《FPGA设计与应用》课程教学大纲

《FPGA设计与应用》课程实验教学大纲一、实验类别：专业实验课程学分：4二、实验总学时：24三、应开实验个数：7～8必开实验个数：3选开实验个数：7课外选开实验个数：（实验项目可根据具体情况选择，选择设计性，综合性时，每个实验增加课外6～10学时，设计性、综合性实验项目和实验内容可根据具体情况调整。）四、适用专业：电子信息工程五、实验成绩评定方法：实验设计和操作占50%，实验报告占50%。六、实验成绩占课程总成绩比例：30%七、实验教材或自编指导书：《EDA实验指导书》（自编）八、实验项目：实验编号实验项目名称实验类型实验学时要求实验一1位全加器设计向导设计性2必开实验二用作图法设计有时钟使能的两位十进制计数器设计性2选开实验三计数器的设计设计性2必开实验四用状态机对ADC0809的采样控制电路实现设计性4选开实验五交通灯的控制电路设计性4选开实验六8位数码扫描显示电路设计设计性2选开实验七数控分频器的设计设计性2选开实验八用DSPBuilder开发FPGA设计正弦信号发生器综合性4必开实验九用DSPBuilder开发FPGA进行DDS系统设计综合性4选开实验十用DSPBuilder开发FPGA进行幅度调制系统设计综合性4选开实验一1位全加器设计向导学时：2（一）实验类型：设计性（二）实验目的：1．通过实验让学生掌握1位全加器逻辑电路的文本输入设计方法。2．通过对一位全加器电路进行设计仿真和硬件验证，熟悉quartusⅡ软件的使用。3．学会GW48—PKⅢ实验箱的使用实验箱的使用。（三）实验内容：1．为本项设计建立文件夹。2．输入设计项目和存盘。3．将设计项目设置成工程文件（PROJECT）。4．选择目标器件并编译。5．时序仿真。6．引脚锁定。7．编程下载。（四）要求：必开（五）每组人数：2-3（六）主要仪器设备及配套数：quartusⅡ软件、计算机、GW48—PKⅢ实验箱、示波器、函数信号发生器、噪声信号发生器6套。（七）所属实验室：EDA实验室实验二用作图法设计有时钟使能的两位十进制计数器学时：2（一）实验类型：设计性（二）实验目的：1．用直接调用元件库元件的方法设计集成电路系统。2．进一步熟悉EDA集成电路设计平台QUARTUSⅡ的使用。3．进一步熟悉GW48—PKⅢ实验箱的使用。（三）实验内容：1．设计连接电路。2．波形仿真。3．引脚锁定。4．编程下载。（四）要求：选开（五）每组人数：2-3（六）主要仪器设备及配套数：quartusⅡ软件、计算机、GW48—PKⅢ实验箱、示波器、函数信号发生器、噪声信号发生器6套。（七）所属实验室：电子信息技术实验室—EDA实验室实验三计数器的设计学时：2（一）实验类型：设计性（二）实验目的：1．通过实验让学生掌握时序逻辑电路的程序设计方法.。2．通过对设计的电路和硬件的验证，让学生进一步了解计数器的功能和特性。（三）实验内容：1．编辑一个可预置数的十进制计数器（参考书本例5＿3）。2．在步骤一的基础上设计一个有时钟使能的0～99进的计数器。3．波形仿真。4．引脚锁定。5．编程下载。（四）要求：必开（五）每组人数：2-3（六）主要仪器设备及配套数：quartusⅡ软件、计算机、GW48—PKⅢ实验箱、示波器、函数信号发生器、噪声信号发生器6套。（七）所属实验室：电子信息技术实验室—EDA实验室实验四用状态机对ADC0809的采样控制电路实现学时：4（一）实验类型：设计性（二）实验目的：1．了解ADC0809模/数转换芯片的引脚和功能。2．学习用状态机设计A/D转换器ADC0809的采样控制电路。3．调试所编程序、并进行编译、仿真，引脚锁定、下载。4．学习EDA的宏模块调用方法，设计一数据存储器。5．跟进状态机设计强化训练，用状态机设计存储器控制电路，实现堆栈功能。（三）实验内容：ADC0809的采样控制电路1．ADC0809功能介绍。2．主要控制信号说明：3．ADC0809转换控制时序如图4~2：4．ADC0809控制电路编程。