数字电路课程设计-第一课27.ppt

第一课：基于QuartusII原理图的流水灯设计及仿真 本部分实验内容为新内容，操作步骤较多，为保证实验项目进行完毕，请同学们务必提前做好预习准备 添加引脚节点（续） * 在Filter下选择“Pins：unassigned”，再单击“List”，列出引脚端口 ” 在Nodes Found下方的列表下选择所列出的端口，将其拖放到波形文件的引脚编辑区 3、设置仿真时间长度 * 默认为1us，这里将其设置为100us 4、设置仿真时间周期 * 默认为10ns，由于竞争冒险的存在，在仿真时信号波形和大量毛刺混叠在一起，影响仿真结果 因此，这里设置为500ns 5、编辑输入端口信号 * 窗口缩放（左键放大，右键缩小） 已编辑好的时钟波形 选中CP后，点击此符号，直接编辑周期脉冲信号 6、启动时序仿真 * 分析波形可见，与74LS138功能真值表一致，结果正确 低电平看做灯灭，高电平看做灯亮。 窄尖峰为冒险引起，不影响逻辑功能。 一、实验目的 通过本次实验，引导学生以计算机辅助设计的手段来设计数字逻辑电路； 掌握QuartusII集成开发环境软件原理图输入的设计流程； 掌握简单流水灯的工作原理，学会通过QuartusII建立原理图设计小型数字电路； 掌握可编程逻辑器件（PLD）的开发步骤； 掌握对设计进行编译、仿真的方法。 * 二、实验设备 计算机 三、流水灯要求及工作原理 流水灯工作流程如上图所示，用逻辑电路控制8个LED灯，始终保持7亮1暗，在脉冲信号CP的推动下循环流动； 将灯亮用1表示，灯灭用0表示，可写出流水灯的真值表； 观察发现，3-8线译码器74LS138的逻辑真值表与其相同，因此采用74LS138作为主控逻辑器件； 如果能够通过脉冲信号CP在74LS138的A2、A1、A0地址端产生连续的000、001、010……111→000……的地址信号，在74LS138输出端的8个LED灯即可产生流水效果。 将3个边沿D/JK触发器前级的Q端与后级的CP串联，即可在Q0、Q1、Q2端产生出与000、001、010……111→000……对应的的地址信号。 * ……………………………… 1、异步模八计数器设计（在QuartusII中画图） 由JK→T’构成异步模八计数器为74LS138产生连续变化的地址信号； f1为连续脉冲CP，为便于视觉观察，输入频率一般应为1-10Hz； Q2、Q1、Q0分别接到74138的地址端A2、A1、A0； * 四、实验任务 2、译码器应用（在QuartusII中进行图形设计） Q2、Q1、Q0接三个JK触发器的Q端输出，接收前端计数器输出的地址信号； Y0、Y1、……Y7与实验板上的LED灯进行连接（在QuartusII下进行引脚锁定），观察流水现象； * 五、实验步骤 1. 通过QuartusII建立一个新项目； 2. 建立项目时选CycloneII系列（family）的目标器件（devices）EP2C35F484C8 3. 新建图形设计文件，调用相关元件，设计总体电路原理图，并编译通过； 4. 新建波形矢量文件，添加引脚端口并编辑激励波形，保存该文件并执行时序仿真，观察并分析仿真结果。 * QuartusII软件操作流程 请同学们参照后面的步骤，提前做好预习，熟悉QuartusII软件的操作环境； QuartusII软件可到实验中心网站上下载，要注意它的破解步骤。 * 一、准备 1、使用QuartusII软件之前，请确保软件已正常破解 若启动QuartusII时看到如下注册许可界面，则说明软件尚未注册许可，需要进行认证后才能正常使用： 开始菜单\运行中输入命令：cmd，打开dos命令窗； 在命令窗中输入： ipconfig/all，即列出本机物理地址physiccal address； 用记事本打开本机D:\Altera目录下的License.Dat文件，将其中的Host ID替换为本机的物理地址即完成破解。（替换时需注意不能插入空格并去掉符号“-” ） 保存文件并关闭，重启Quartus，注册许可界面已消失。 * 2、Quartus II 6.0主界面操作环境 * 1、Project Navigator（工程管理器） 2、Message window（信息窗口） 2、Status window（状态窗口） 3、常用工具栏 * To reset views: Tools ? Customize ? Toolbars ? Reset All Restart Quartus II 编译报告 扩展控制按钮 若QuartusII界面上一些默认的按钮被关闭，影响使用，可按右边的操作步骤来复原 工程创建时的准备工作 QuartusII通过“工程（Project）”来管理设计文件，必须为此