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1、VHDL语言与FPGA设计实验报告学院=班级:姓名:学号:指导老师:常州工学院实验1：2选1多路选择器设计一、实验目的：熟悉QuartusII的VHDL文本设计流程全过程，学习简单组合电路的设计、仿真和硬件测试。二、实验内容：1•首先利用QuartusII完成2选1多路选择器的文本编辑输入(mux21a.vhd)和仿真测试等步骤，给出仿真波形。最后在实验系统上进行硬件测试，验证本项设计的功能。2.引脚锁定以及硕件下载测试。建议选实验电路模式No.5,用键l(PIOO)控制s(或s接clock2)；a和b分别接clockO和clock5；输出信号y接扬声器speakero通过短路帽选
2、择clockO接256Hz信号，clocks接1024Hz。最后进行编译、下载和便件测试实验(通过选择键1,控制a、b,可使扬声器输出不同音调)。逻辑电路图三、程序设计：libraryieee;-・useieee.std_logic_l164.all;-ENTITYmux21aISPORT(a,b,s:INBIT;y:OUTBIT);ENDENTITYmux21a;ARCHITECTUREoneOFmux21aISBEGINPROCESS(a,b,s)BEGINIFs=OTHENy<=a;ELSEy<二b;ENDIF;ENDPROCESS;ENDARCHITECTUREone;程序
3、分析：这是一个2选1多路选择器，a和b分别为两个数字输入端的端口名，s为通道选择控制信号输入端的端口名，y为输岀端的端口名。四、软件编译选择Peocessing^StartCompilation命令，启动全程编译。FlowSummaryFlewStatusSuccessful-NonD«c0720:36:562015QuartusHVersion6.0Build17804/27/2006SJFullVersionRevisionNaniei*ux21aTop-levelEntityFaneniux21&FamilyCycloneDeviceEP1C6Q240C8Timinglode
4、lsFindMettimingrequirementsYesTotallogicelements1/5,980(<1%)Totalpins4/185(2%)Totalvirtualpins0Totdmeiiorybits0/92,160(0%)TotalPLLs0/2(0%)编译无错后的报告信息五、时序仿真1)打开波形编辑器选择File・>new,选择vectorwaveformfile。2）设定仿真时间区域在Edit->endtime,在弹出的窗口time栏处输入50,单位选"us”。3）波形文件存盘，默认文件名为mux21a.vwf4）将此工程mux21a的端口信号名选入波形编
5、辑器中View->utilitywindows项的NodeFinder选项。点击“list”。5）将端口信号名拖入波形编辑器屮，拖完信号后可以关掉浮动窗口6）按键盘上“CTRL+W”，显示全部仿真时间区域。7）编辑输入波形（输入激励信号）8）仿真器参数设置9）启动仿真器。提示是否保存，选择“是”，仿真成功后选“确定”。10）观察仿真结果按键盘上“CTRL+W”，在全部仿真时间区域内观察波形，并分析波形图显示的逻辑功能是否正确。电路时序波形图时序分析：当s=0时，y口输出Q,当s=l时,y口输出b。六、硕件测试打开mux21a命名的工程，应选择File的OpenProject命令。选
6、择Assignments->assingnmenteditor项。Category栏中选择locations,然后双击TO栏的《new》，选择NodeFindero在出现的对话框左边框中选择需要锁定的端口信号名，这些信号跳到右栏，单击OK按键后，这些信号名即进入信号编辑栏。接着在表框屮分别键入需要锁定的端口引脚名。锁定引脚后，必须重新编译，启动Processing->StartCcomplication,编译完成后可下载配置文件。引脚锁定图使用USB编程器下载配置文件首先安装USB编程器的驱动程序。选择自己搜索驱动程序。备注：若没有正确安装驱动程序，USBBlaster编程器不可选
7、，这时必须到硬件设备管理器中删除打问号的USB驱动程序，重新正确安装。将编译产牛的SOF格式配置文件配置进FPGA中。在MODE选择JTAG。编程器选择USBBlaster下载方式。点击“start”将配置文件下载，然后进行硬件测试。程序下载完成后，选择实验电路模式5,通过短路帽选择clockO接256IIz信号，clock5接1024Hz信号。通过键一控制s,当键1进行切换时，明显能听到扬声器发出两种不同音调的声音。实验2：十进制计数器设计一、实验目的学习计数器的设
