[計算機軟件及應用]第三講 原理圖輸入設計方法ppt課件

1、4.1 1位全加器設計導游位全加器設計導游4.1.1 4.1.1 根本設計步根本設計步驟驟步驟步驟1：為本項工程設計建立文件夾：為本項工程設計建立文件夾留意：留意：文件夾名不能用中文，且不可帶空格。文件夾名不能用中文，且不可帶空格。為設計全加器新建一個文件夾作任務庫文件夾名取為My_prjct留意，不可用中文！步驟步驟2：輸入設計工程和存盤：輸入設計工程和存盤圖圖4-1 進入進入MAX+plusII，建立一個新的設計文件，建立一個新的設計文件運用原理圖輸入方法設計，必需選擇翻開原理圖編輯器新建一個設計文件圖圖4-2 元件輸入對話框元件輸入對話框首先在這里用鼠標右鍵產(chǎn)生此窗，并選擇“Enter

2、Symbol輸入一個元件然后用鼠標雙擊這根本硬件庫這是根本硬件庫中的各種邏輯元件也可在這里輸入元件名，如2輸入與門AND2，輸出引腳：OUTPUT圖圖4-3 將所需元件全部調(diào)入原理圖編輯窗將所需元件全部調(diào)入原理圖編輯窗銜接好的原理圖銜接好的原理圖輸出引腳：OUTPUT輸入引腳：INPUT將他們銜接成半加器圖圖4-4 銜接好原理圖并存盤銜接好原理圖并存盤首先點擊這里文件名取為：h_adder.gdf留意，要存在本人建立的文件夾中步驟步驟3：將設計工程設置成工程文件：將設計工程設置成工程文件(PROJECT)圖圖4-5 將當前設計文件設置成工程文件將當前設計文件設置成工程文件首先點擊這里然后選擇此

3、項，將當前的原理圖設計文件設置成工程最后留意此路徑指向的改動留意，此途徑指向當前的工程！步驟步驟4：選擇目的器件并編譯：選擇目的器件并編譯 圖4-6 選擇最后實現(xiàn)本項設計的目的器件首先選擇這里器件系列選擇窗，選擇ACEX1K系列根據(jù)實驗板上的目的器件型號選擇留意，首先消去這里的勾，以便使一切速度級別的器件都能顯示出來圖圖4-7 對工程文件進展編譯、綜合和適配等操作對工程文件進展編譯、綜合和適配等操作選擇編譯器編譯窗消去消去Quartus適配操作適配操作選擇此項消去這里的勾完成編譯！完成編譯！步驟步驟5：時序仿真：時序仿真(1) 建立波形文件。建立波形文件。首先選擇此項，為仿真測試新建一個文件選

4、擇波形編輯器文件(2) 輸入信號節(jié)點。輸入信號節(jié)點。圖圖4-8 從從SNF文件中輸入設計文件的信號節(jié)點文件中輸入設計文件的信號節(jié)點從從SNF文件中文件中輸入設計文件輸入設計文件的信號節(jié)點的信號節(jié)點點擊點擊“LISTSNF文件中文件中的信號節(jié)點的信號節(jié)點圖圖4-9 列出并選擇需求察看的信號節(jié)點列出并選擇需求察看的信號節(jié)點用此鍵選擇左窗用此鍵選擇左窗中需求的信號中需求的信號進入右窗進入右窗最后點擊最后點擊“OK圖圖4-9 列出并選擇需求察看的信號節(jié)點列出并選擇需求察看的信號節(jié)點(3) 設置波形參量。設置波形參量。圖圖4-10 在在Options菜單中消去網(wǎng)格對齊菜單中消去網(wǎng)格對齊Snap to G

5、rid的選擇的選擇(消去對勾消去對勾) 消去這里的勾，消去這里的勾，以便方便設置以便方便設置輸入電平輸入電平(4) 設定仿真時間。設定仿真時間。圖圖4-11 設定仿真時間設定仿真時間選擇選擇END TIME調(diào)整仿真時間調(diào)整仿真時間區(qū)域。區(qū)域。選擇選擇60微秒微秒比較適宜比較適宜(5) 加上輸入信號。加上輸入信號。圖圖4-12 為輸入信號設定必要的測試電平或數(shù)據(jù)為輸入信號設定必要的測試電平或數(shù)據(jù)(6) 波形文件存盤。波形文件存盤。圖圖4-13 保管仿真波形文件保管仿真波形文件用此鍵改動仿真用此鍵改動仿真區(qū)域坐標到適宜區(qū)域坐標到適宜位置。位置。點擊點擊1，使拖黑，使拖黑的電平為高電平的電平為高電平

