电子设计自动化实验指导书(电气工程及其自动化版)

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1、江苏科技大学电子信息学院电子设计自动化实验指导书目录实验一：VHDL组合逻辑电路设计3实验二：VHDL时序逻辑电路设计10实验三：VHDL下状态机电路设计12实验四：简易数字频率计设计14实验五：交通灯信号控制器设计17实验六：电子密码锁1925江苏科技大学电子信息学院电子设计自动化实验指导书实验一：VHDL组合逻辑电路设计一、实验目的1、熟悉QuartusII软件的使用，熟练进行程序输入、综合、仿真。2、熟悉实验箱硬件资源的使用，熟练进行引脚锁定和硬件测试，掌握EDA技术设计流程，掌握数字逻辑电路设计的方法；3、学习简单数字逻辑电路的设计、仿真和硬件测试。二、实验内容1、设计四选一多路选择器

2、，利用QuartusII软件完成程序输入、综合和仿真验证，给出仿真波形并进行结果分析。2、利用GW48EDA实验系统完成硬件测试，验证本项目设计的功能，记录引脚设置和测试结果。三、实验原理、方法和手段多路选择器可以从多组数据源中选取一组送入目的地，应用相当广泛，从组合逻辑的执行到数据路径的选择，经常可以看到它的踪影。多路选择器的结构是个输入数据对应N个数据输出选择控制线和一个输出线。在VHDL中描述一个多路选择器的方法有多种，例如：在一个进程中使用if-then-else语句；在一个进程中使用case语句；使用选择信号带入语句或条件信号代入语句（when-else语句）。推荐使用when-el

3、se语句，如：LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;……ENTITYMUX41ISPORT(DATA0,DATA1,DATA2,DATA3:INSTD-LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);A,B:INSTD_LOGIC;Y:OUTSTD-LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0)……ENDENTITYMUX4125江苏科技大学电子信息学院电子设计自动化实验指导书ARCHITECTUREARTOFMUX41ISSIGNALSEL:STD_LOGIC_VECTOR(1DOWNTO0);

4、BEGINSEL<=B&A;Y<=DATA0WHENSEL=”00”ELSEDATA1WHENSEL=”01”ELSEDATA2WHENSEL=”10”ELSEDATA3WHENSEL=”11”ELSE“0000”;ENDARCHITECTUREART;五、实验条件1、提供一台具有WINDOWS2000/XP操作系统的计算机；2、提供QuartusII软件开发环境。六、实验步骤1.前期准备，首先新建一个工作库目录文件夹，如F:/mywork，便于存储工程项目。此文件夹在后面操作中将被软件默认为工作库，不同的设计项目最好放在不同的文件夹中，同一工程的所有文件必须放在同一文件夹中。再双击桌面图标“

5、QuartusII7.2”进入QuartusII软件用户界面。2.编辑设计文件（VHDL文本输入法）选择File

6、New，在New窗口中的DeviceDesignFiles中选择设计文件类型为VHDLFile，确认后将打开VHDL文本编辑器，输入所设计的四选一多路选择器的源程序，并选择File

7、Save命令进行存盘，存储在如F:/mywork文件夹中，存储的文件名应与实体名相同，如MUX41.vhd。3.创建工程项目1)在File菜单中选择NewProjectWizard项，将出现工程项目建立向导对话框。25江苏科技大学电子信息学院电子设计自动化实验指导书1)首先出现的对话框中，在最上面的文本

8、输入框中输入项目所在的目录名（F:/mywork），在中间的文本输入框中输入项目名称（MUX41，也可以用其他名称），在最下面的文本输入框中输入最顶层模块的名称（MUX41，必须是最顶层模块的实体名）。2)点击“Next”,进入到设计文件选择对话框，添加与工程相关的所有VHDL文件。本例中只有一个MUX41.vhd。3)点击“Next”，进入到器件选择对话框，在“Family”下拉菜单中选择“Cyclone”,在“AvailableDevices”列表栏中选择“EP1C6T240C8“（根据实验箱硬件资源选取）。4)点击“Next”进入到第三方EDA工具选择对话框，在这个界面我们可以选择第三方

9、的综合工具、仿真工具和时延分析工具。由于在本例中我们的综合、仿真和时延分析都采用QuartusII内置的工具，所以在这个页面不作任何选择。5)点击“Next”进入到“Summary”对话框，在这个窗口列出了前面所作设置的全部信息。点击“Finish”完成工程项目建立过程，回到主窗口。4.编译前设置，可参考教材第五章，本实验可省略这些操作。5.编译综合选择菜单Processing

10、StartComp