[信息与通信]EDA实验指导书.doc

目 录 实验一 MAX+PLUSⅡ软件的使用及设计流程 1 实验二 七段译码器的设计 6 实验三 数码管扫描显示电路 8 实验四 八位加法器的设计 10 实验五 抢答器的设计 12 实验六 六十进制计数器设计 14 实验七 秒表的设计 16 实验八 序列检测器的设计 18 实验九 数字频率计的设计 20 实验十 数字钟的设计 22 实验十一 电子琴设计 25 附录一：EDA开发套件使用说明 27 实验一 MAX+PLUSⅡ软件的使用及设计流程 一、实验目的 1．熟悉Max+plusⅡ软件的使用方法； 2．通过几个简单的实验了解设计的全过程； 二、实验设备 PC 机一台，EDA 教学实验套件一套 三、实验原理 数字系统设计系列实验是建立在数字电路基础上的一个更高层次的设计性实验。它是借助可编程逻辑器件（PLD），采用在系统可编程技术（ISP），利用电子设计自动化软件（EDA），在计算机（PC）平台上进行的。 　　（一）EDA教学实验套件 1．硬件配置： （1）下载电缆： JTAG 格式； （2）时钟电路：可对时钟进行分频（原始信号是4MHz），得到各种时钟输出； （3）琴键开关： 8 个，低电平复位； （4）拨码开关： 8 个（ON……1，OFF……0）； （5）LED 灯： 8 个； （6）七段数码管： 5个，共阳； （7）扬声器： 1 个； （8）JTAG 方式下载接口； 2．软件配置： Max+plusⅡ商业版。 （1）max+plus Ⅱ软件基本设计流程（见下页图） （2）Max+PlusII软件的安装步骤 第一步：系统要求 奔3CPU 以上，128M 内存以上，4G 以上硬盘，98 操作系统（98 或Me 操作系统才可以下载，其他操作系统下载必须安装驱动，否则只能仿真，如果大家只进行仿真的话，对系统没要求）。 第二步：安装 点击安装可执行文件进行安装，安装完毕后会弹出一对话框，点击是或否都可以。 第三步：将安装文件夹中的License 文件夹打开，里面有一个License.bat 注册文件，将此文件复制到你的安装目录下（你的安装目录可放在任一个驱动器下，然后建立一个Max10 的文件夹，将系统安装在此文件夹中，安装后此文件夹中会有三个文件夹）的任一个文件夹中，要清楚位置。 第四步：注册 启动Max+PlusII 软件，可以从开始-- 程序--Altera--Max+PlusII 打开，也可以建立一个快捷方式在桌面上。启动软件后，会有弹出一个对话框，点击是或否都可以，然后进入系统。点击菜单中的Options，然后选中License 菜单项，打开弹出一个注册对话框，在注册文件路径中打开你第三步中复制位置的License 文件，然后点击OK，注册完毕。 四、实验内容 1．熟悉Max+plus Ⅱ软件的使用方法： 原理图输入设计法（了解） VHDL 文本输入设计法： 内容： （1）用VHDL 语言设计一个十进制记数器(.vhd) ，要求有记数使能端和清零端，有进位输出端。 （2）四位二进制输出（BCD 码格式）。 步骤： （1） 打开Max+PlusII 软件，进入编辑环境，如下图； （2） 新建一个文本文件，选Text Editor file ；如下图： （3） 点击OK 进入文本编辑系统，输入源程序，如下图； （4）建立工程，编译查错，直至通过编译。 （5）建立波形仿真文件（.swf），如下图： （6）进行波形仿真，无错则通过，有错返回修改，直到结果正确。 （7）器件选择――选FLEX10K系列中的EPF10K10LC84-3 芯片。 （8）引脚映射――注意FPGA芯片的各个引脚，EPF10K10LC84-3 芯片引脚见附录一。 （9）保存，再次编译，注意是否有警告和错误。 （10）无错，则进行实验连线，检查连线是否正确。 （11）无误后打开实验板电源，下载编程（注意下载口的选择――ByteBlaster 口），验证结果是否正确，正确――结束实验，整理实验仪器；错误――查错，重新开始。 （注意观察实验中的数据和实验波形， 进行记录。） 五、实验报告 1．写出实验源程序，画出仿真波形； 2．总结实验步骤和实验结果； 3．心得体会――在实验过程中出现了哪些问题，如何解决的？本次实验中你的感受；你从实验中获得了哪些收益；本次实验你的成功之处；本次实验中还有待改进的地方；下次实验应该从哪些地方进行改进；怎样提高自己的实验效率和实验水平等等。 4．完成实验思考题。 六、问题与思考 与传统的数字电路设计相比，基于FPGA的数字系统设计的优越性在哪些地方。 实验二 七段译码器的设计 一、实验目的 1．掌握七段译码器的工作原理； 2．学会用VHDL 硬件描