6、(7) 運轉(zhuǎn)仿真器。運轉(zhuǎn)仿真器。圖圖4-14 運轉(zhuǎn)仿真器運轉(zhuǎn)仿真器選擇仿真器選擇仿真器運轉(zhuǎn)仿真器運轉(zhuǎn)仿真器(8) 察看分析半加器仿真波形。察看分析半加器仿真波形。圖圖4-15 半加器半加器h_adder.gdf的仿真波形的仿真波形(9) 為了準確丈量半加器輸入與輸出波形間的延時量，可翻開時序分析器為了準確丈量半加器輸入與輸出波形間的延時量，可翻開時序分析器.圖圖4-16 翻開延時時序分析窗翻開延時時序分析窗選擇時序分析器選擇時序分析器輸入輸出輸入輸出時間延遲時間延遲(10) 包裝元件入庫。包裝元件入庫。 選擇菜單“File“Open，在“Open對話框中選擇原理圖編輯文件選項“Graphic

7、Editor Files，然后選擇h_adder.gdf，重新翻開半加器設計文件，然后選擇如圖4-5中“File菜單的“Create Default Symbol項，將當前文件變成了一個包裝好的單一元件(Symbol)，并被放置在工程途徑指定的目錄中以備后用。步驟步驟6：引腳鎖定：引腳鎖定選擇引腳選擇引腳鎖定選項鎖定選項引腳窗引腳窗此處輸入此處輸入信號名信號名此處輸入此處輸入引腳名引腳名按鍵按鍵“ADD即可即可留意引腳屬性留意引腳屬性錯誤引腳名將錯誤引腳名將無正確屬性！無正確屬性！再編譯一次，再編譯一次，將引腳信息將引腳信息進去進去選擇編程器，選擇編程器，預備將設計預備將設計好的半加器好的半加

8、器文件下載到目文件下載到目器件中去器件中去編程窗編程窗步驟步驟7：編程下載：編程下載(1) 下載方式設定。下載方式設定。圖圖4-18 設置編程下載方式設置編程下載方式 在編程窗翻開在編程窗翻開的情況下選擇的情況下選擇下載方式設置下載方式設置選擇此項下選擇此項下載方式載方式步驟步驟7：編程下載：編程下載(1) 下載方式設定。下載方式設定。圖圖4-18 設置編程下載方式設置編程下載方式 (2) 下載。下載。圖圖4-19 向向EF1K30下載配置文件下載配置文件下載配置下載配置勝利！勝利！步驟步驟8：設計頂層文件：設計頂層文件(1) 仿照前面的仿照前面的“步驟步驟2，翻開一個新的原理圖編輯窗口，翻開

9、一個新的原理圖編輯窗口圖圖4-20 在頂層編輯窗中調(diào)出已設計好的半加器元件在頂層編輯窗中調(diào)出已設計好的半加器元件(2) 完成全加器原理圖設計，并以文件名完成全加器原理圖設計，并以文件名f_adder.gdf存在同一目錄中。存在同一目錄中。(3) 將當前文件設置成將當前文件設置成Project，并選擇目的器件為，并選擇目的器件為EPF10K10LC84-4。(4) 編譯此頂層文件編譯此頂層文件f_adder.gdf，然后建立波形仿真文件。，然后建立波形仿真文件。圖圖4-21 在頂層編輯窗中設計好全加器在頂層編輯窗中設計好全加器(5) 對應對應f_adder.gdf的波形仿真文件，參考圖中輸入信號

10、的波形仿真文件，參考圖中輸入信號cin、bin和和ain輸輸入信號電平的設置，啟動仿真器入信號電平的設置，啟動仿真器Simulator，察看輸出波形的情況。，察看輸出波形的情況。(6) 鎖定引腳、編譯并編程下載，硬件實測此全加器的邏輯功能。鎖定引腳、編譯并編程下載，硬件實測此全加器的邏輯功能。圖圖4-22 1位全加器的時序仿真波形位全加器的時序仿真波形4.1.2 設計流程歸納設計流程歸納圖圖4-23 MAX+plusII普通設計流程普通設計流程4.1.3 補充闡明補充闡明1. 1. 編譯窗口的各功能工程塊含義編譯窗口的各功能工程塊含義Compiler Netlist ExtractorData

11、base BuilderLogic SynthesizerPartitionerTiming SNF ExtractorFitterAssembler2. 2. 查看適配報告查看適配報告4.2 2位十進制數(shù)字頻率計設計位十進制數(shù)字頻率計設計4.2.1 設計有時鐘使能的兩位十進制計數(shù)器設計有時鐘使能的兩位十進制計數(shù)器(1) (1) 設計電路原理圖。設計電路原理圖。圖圖4-24 用用74390設計一個有時鐘使能的兩位十進制計數(shù)器設計一個有時鐘使能的兩位十進制計數(shù)器(2) 計數(shù)器電路實現(xiàn)計數(shù)器電路實現(xiàn)圖圖4-25 調(diào)出元件調(diào)出元件74390 圖圖4-26 從從Help中了解中了解74390的詳細功能

