高级FPGA教学实验指导书-逻辑设计部分

高级FPGA教学实验平台实验指导书－逻辑设计第1页共69页目录第一章、ALTERAQUATUSII5.0使用介绍......................................31.概述..................................................................32.QUATUSII设计过程.....................................................52.1.建立工程..........................................................52.2.建立设计..........................................................62.2.1使用QUATUSIIBLOCKEDITOR建立原理图文件..............................72.2、2使用QUARTUSIITEXTEDITOR..........................................82.2.3使用VERILOGHDL、VHDL与AHDL......................................93.编译综合设计..........................................................94.仿真工程.............................................................115.分配设备与管脚.......................................................126.程序下载.............................................................157.调试与软件逻辑分析仪的使用...........................................167.1.设置和运行SIGNALTAPII逻辑分析器.................................177.2.设置触发器：.....................................................18第二章FPGA试验平台介绍.................................................191简介...................................................................192主要的器件和特性.......................................................193LED，拨码开关和按键...................................................213.1十二个发光二极管（LED）七段数码显示器..............................213.2四位拨码开关和两个功能按键.........................................244RS-232串口............................................................245PS/2鼠标、键盘接口....................................................266VGA接口..............................................................267USB1.1接口...........................................................268LCD接口..............................................................279高速，异步SRAM.......................................................2710高速，同步SDRAM......................................................3311大容量，快速FLASH....................................................3512USB2.0芯片接口.......................................................3813编程和调试接口.......................................................3914时钟源...............................................................39高级FPGA教学实验平台实验指导书－逻辑设计第2页共69页15电源方案.............................................................4116复位电路.............................................................4217扩展板接口...........................................................42第三章数字电路与数字系统试验...........................................45第一部分基础试验.......................................................45实验一3/8译码器.......................................................45实验二分频器...........................................................47实验三BCD七段显示译码器实验............................................47实验四模拟74LS160计数器实验...........................................50实验五交通灯控制器.....................................................51实验六乒乓球游戏机.....................................................52试验七扫描数码显示器...................................................54试验八频率计...........................................................56第二部分接口控制器试验.................................................58试验九RS-232串口控制器.................................................58试验十LCD显示试验......................................................60试验十一VGA控制输出试验...............................................64试验十二PS/2键盘控制器试验............................................66试验十三接口互连试验...................................................69高级FPGA教学实验平台实验指导书－逻辑设计第3页共69页第一章、AlteraquatusII5.0使用介绍1.概述QuatusII5.0是Altera公司的最新产品。MaxplusII是一套非常成功的PLD开发软件，虽然QuartusII已经推出了4年，并且Altera宣布不再对MaxplusII进行升级，但至今仍有非常多的工程师在使用MaxplusII。Altera在QuartusII中允许将软件界面设置为MaxplusII风格，以吸引MaxplusII的用户转向QuartusII。安装QuartusII时，软件会自动询问，你准备使用何种界面：QuartusII还是MaxplusII选择MaxplusII界面，运行QuartusII4.0时，展现在我们面前的是一个非常类似于MaxplusII的操作环境，主要菜单和MaxplusII几乎一样：高级FPGA教学实验平台实验指导书－逻辑设计第4页共69页使用MaxplusII风格的QuartusII安装完毕以后，也可以在菜单:ToolsCustomize中进行更改，在两种界面风格中进行切换:高级FPGA教学实验平台实验指导书－逻辑设计第5页共69页2.quatusII设计过程2.1.建立工程QuartusII软件将工程信息存储在QuartusII工程配置文件(.quartus)中。它包含有关QuartusII工程的所有信息，包括设计文件、波形文件、SignalTap®II文件、内存初始化文件以及构成工程的编译器、仿真器和软件构建设置。可以使用NewProjectWizard（File菜单）或quartus_map可执行文件建立新工程。使用NewProjectWizard，可以为工程指定工作目录、分配工程名称以及指定最高层设计实体的名称。还可以指定要在工程中使用的设计文件、其它源文件、用户库和EDA工具，以及目标器件系列高级FPGA教学实验平台实验指导书－逻辑设计第6页共69页和器件（也可以让QuartusII软件自动选择器件）。建立工程后，可以使用Settings对话框（Assignments菜单）的Add/Remove页在工程中添加和删除设计和其它文件。在执行QuartusIIAnalysis&Synthesis期间，QuartusII软件将按Add/Remove页中显示的顺序处理文件。如果现有MAX+PLUS®II工程，还可以使用ConvertMAX+PLUSIIProject命令（File菜单）将MAX+PLUSII分配与配置文件(.acf)转换为QuartusII工程。QuartusII软件为工程建立新的QuartusII工程配置文件和有关的设置和配置文件。2.2.建立设计可以使用QuartusII软件在QuartusIIBlockEditor中建立设计，或使用QuartusIITextEditor通过AHDL、VerilogHDL或VHDL设计语言建立设计。QuartusII软件还支持采用EDA设计输入和综合工具生成的EDIF输入文件(.edf)或VQM文件(.vqm)建立的设计。还可以在EDA设计输入工具中建立VerilogHDL或VHDL设计，以及生成EDIF输入文件和VQM文件，或在Quartus高级FPGA教学实验平台实验指导书－逻辑设计第7页共69页II工程中直接使用VerilogHDL或VHDL设计文件。可以使用以下设计文件类型在QuartusII软件或EDA设计输入工具中建立设计。支持的设计文件类型2.2.1使用quatusIIblockeditor建立原理图文件BlockEditor用于以原理图和流程图的形式输入和编辑图形设计信息。QuartusIIBlockEditor读取并编辑原理图设计文件和MAX+PLUSII图形设计文件。可以在Quartu