eda实验报告心得

1 / 9 eda 实验报告心得 数字 EDA实验 实验报告 学院： 计算机科学与工程学院专业： 通信工程 学号： 0941903207 姓名： 薛蕾 指导老师： 钱强 实验一 四选一数据选择器的设计 一、实验目的 1、熟悉 Quartus II 软件的使用。 2、了解数据选择器的工作原理。 3、熟悉 EDA开发的基本流程。 二、实验原理及内容 实验原理 数据选择器在实际中得到了广泛的应用，尤其是在通信中为了利用多路信号中的一 路，可以采用数据选择器进行选择再对该路信号加以利用。 从多路输入信号中选择其中一路进行输出的电路称为数据选择器。或：在地址信号控制下，从多路输入信息中选择其中的某一路信息作为输出的电路称为数据选择器。数据选择器又叫多路选择器，简称MUX。 4 选 1数据选择器： 原理框图：如右图。 D0 、 D1、 D2、 D3 ：输入数据 A1 、 A0 ：地址变量 由地址码决定从路输入中选择哪路输出。 真值表如下图： 逻辑图 2 / 9 数据选择器的原理比较简单，首先 必须设置一个选择标志信号，目的就是为了从多路信号中选择所需要的一路信号，选择标志信号的一种状态对应着一路信号。在应用中，设置一定的选择标志信号状态即可得到相应的某一路信号。这就是数据选择器的实现原理。 三实验内容 1、分别采用原理图和 VHDL 语言的形式设计 4 选 1数据选择器 2、对所涉及的电路进行编译及正确的仿真。 电路图： 四、实验程序 library ieee; use _Logic_; ENTITY mux4 ISPORT;y :OUT STD_LOGIC ); END mux4; ARCHITECTURE archmux OF mux4 IS BEGIN y a1 WHEN s = 01 else -当 s=01 时，y=a1 a2 WHEN s = 10 else-当 s=10时， y=a2 a3; -当 s 取其它值时， y=a2 END archmux; 五、运行结果 六实验总结 真值表分析： 当 js=0 时， a1,a0 取 00,01,10,11 时，分别可取d0,d1,d2,d3. 3 / 9 EDA技术与应用 实验报告 学院：物理与电子学院 专业班级：电子信息科学与技术 1205 姓名： 学号： 目录 实验一 应用 Quartus 完成 LED 的驱动 3 实 验 二 组 合 逻 辑 电 路 的 设计 19 实 验 三 时 序 逻 辑 电 路 的 设计 32 实 验 四 ： 数 字 时 钟 设计 45 实验五 数 据 采 集 系 统 设计 59 实验六 序 列 检 测 器 设计 74 实验一 应用 Quartus 完成 LED的驱动 一、实验目的 通过实验让用户逐步了解、熟悉和掌握 FPGA 开发软4 / 9 件 Quartus 的使用方法及 VHDL 的编程方法。 本实验力求以详细的步骤和讲解让读者以最快的方式了解 EDA技术开发以及软件的使用而快速入门，并激起读者对 EDA 技术的兴趣。 二、实验内容 SmartSOPC 实验箱上有 8个发光二极管 LED1LED8，在 QuikSOPC 核心板上 LED1LED8 分别于 FPGA芯片的第 50、5355、 176和第 4749引脚相连。 本实验的内容是建立可用于控制 LED亮 /灭的简单硬件电路，要求点亮 SmartSOPC试验箱上的 4个发光二极管。具体包括： 使用 Quartus 建立工程； Quartus 工程设计； 设置编译选项并编译硬件系统； 三、实验原理 FPGA 器件同单片机一样，为用户提供了许多灵活独立的输入 /输出 I/O 口。 FPGA 每个 I/O 口可以配置为输入、输出、双向 I/O、集电极开路和三态门等各种组态。做为输出口时， FPGA 的 I/O 口可以吸收最大为 24mA 的电流，可以直接驱动发光二极管 LED 等器件。所以只要正确分配并锁定引脚后，在相应的引脚上输出低电平“ 0”，就可实现点亮该发光二极管的功能。 5 / 9 四、实验步骤 使用 Quartus 建立工程 打开 QuartusII 软件并建立工程 在 Windows 桌面上选择“开始”“程序”“ Altera” Quartus ，打开 Quartus 软件，软件界面如图 1所示。 