12、的詳細功能(3) 波形仿真波形仿真圖圖4-27 兩位十進制計數(shù)器任務波形兩位十進制計數(shù)器任務波形4.2.2 頻率計主構(gòu)造電路設計頻率計主構(gòu)造電路設計圖圖4-28 兩位十進制頻率計頂層設計原理圖文件兩位十進制頻率計頂層設計原理圖文件圖圖4-29 兩位十進制頻率計測頻仿真波形兩位十進制頻率計測頻仿真波形4.2.3 測頻時序控制電路設計測頻時序控制電路設計圖圖4-30 測頻時序控制電路測頻時序控制電路圖圖4-31 測頻時序控制電路任務波形測頻時序控制電路任務波形4.2.4 頻率計頂層電路設計頻率計頂層電路設計圖圖4-32 頻率計頂層電路原理圖頻率計頂層電路原理圖(文件：文件：ft_top.gdf)圖

13、圖4-33 頻率計任務時序波形頻率計任務時序波形4.2.5 設計工程的其他信息和資源配置設計工程的其他信息和資源配置(1) 了解設計工程的構(gòu)造層次了解設計工程的構(gòu)造層次圖圖4-34 頻率計頻率計ft_top工程的設計層次工程的設計層次(2) 了解器件資源分配情況了解器件資源分配情況圖圖4-35 適配報告中的部分內(nèi)容適配報告中的部分內(nèi)容圖圖4-36 芯片資源編輯窗芯片資源編輯窗(3) 了解設計工程速度了解設計工程速度/延時特性延時特性圖圖4-37 存放器時鐘特性窗存放器時鐘特性窗圖圖4-38 信號延時矩陣表信號延時矩陣表(4) 資源編輯資源編輯(5) 引腳鎖定引腳鎖定圖圖 4-39 Device

14、 View窗窗LCs手工分配：手工分配：圖圖4-40 適配器設置適配器設置圖圖4-41 手工分配手工分配LCs4.3 參數(shù)可設置參數(shù)可設置LPM兆功能塊兆功能塊4.3.1 基于基于LPM_COUNTER的數(shù)控分頻器設計的數(shù)控分頻器設計圖圖4-42 數(shù)控分頻器電路原理圖數(shù)控分頻器電路原理圖當當d3.0=12(即即16進制數(shù)：進制數(shù)：C)時的任務波形。時的任務波形。圖圖4-43 數(shù)控分頻器任務波形數(shù)控分頻器任務波形4.3.2 基于基于LPM_ROM的的4位乘法器設計位乘法器設計圖圖4-44 用用LPM_ROM設計的設計的 4位乘法器原理圖位乘法器原理圖(1) 用文本編輯器編輯用文本編輯器編輯mif

15、文件文件LPM_ROM 中作為乘法表的數(shù)據(jù)文件 rom_data.mifWIDTH = 8 ;DEPTH = 256 ;ADDRESS_RADIX = HEX ;DATA_RADIX = HEX ;CONTENT BEGIN 00:00 ; 01:00 ; 02:00 ; 03:00 ; 04:00 ; 05:00 ; 06:00 ; 07:00 ; 08:00 ; 09:00; 10:00 ; 11:01 ; 12:02 ; 13:03 ; 14:04 ; 15:05 ; 16:06 ; 17:07 ; 18:08 ; 19:09; 20:00 ; 21:02 ; 22:04 ; 23:06

16、 ; 24:08 ; 25:10 ; 26:12 ; 27:14 ; 28:16 ; 29:18; 30:00 ; 31:03 ; 32:06 ; 33:09 ; 34:12 ; 35:15 ; 36:18 ; 37:21 ; 38:24 ; 39:27; 40:00 ; 41:04 ; 42:08 ; 43:12 ; 44:16 ; 45:20 ; 46:24 ; 47:28 ; 48:32 ; 49:36; 50:00 ; 51:05 ; 52:10 ; 53:15 ; 54:20 ; 55:25 ; 56:30 ; 57:35 ; 58:40 ; 59:45; 60:00 ; 61:06

17、 ; 62:12 ; 63:18 ; 64:24 ; 65:30 ; 66:36 ; 67:42 ; 68:48 ; 69:54; 70:00 ; 71:07 ; 72:14 ; 73:21 ; 74:28 ; 75:35 ; 76:42 ; 77:49 ; 78:56 ; 79:63; 80:00 ; 81:08 ; 82:16 ; 83:24 ; 84:32 ; 85:40 ; 86:48 ; 87:56 ; 88:64 ; 89:72; 90:00 ; 91:09 ; 92:19 ; 93:27 ; 94:36 ; 95:45 ; 96:54 ; 97:63 ; 98:72 ; 99:81;END ;圖圖4-46 LPM_ROM構(gòu)成的乘法器仿真波形構(gòu)成的乘法器仿真波形圖圖4-45 L