[工学]高级FPGA教学实验指导书-逻辑设计部分.pdf

高级 FPGA 教学实验平台实验指导书－逻辑设计 第 1 页 共 69 页 目录 第一章、ALTERA QUATUSII 5.0使用介绍 3 1. 概述 3 2. QUATUSII 设计过程 5 2.1. 建立工程 5 2.2. 建立设计 6 2.2.1使用 QUATUSII BLOCK EDITOR 建立原理图文件 7 2.2、2使用 QUARTUS II TEXT EDITOR 8 2.2.3使用 VERILOG HDL、VHDL 与 AHDL 9 3. 编译综合设计 9 4. 仿真工程 11 5. 分配设备与管脚 12 6. 程序下载 15 7. 调试与软件逻辑分析仪的使用 16 7.1. 设置和运行 SIGNALTAP II 逻辑分析器 17 7.2. 设置触发器： 18 第二章 FPGA试验平台介绍 19 1简介 19 2主要的器件和特性 19 3 LED，拨码开关和按键 21 3.1十二个发光二极管（LED）七段数码显示器 21 3.2四位拨码开关和两个功能按键 24 4 RS-232串口 24 5 PS/2鼠标、键盘接口 26 6 VGA接口 26 7 USB1.1接口 26 8 LCD接口 27 9 高速，异步SRAM 27 10 高速，同步SDRAM 33 11 大容量，快速FLASH 35 12 USB2.0芯片接口 38 13 编程和调试接口 39 14 时钟源 39 高级 FPGA 教学实验平台实验指导书－逻辑设计 第 2 页 共 69 页 15 电源方案 41 16 复位电路 42 17 扩展板接口 42 第三章 数字电路与数字系统试验 45 第一部分 基础试验 45 实验一 3/8 译码器 45 实验二 分频器 47 实验三 BCD七段显示译码器实验 47 实验四 模拟74LS160计数器实验 50 实验五 交通灯控制器 51 实验六 乒乓球游戏机 52 试验七 扫描数码显示器 54 试验八 频率计 56 第二部分 接口控制器试验 58 试验九 RS-232串口控制器 58 试验十 LCD显示试验 60 试验十一 VGA控制输出试验 64 试验十二 PS/2键盘控制器试验 66 试验十三 接口互连试验 69 高级 FPGA 教学实验平台实验指导书－逻辑设计 第 3 页 共 69 页 第一章、 Altera quatusII 5.0 使用介绍 1. 概述 QuatusII5.0 是 Altera 公司的必威体育精装版产品。MaxplusII 是一套非常成功的 PLD 开发软件， 虽然 QuartusII 已经推出了4 年，并且 Altera 宣布不再对 MaxplusII 进行升级，但至今仍 有非常多的工程师在使用 MaxplusII 。 Altera 在 QuartusII 中允许将软件界面设置为 MaxplusII 风格，以吸引 MaxplusII 的用户转向QuartusII 。安装QuartusII 时，软件会自 动询问，你准备使用何种界面：QuartusII 还是 MaxplusII 选择 MaxplusII 界面，运行 QuartusII4.0 时，展现在我们面前的是一个非常类似于 MaxplusII 的操作环境，主要菜单和MaxplusII 几乎一样： 高级 FPGA 教学实验平台实验指导书－逻辑设计 第 4 页 共 69 页 使用 MaxplusII 风格的 QuartusII 安装完毕以后，也可以在菜单:ToolsCustomize 中进行更改，在两种界面风格中进行切 换: 高级 FPGA 教学实验平台实验指导书－逻辑设计 第 5 页 共 69 页 2. quatusII 设计过程 2.1. 建立工程 Quartus II 软件将工程信息存储在 Quartus II 工程配置文件 (.quartus) 中。它包含有 关 Quartus II 工程的所有信息，包括设计文件、波形文件、SignalTap® II 文件、内