（精品）eda实验指导书

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1、电子电路EDA(实验指导书)2011年9月49前言现代电子产品已经渗透到了社会的各个领域，各种新产品层出不穷，更新换代的节奏也越来越快。EDA技术的发展使得设计者的工作仅限于利用软件的方式，即使用硬件描述语言和EDA软件来完成对系统硬件功能的实现。EDA技术是一门综合性学科，融多学科于一体，打破了软件和硬件间的壁垒，使计算机的软件技术与硬件实现、设计效率和产品性能合二为一，它代表了电子设计技术和应用技术的发展方向。因此学习和掌握EDA技术的原理和开发是电子工作者必备的基本素质。本书是《电子电路EDA》课程的实验教材。在实验过程中，主要以A

2、ltera公司的MAX+PLUSII软件为工具，来完成电路的原理图输入设计以及VHDL语言的文本输入设计的编辑、编译、仿真、引脚锁定和编程下载等操作，并在自制的实验箱上实现对设计电路的硬件验证。实验是使学生掌握所学内容的重要途径。修改教学计划后，本课程的实验课时达到了32课时，为了丰富实验内容，结合学生的专业特点，增加了数字通信系统的相关实验内容。通过这些实验，一方面使学生掌握MAX＋PLUSII的原理和使用方法，并用它和硬件描述语言完成所有的设计题目，达到能熟练地用VHDL设计各种数字电路（系统）；另一方面对数字通信的电路实现也有一定的

3、了解。49目录前言11MAX+PLUSⅡ的设计过程11.1设计输入11.2设计处理11.3设计校验21.4器件编程（配置）22设计指导32.1图形输入的设计过程32.1.1项目建立与图形输入32.1.2项目编译72.1.3项目检验82.1.4目标器件选择与管脚锁定122.1.5器件编程/配置142.2工具条和常用菜单选项说明152.3图形的层次化设计及BUS使用162.3.1层次化设计162.3.2BUS的使用172.4参数可设置LPM宏功能块应用172.4.1基于LPM_COUNTER的数控分频器设计172.4.2基于LPM_ROM的4

4、位乘法器设计192.5波形输入设计方法202.6语言描述输入法222.7混合设计输入233CPLD实验系统简介243.1“CPLD实验系统”示意图243.2接口逻辑简述253.3实验步骤254设计实践26实验一简单组合电路的设计27实验二计数器的设计28实验三序列发生器与序列检测器的设计29实验四数控分频器与电子音乐31实验五位同步与帧同步提取实验34实验六二进制频移键控(2FSK)的调制与解调39实验七24秒倒计时定时器41实验八简易频率计42实验九正弦波发生器的设计44实验十移位相加8位硬件乘法器的设计46实验十一TheGuessin

5、gGame48491MAX+PLUSⅡ的设计过程1.1设计输入MAX+PLUSⅡ的设计输入方式有多种，主要包括：原理图输入、HDL输入（AHDL、VHDL、VerilogHDL）、层次设计、波形输入方式、底层设计输入、网表输入等。该软件把这些设计输入方式综合为一个设计体系，并允许信息在整个应用持续间自由转换。1.原理图输入原理图输入是一种最为直观的输入方式。用这种方式输入时，为提高效率，应采用自顶向下逻辑分块，把大规模的电路划分成若干小的模块。一般而言，如果对系统很了解，并且系统速率较高，或在大系统中对时间特性要求较高的部分，可以采用这种

6、方法。原理图输入效率较低，但容易实现仿真，便于信号的观察以及电路的调整。2.HDL语言MAX+PLUSⅡ包含一个集成的文本编辑器（TextEditor），适合于输入和编辑用VHDL、VerilogHDL或AHDL（ALTERA的硬件描述语言）设计文件。MAX+PLUSⅡ的编译器Compiler可以对这些语言表达的逻辑进行综合，并将其映射到ALTERA的任何器件中。采用语言描述的优点是效率较高，结果也较容易仿真，信号的观察也较方便。但语言描述必须依赖综合器，只有好的综合器才能把语言综合成优化的电路。对于大量规范的、易于语言描述的、易于综合的

7、、速率较低的电路，可以采用这种方法。3.波形输入MAX+PLUSⅡ集成的WaveformEditor（波形编辑器程序）用于建立和编辑波形设计文件及输入仿真向量和功能测试向量。波形编辑器还具有逻辑分析仪的功能，可方便查看仿真结果。4.底层编辑MAX+PLUSⅡ集成的FloorplanEditor（底层编辑程序）简化了向器件引脚和逻辑单元分配逻辑的过程。5.层次设计输入层次设计允许包含几种不同格式建立的设计文件。如用原理图作顶层文件，底层文件可以是原理图或HDL文件。1.2设计处理MAX+PLUSⅡ处理设计时，编译器Compiler在设计文件

8、中读取信息并产生编程文件和仿真文件、定时分析程序TimingAnalyzer可分析设计的定时、信息处理程序MessageProcessor可自动定位错误。1.自动错误定位MessageProc