《EDA技术》课程教学大纲及实验报告

1、精选优质文档-倾情为你奉上EDA技术课程教学大纲课程性质专业必修课课程名称EDA技术课程编号适用专业电子信息科学与技术、电子信息工程、通信工程、自动化等专业本科先修课程模拟电子技术数字电子技术任课教师高金定等联系方式jdgao总学时64学时（讲授32，实验32）学分数4一、课程教学目标本课程是电子信息工程、电子信息科学与技术、通信工程、自动化等本科专业重要的专业课程。通过此课程的学习，学生主要获得以下几个方面的知识、技能及能力：1、了解EDA技术的基本概念、发展现状及趋势。2、熟悉Quartus II等EDA工具软件的使用方法，掌握原理图输入设计方法、文本输入设计方法开发FPGA的基本流程。3

2、、掌握VHDL硬件描述语言基本结构及基本语句，熟悉并理解其语法规则，能用硬件描述语言描述常用的组合逻辑电路及时序逻辑电路。4、熟悉EDA硬件实验平台（实验箱）的使用方法。5、具备简单数字系统设计与开发的基本能力。6、具备本课程相关的英文专业文献阅读及写作的能力。二、课程教学基本要求要求学生抓住一个重点：VHDL语言编程；掌握两个工具：Quartus II开发软件和EDA实验箱硬件系统；运用三种手段：案例分析、应用设计、上机实践；采取四个结合：边学边用相结合，边用边学相结合，理论与实践相结合，课内与课外相结合。多动手、多思考、多实践，认真完成各实验项目；做到在项目实践中发现问题，带着问题查找相关

3、文献资料结合课堂讲授学习知识，从而解决问题，最终不断提高自身实践动手能力和学习能力。三、课程主要教学内容与学时分配本课程以“一个软件工具Quartus II的使用”和“一门硬件描述语言VHDL的编程”为核心，在此基础上学习数字电路及数字系统的设计及FPGA实现方法。主要教学内容及学时分配如下： 周次教学模块教学内容学时分配讲授实验1EDA技术概述EDA的技术概念、背景、发展现状及趋势、应用领域；本课程的特点与学习方法，以及必须具备的知识。 2实验：Quartus II软件安装及界面菜单使用22QuartusII软件的使用及FPGA开发方法EDA技术设计流程，Quartus II软件原理图输入设

4、计方法。2实验1：24进制计数器的设计（原理图方法）23Quartus II软件原理图输入设计方法及文本输入设计方法2实验2：60进制计数器的设计（原理图方法）24VHDL语言及其数字电路与系统设计方法VHDL语言基本结构2实验3：简单数字电子钟设计（一）（核心部件）25VHDL语言要素（文字规则、数据对象）2实验3：简单数字电子钟设计（二）（时分秒可调）26VHDL语言要素（数据类型、操作符）2实验3：简单数字电子钟设计（三）（闹钟及其它功能）27VHDL顺序描述语句2实验4：3-8译码器的设计28VHDL并行描述语句2实验5：LED显示译码器的设计29VHDL语言描述风格及基本逻辑电路的设

5、计2实验6：60进制计数器的设计210期中小测试2实验7：LED动态扫描电路的设计（一） 211FSM有限状态机的设计（一）2实验7：LED动态扫描电路的设计（二） 212FSM有限状态机的设计（二）2实验8：花样彩灯控制器的设计（一）213CPLD/FPGA概述、最新进展及其硬件电路设计方法CPLD/FPGA概述及最新技术进展2实验8：花样彩灯控制器的设计（二）214CPLD/FPGA硬件电路设计（一）2实验9：任选综合设计项目（一）215CPLD/FPGA硬件电路设计（二）2实验9：任选综合设计项目（二）216微电子技术最新进展讲座2实验9：任选综合设计项目（三）2四、本课程与其它课程的联

6、系与分工数字电子技术重点讲授常用数字电路的基本原理及设计方法，本课程重点讲解用VHDL语言描述数字电路及在FPGA硬件上实现数字电路与系统。五、教学方法与策略【课堂教学】：结合指定教材的内容，利用多媒体教学手段，采取基础知识教学与软件仿真演示相结合的形式进行讲解。【实验教学】：构建基础型、提高型、研究创新型三个层次的实验体系，改革实验考核方法，建立以学生为主体、教师为主导的实验教学新模式。【双语教学】：大部分内容采取英文课件+中文讲解相结合的形式，逐步提高学生英文文献阅读与写作能力。六、学生学习成效评估方式【实验考核】：本课程以实验动手能力考核为主，实验考核占期评总成绩的75%。具体评估方式见