图 1 Quartus 软件界面 在图 1 中选择 File New Project Wizard 来新建一项工程。注意不要把 New误以为 New Project Wizard。新建工程向导说明如对话框图 2所示。 图 2 新建工程向导说明对话框 在图 2 中可以了解在新建工程的过程中要完成哪些工作，这些工作包括：指 定项目目录、名称和顶层实体；指定项目设计文件；指定该设计的 Altera器件系列；指定用于该项目的其他 EDA工具；项目信息报告。 在图 2 中单击 Next 进入如图 3 所示对话框。 任何一项设计都是一项工程 Project，必须首先为此工程建立一个放置与此工程相关的所有文件的文件夹，此文件夹将被 Quartus 默认为工作库。一般来说不同的设计项目最好放在不同的文件夹中，而同一工程的所有文件都必须放在同一文件夹中。 6 / 9 图 3中的第一栏用于指定工程所在的工作库文件夹；第二栏用于指定工 程名，工程名可以取任何名字，也可以直接用顶层文件的实体名作为工程名；第三栏用于指定顶层文件的实体名。本例工程的路径为 F:led_test，工程名与顶层文件的实体名同为 led_test。 图 3 新建工程路径、名称、顶层实体指定对话框 可 编 程 逻 辑 器 件 实验总结 学号： 姓名： 班级： EDA试验心得体会 当看到这门课的时候，我最初的感觉是很无语，书本上一大堆看不懂的东西，没有接触过的 VHDL 语言和一些电路图和实体，听起来也是一塌糊涂，对 EDA技术很陌生，7 / 9 也感到很茫然，也没有信心，当接触到可编程器件的时候，看到大家同样感到很迷惘。 随后在深入的学习中发现书本资料通过大量的图示对 PLD硬件特性与编程技术进行了形象的讲解，不仅融合了之前学习的关于电路设计的知识还将 EDA 的技术加入其中。对 VHDL语言的详尽讲解更是让我深刻理解了 VHDL语言的编程原理。由于本门课程是一门硬件学习课程，所以实验必不可 少。通过课程最后实验，我体会一些 VHDL 语言相对于其他编程语言的特点。在接触 VHDL语言之前，我已经学习了 C语言，汇编语言，而相对于这些语言的学习， VHDL 具有明显的特点。这不仅仅是由于 VHDL 作为一种硬件描述语言的学习需要了解较多的数字逻辑方面的硬件电路知识，括目标芯片基本结构方面的知识更重要的是由于 VHDL 描述的对象始终是客观的电路系统。由于电路系统内部的子系统乃至部分元器件的工作状态和工作方式可以是相互独立、互不相关的，也可以是互为因果的。这表明，在任一时刻，电 路 系 统 可 以 有 许 多 相关 和不相关的事件同时并行发生。例如可以在多个独立的模块中同时入行不同方式的数据交换和控制信号传输，这种并行工作方式是任何一种基于 CPU 的软件程序语言所无法描绘和实现的。传统的软件编程语言只能根据 CPU 的工作方式，以排队式指令的形式来对特定的事件和信息控制或接收。在 CPU 工作的任一时间段内只能完8 / 9 成一种操作。因此，任何复杂的程序在一个单 CPU 的计算机中的运行，永远是单向和一维的。因而程序设计者也几乎只以一维的思维模式就可以编程和工作了。在试验箱上，编写相应的软件即可，否则，只在计算机上模拟调试软件 ，则无法了解单片机接口中各种控制信号的使用。还可帮助学会分析问题和解决问题的能力。这在单片机实验报告中都要体现出来。 这门课是一门理论性和实践性都很强的专业基础课，也是一门综合性的技术基础学科，它需要程序语言、数学、物理学、电子学、力学、机械等知识，同时还要掌握各种物理量的变换测定，以及实验装置的设计和数据分析等方面所涉及的基础理论。许多测试理论和方法只有通过实际验证才能加深理解并真正掌握。实验就是使学生加深理解所学基础知识，掌握各类典型传感、记录仪器的基本原理和适用范围；具有测试系统的选择及应 用能力；具有实验数据处理和误差分析能力；得到基本实验技能的训练与分析能力的训练，使学生初步掌握 测试技术的基本方法，具有初步独立进行电子信息工程测试的能力，对各门知识得到融会贯通的认识和掌握，加深对理论知识的理解。实验课是本门课程的重要环节，其目的是培养学生的分析和解决实际问题的能力，从而掌握机械工程测试技术手段，为将来从事技术工作和科学研究奠定扎9 / 9 实的基础。 通过本门课程实验，以下能力得到了较大的提高： 了解了可编程逻辑器件操作的原理和应用，以及试验箱及软件编译环境的使用的 注意事项及各种测试中不同