入方法；

学会把设计项目成为可调用元件符号和调用元件的方法；

掌握同一工程中多个文件的编译、仿真方法。

二、实验内容

本实验首先使用图形输入的方法由逻辑门电路设计一个半加器，然后使用。分别进行仿真、引脚分配并下载到电路板进行功能验证。

三、实验步骤

创建个人实验文件夹(最好使用英文字母命名不要用中文名称)。

运行Quartus II 软件，选择File －> New，在Device Design Files 中选择Block Diagram/Schematic File,如图4-1所示，点击OK打开原理图编辑窗口。

图4-1 图4-2

在图形编辑窗中双击鼠标左键，将弹出元件输入对话框，在对话框右栏打开元件库找到需要的元件，如图4-2所示，点击OK即可将元件调入原理图编辑窗。将所有需要的元件都调入编辑窗。

将各个元件采用单击鼠标并拖动的方法连接号电路图，然后分别在input和output的pin_name上双击使变为黑色，再分别输入各引脚名，如图4-3所示。

图4-3

选择File—>Save As命令，选择为此工程已建好目录，将设计好的原理图文件取名为h_adder.bdf同时使下方小框内出现“√”，点击保存会弹出“是否创建新工程”提示信息如图4-4所示。

图4-4 图4-5

创建一个新工程：点击图4-4中“是”可进入创建工程向导（也可以File －> New project Wizard进入向导），此时看到的默认工程名、顶层实体名都为h_adder，此时将工程名换为f_adder顶层实体名不变，如图4-5所示。点击NEXT，再在弹出窗中点击NEXT，选择目标器件：Cyclone 系列EP1C20F324C8 芯片。按照实验一的方法完成半加器的编译、仿真。

将半加器设置成可调用的元件，在打开半加器原理图文件下，选择File—>Create/Update —>Create Symbol Files for Current File命令，如图4-6所示。此时半加器文件形成了一个符号元件可供高层次设计调用。

图4-6