7、附件。各实验项目分值如下表所示。序号实验项目设计学时分值基础部分发挥部分实验124进制计数器的设计2学时50实验260进制计数器的设计2学时41实验3简单数字电子钟的设计6学时510实验43-8译码器的设计2学时41实验57段LED显示译码器的设计2学时41实验660进制计数器设计2学时41实验7LED动态扫描控制器的设计4学时100实验8花样彩灯控制器的设计4学时55实验9任选综合设计项目6学时150合 计561975【课堂讨论及表现】：占期评总成绩的15%。【课堂考勤】：占期评总成绩的10%。七、选用教材1.谭会生，张昌凡编著.EDA技术及应用（第三版）M.西安电子科技大学出版社，2011

8、.八、参考资料1. 陈忠平，高金定，高见芳. 基于QuartusII的FPGA/CPLD设计与实践M.电子工业出版社，2010.2. 潘松等编著.EDA技术实用教程M.科学出版社，2006.3. Pedroni, Volnei A.Circuit Design with VHDLM. MIT press,2005.4. 梁勇，王留奎编著，EDA技术教程M.人民邮电出版社，2010.5. 周立功等编著.EDA实验与实践M.北京航空航天大学出版社，2007.6. 侯建军，郭勇编著.SOPC技术基础教程M.清华大学出版社，2008.7. altera官方网站. .8. 高金定，邬书跃等. EDA技术

9、创新型实验教学体系的构建与实践J.实验技术与管理，2011.9. Xilinx官方网站. .执笔人：高金定审核人：邬书跃编写日期：2013年1月专心-专注-专业EDA技术课程实验报告学生姓名：所在班级：指导教师： 高金定 老师记分及评价： 项目满分5分得 分 一、 实验名称实验1：24进制计数器的设计二、 任务及要求【基本部分】5分1、 在QuartusII平台上，采用原理图输入设计方法，调用两片74160十进制计数器，采用反馈置数法，完成一个24进制同步计数器的设计，并进行时序仿真。2、 要求具备使能功能和异步清零功能。3、 设计完成后生成一个元件，以供更高层次的设计调用。4、 实验箱上选择

10、恰当的模式进行验证，目标芯片为ACEX1K系列EP1K30TC144-3。三、 实验程序（原理图）四、 仿真及结果分析五、 硬件验证1、 选择模式：2、 引脚锁定情况表：六、 小结EDA技术课程实验报告学生姓名：所在班级：指导教师： 高金定 老师记分及评价： 项目满分5分得 分 一、 实验名称实验2：60进制计数器的设计二、 任务及要求【基本部分】4分1、 在QuartusII平台上，采用原理图输入设计方法，调用两片74160十进制计数器，采用反馈置数法，完成一个60进制同步计数器的设计，并进行时序仿真。2、 要求具备使能功能和异步清零功能。3、 设计完成后生成一个元件，以供更高层次的设计调用

11、。4、 实验箱上选择恰当的模式进行验证，目标芯片为ACEX1K系列EP1K30TC144-3。【发挥部分】1分 思考：采用反馈清零法设计的计数器与反馈置数法有何不同？请用实例进行仿真。三、 实验程序（原理图）四、 仿真及结果分析五、 硬件验证1、选择模式：2、引脚锁定情况表：六、 小结EDA技术课程实验报告学生姓名：所在班级：指导教师： 高金定 老师记分及评价： 项目满分15分得 分 一、 实验名称实验3：简单数字电子钟的设计二、 任务及要求【基本部分】5分1、 在QuartusII平台上，采用原理图输入设计方法，调用实验一与实验二完成的24进制计数器和60进制计数器，完成一个具有时分秒功能的

