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1、实验1 一位全加器设计,实验目的 掌握Quartus进行设计开发的具体步骤，以及重要的功能和使用方法。,实验内容与要求：原理图设计一位全加器。完成波形仿真和硬件验证。,实验步骤与结果,1.建立工作库文件夹 该文件夹被默认为工作库（Work Library）。例如：在D盘，建立一个文件夹FULLADD，即路径为D:FULLADD。,2.建立一个新的工程（1）、打开Quartus8.0软件，进入开发环境界面。,（2）、选择FileNew Project Wizard，进入新建工程对话框,（3）、单击Next，进入Add Files对话框,（4）、选择目标芯片的型号。EDA综合实验箱上采用的可编程逻
2、辑器件的型号是EP3C10E144C8，该型号属于Cyclone系列。,（5）、添加第三方EDA工具,（6）、设置总结。用于确认设置。如果设置正确，则单击Finish，否则可单击Back返回重新设置。工程设置完成后，可在Project Navigator窗口Hierarchy栏看见新建的工程FULLADD。,3.设计输入用原理图进行半加器的设计（1）、新建设计文件。选择FileNew进入新建文件对话框。可选择多种不同类型的设计输入文件，具体文件类型见表1-2。这里，我们选择Block Diagram/Schematic File。,（2）、进入图形编辑窗口，添加逻辑器件。假设半加器h_add有
3、两个输入端，分别是加数a和加数b，有两个输出端分别是求和端so和进位端co，则其真值表如表1-3所示。得出co=a AND b；so=a XOR b。,双击图形编辑窗口空白处，可弹出Symbol对话框，如图1-12所示。在左上角的元件库中一共包含3个库：megafunctions（参数可设置宏功能模块库）、others（集合MAX+PLUS中的74系列芯片）、primitives（基本逻辑门）。我们可以选中primitiveslogic来选择与门和异或门；也可以在name处直接输入名字。,需要两个输入信号a和b，选择primitivespininput；两个输出信号co和so，选择output
4、。双击输入输出端口，改变输入输出信号名称，使其具有可读性，,（3）、连接器件信号。将鼠标放在器件虚线边框处，鼠标变为十字，则可以拖动连接。完成后的半加器电路如图。,（4）、保存原理图设计文件。存放于D:FULLADD文件夹下，文件名HALFADD，后缀名是.bdf。观察Project Navigator窗口的Files栏，可看见原理图文件。,4.启动全编译直接启动全编译（ProcessingStart Compilation）来自动完成整个编译工作。编译前，将需要编译的文件设置成顶层实体。因为一个工程内可能有多个需要编译的设计文件（特别是层次型的工程设计，全加器以半加器为底层设计，有两个设计文
5、件，一个是半加器，一个是全加器）。具体做法：选中Project Navigator窗口File栏，左键选中HALFADD.bdf文件，单击右键，选择Set as Top-Level Entity。在消息窗口中观察到设置信息。,如果在编译中发现错误，Quartus会在消息窗口中显示错误信息。通过阅读发现错误提示是“so的引脚名称已经存在”。双击红色Error栏，系统会帮助我们对错误定位，将与门输出引脚名称该为so。改正错误后，再次启动全编译。,5.仿真通过编译后，必须对工程的功能和时序性质进行仿真测试，了解设计结果是否满足设计要求。仿真分为功能仿真和时序仿真，在全编译后进行仿真，已经包含设计的延
6、时信息，属于时序仿真。,（1）、新建波形文件。FileNewVector Waveform File。（2）、设置仿真时间。EditEnd Time。通常设置的时间范围在数十微秒。然后可以通过ViewFit in Window选项将整个仿真窗口设置为完全显示仿真时间,（3）、添加仿真信号。通过EditInsertInsert Node or Bus菜单命令打开图1-21所示Insert Node or Bus 窗口。然后选择Node Finder按钮打开图1-22所示窗口。该窗口有一个过滤选项可以帮助我们过滤需要的信号的类型。如果我们需要输入输出信号，则选择Pins：all；如果我们需要观察内
7、部寄存器，则可以选择Pins：all&Resgiters。在本例中，同学们可以选择Pins：all，然后单击List按钮，在左边的Nodes Found窗口就会列出半加器的所有输入输出信号。选中需要观察的信号，单击“”按钮，将信号放置于右边的Selected Nodes窗口。重复上述步骤，直到添加完所有需要的信号。“”按钮表示选中所有信号。完成仿真信号添加后，单击OK按钮，完成设置,（4）、输入激励信号。对输入波形进行编辑，确认其逻辑取值。输出波形不需要我们编辑，是由仿真自动生成的。单击加数信号名a，或者任意选中信号a的一段，使之变成蓝色条，则在波形编辑窗口左边的灰色图标全部变亮，提供各种仿真
8、激励类型，如图。,该例中我们只需要用到高低电平的设置就可以了，任意选中信号a或者b的一段，单击“设置高电平1”即可。完成激励信号设置后如图。,（5）、保存波形文件。单击FileSave As，将波形文件保存在D盘FULLADD文件夹中。文件名是：HALFADD,后缀名：.vwf。观察Project Navigator窗口File栏，新增波形文件。,（6）、仿真器参数设置。选择菜单ProcessingSimulator Tool，打开仿真参数设置窗口。在Simulation mode项内选择时序仿真（Timing）或者功能仿真（Function）。在Simulation input项，通过单击按
9、钮“”选择需要仿真的文件HALFADD.vwf。然后单击Start进行仿真。,使用AssignmentsSettingSimulator Settings来进行仿真参数的设置，如图。然后通过ProcessingStart Simulation来进行仿真。,（7）、观察仿真结果。在Quartus中，波形编辑文件（.vwf）和波形仿真报告（Simulation Report）是分开的。一般而言，仿真成功后会自动弹出波形报告窗口。如果没有，可以自行打开，选择ProcessingSimulation Report即可。如果仿真报告没有完整显示所有波形图，我们可以使用Zoom Tool按键来进行放大缩小，或者右键单击波形报告的任何位置，在弹出的窗口中选择ZoomFit in Window。,仿真结果中，当a=1、b=0时，co=0、so=1，满足设计要求。,