5．编译和下载。（四）要求：选开（五）每组人数：2-3（六）主要仪器设备及配套数：quartusⅡ软件、计算机、GW48—PKⅢ实验箱、示波器、函数信号发生器、噪声信号发生器6套。（七）所属实验室：电子信息技术实验室—EDA实验室实验五交通灯的控制电路学时：4（一）实验类型：设计性（二）实验目的：学习用状态机设计交通信号灯的定时控制电路，并对其进行仿真和硬件实现。（三）实验内容：1．用状态机设计交通信号灯的定时控制电路，要求控制东西南北两个方向的红．绿蓝信号灯的指示。2．设计时钟显示黄灯亮10s，红灯、绿灯亮30s。3．设警察取代信号灯控制功能。4．完成编译、综合．适配、时序仿真。5．实验箱上硬件测试。（四）要求：选开（五）每组人数：2-3（六）主要仪器设备及配套数：quartusⅡ软件、计算机、GW48—PKⅢ实验箱、示波器、函数信号发生器、噪声信号发生器6套。（七）所属实验室：电子信息技术实验室—EDA实验室实验六8位数码扫描显示电路设计学时：2（一）实验类型：设计性（二）实验目的：学习硬件扫描显示电路的设计。（三）实验内容：1．八位数码管扫描显示原理电路：2．编写扫描控制程序。3．编译、仿真调试、下载。4．实验箱上实现。（四）要求：选开（五）每组人数：2-3（六）主要仪器设备及配套数：quartusⅡ软件、计算机、GW48—PKⅢ实验箱、示波器、函数信号发生器、噪声信号发生器6套。（七）所属实验室：电子信息技术实验室—EDA实验室实验七数控分频器的设计学时：2（一）实验类型：设计性（二）实验目的：学习数控分频器的设计、分析和测试方法。（三）实验内容：1．数控分频器输出频率要求：2．在实验箱上实现例5.20的功能。3．把例5.20扩展成16分频器。4．实验箱上实现。（四）要求：选开（五）每组人数：2-3（六）主要仪器设备及配套数：quartusⅡ软件、计算机、GW48—PKⅢ实验箱、示波器、函数信号发生器、噪声信号发生器6套。（七）所属实验室：电子信息技术实验室—EDA实验室实验八用DSPBuilder开发FPGA设计正弦信号发生器学时：4（一）实验类型：综合性（二）实验目的：学习用DSPBuilder．MATLAB、QUARTUSⅡ综合设计平台开发FPGA芯片，设计大型电子系统方法。（三）实验内容：1．建立设计模型：（1）放置SignalCompilde（2）放置IncrementDecrement（3）设置IncCount（4）放置正弦查找表（SinLUT）（5）放置Delay模块（6）放置端口SinCtrl（7）放置Product模块（8）放置输出端口SinOut（9）设计文件存盘2．Simulink模型仿真。3．使用SignalCompiler。4．进入QUARTUSⅡ编译流程。5．硬件测试与硬件实现。6．DSPBuilder层次化设计。（四）要求：必开（五）每组人数：2-3（六）主要仪器设备及配套数：quartusⅡ软件、计算机、GW48—PKⅢ实验箱、示波器、函数信号发生器、噪声信号发生器6套。（七）所属实验室：电子信息技术实验室—EDA实验室实验九用DSPBuilder开发FPGA进行DDS系统设计学时：4（一）实验类型：综合性（二）实验目的：进一步学习用DSPBuilder、MATLAB、QUARTUSⅡ综合设计平台开发FPGA芯片，设计大型电子系统方法。（三）实验内容：1．学习DSPBuilder库各模块参数的设置方法。2．设计大型电子系统方法。3．DDS设计原理：4．设计DDS设计子系统：5．设计DDS设计顶层模型：（四）要求：选开（五）每组人数：2-3（六）主要仪器设备及配套数：quartusⅡ软件、计算机、GW48—PKⅢ实验箱、示波器、函数信号发生器、噪声信号发生器6套。（七）所属实验室：电子信息技术实验室—EDA实验室实验十用DSPBuilder开发FPGA进行幅度调制系统设计学时：4（一）实验类型：综合性（二）实验目的：1．进一步训练用DSPBuilder、MATL