12、简单同步数字电子钟的设计并进行时序仿真。2、 要求具备使能功能和异步清零功能。3、 设计完成后生成一个元件，以供更高层次的设计调用。4、 实验箱上选择恰当的模式进行验证，目标芯片为ACEX1K系列EP1K30TC144-3。【发挥部分】1、实现时分秒连续可调 5分2、实现闹钟功能 5分三、 实验程序（原理图）四、 仿真及结果分析五、 硬件验证1、 选择模式：2、 引脚锁定情况表：六、 小结EDA技术课程实验报告学生姓名：所在班级：指导教师： 高金定 老师记分及评价： 项目满分5分得 分 一、 实验名称实验4：3-8译码器的设计二、 任务及要求【基本部分】4分1、 在QuartusII平台上，采

13、用文本输入设计方法，通过编写VHDL语言程序，完成3-8译码器的设计并进行时序仿真。2、 设计完成后生成一个元件，以供更高层次的设计调用。3、 实验箱上选择恰当的模式进行验证，目标芯片为ACEX1K系列EP1K30TC144-3。【发挥部分】1分修改设计，完成3-6译码器的设计，并进行时序仿真。三、 实验程序四、 仿真及结果分析五、 硬件验证1、 选择模式：2、 引脚锁定情况表：六、 小结EDA技术课程实验报告学生姓名：所在班级：指导教师： 高金定 老师记分及评价： 项目满分5分得 分 一、 实验名称实验5：7段LED显示译码器的设计二、 任务及要求【基本部分】4分1、 在QuartusII平

14、台上，采用文本输入设计方法，通过编写VHDL语言程序，完成7段LED显示译码器的设计并进行时序仿真。2、 设计完成后生成一个元件，以供更高层次的设计调用。3、 实验箱上选择恰当的模式进行验证，目标芯片为ACEX1K系列EP1K30TC144-3。【发挥部分】1分新建一原理图文件，调用一个实验一的24进制计数器元件和2个本次的LED显示译码器元件，组成带LED显示译码器的24进制计数器电路，选择一个不带译码器的模式，在实验箱上进行验证。三、 实验程序四、 仿真及结果分析五、 硬件验证1、选择模式：2、引脚锁定情况表：六、 小结EDA技术课程实验报告学生姓名：所在班级：指导教师： 高金定 老师记分

15、及评价： 项目满分5分得 分 一、 实验名称实验6：60进制计数器设计二、 任务及要求【基本部分】4分1、在QuartusII平台上，采用文本输入设计方法，通过编写VHDL语言程序，完成60进制计数器的设计并进行时序仿真。2、设计完成后生成一个元件，以供更高层次的设计调用。3、实验箱上选择恰当的模式进行验证，目标芯片为ACEX1K系列EP1K30TC144-3。【发挥部分】1分 在60进制基础上设计6进制计数器，完成时序仿真。三、 实验程序四、 仿真及结果分析五、 硬件验证1、选择模式：2、引脚锁定情况表：六、 小结EDA技术课程实验报告学生姓名：所在班级：指导教师： 高金定 老师记分及评价：

16、 项目满分10分得 分 一、 实验名称实验7：LED动态扫描控制器的设计二、 任务及要求【基本部分】10分1、新建原理图文件，调用以前的电子钟模块、LED显示译码器模块及其他计数器模块、译码器模块等，实现电子钟时、分、秒的结果在模式B数码管上以动态扫描的方式显示出来。2、设计完成后生成一个元件，以供更高层次的设计调用。3、实验箱上选择模式B进行验证，目标芯片为ACEX1K系列EP1K30TC144-3。【提示】 数码管为共阴极，低电平选中。模式B不提供电平键，电子钟等模块的使能、清零信号等直接接电源或地（正常工作）。扫描时钟>300Hz三、 实验程序四、 仿真及结果分析五、 硬件验证1、选择模式：2、引脚锁定情况表：六、 小结EDA技术课程实验报告学生姓名：所在班级：指导教师： 高金定 老师记分及评价： 项目满分10分得 分 一、 实验名称实验8：花样彩灯控制器的设计二、 任务及要求【基本部分】5分1、在QuartusII平台上，采用文本输入设计方法，通过编写VHDL语言程序，设计一花样彩灯控制器，实现对实验箱8个LED发光二极管的显示控制，要求至少4种以上的花样。2、实验箱上选择恰当的模式进行验证，目标芯片为ACEX1K系列EP1K30TC144-3。【发挥部分】5分 实现不同的花样播放不同的背景音乐的功能。三、 实验程序四、 仿真及结果分析