QuartusII操作過程圖解

1、基于Quartus II 9.0 的數(shù)字電路設(shè)計操作過程圖解一Quartus II 9.0 啟動u 方法一、直接雙擊桌面上的圖標(biāo) ，可以打開Quartus II 9.0 軟件；u 方法二、執(zhí)行：【開始】【程序】【Altera】【Quartus II 9.0】【Quartus II 9.0 TalkBack Install】菜單命令，可以打開軟件。u 啟動軟件后，若你的電腦沒有連接到Internet互聯(lián)網(wǎng)，會出現(xiàn)如下圖所示的提示，提示你沒有連接到Altera的官方網(wǎng)站，將無法獲得更新的資源。點擊確定繼續(xù)，因為這不影響軟件的正常使用。u 若你的電腦已經(jīng)正常連接到Internet互聯(lián)網(wǎng)，則在打開軟件

2、時就不會出現(xiàn)以上的提示，并且可以通過軟件界面右下方的兩個圖標(biāo)： ，直接連接到Altera公司的官方網(wǎng)站，以便獲取更多的信息和資源。二Quartus II 9.0軟件界面Quartus II 9.0軟件的默認(rèn)啟動界面如下圖所示，由標(biāo)題欄、菜單欄、常用工具欄、資源管理窗口、程序編譯或仿真運行狀態(tài)的顯示窗口、程序編譯或仿真的結(jié)果顯示窗口和工程編輯工作區(qū)組成。三Quartus II 9.0軟件使用1. 新建項目工程使用QuartusII9.0設(shè)計一個數(shù)字邏輯電路，并用時序波形圖對電路的功能進行仿真，同時還可以將設(shè)計正確的電路下載到可編程的邏輯器件（CPLD、FPGA）中。因軟件在完成整個設(shè)計、編譯、仿

3、真和下載等這些工作過程中，會有很多相關(guān)的文件產(chǎn)生，為了便于管理這些設(shè)計文件，我們在設(shè)計電路之前，先要建立一個項目工程（New Project），并設(shè)置好這個工程能正常工作的相關(guān)條件和環(huán)境。建立工程的方法和步驟如下：（1）先建一個文件夾。就在電腦本地硬盤找個地方建一個用于保存下一步工作中要產(chǎn)生的工程項目的文件夾，注意：文件夾的命名及其保存的路徑中不能有中文字符。（2）再開始建立新項目工程，方法如右圖點擊：【File】菜單，選擇下拉列表中的【New Project Wizard.】命令，打開建立新項目工程的向?qū)υ捒?。如下圖，出現(xiàn)第個對話框，讓你選擇項目工程保存位置、定義項目工程名稱以及設(shè)計文件頂

4、層實體名稱。方法如下：第一欄選擇項目工程保存的位置，方法是點擊 按鈕，選擇到剛才我們在第一步建立的文件夾。如右圖，第二欄（項目工程名稱）和第三欄（設(shè)計實體名稱）軟件會默認(rèn)為與之前建立的文件夾名稱一致。沒有特別需要，我們一般選擇軟件的默認(rèn)，不必特意去修改。需要注意的是：以上名稱的命名中不能出現(xiàn)中文字符，否則軟件的后續(xù)工作會出錯。完成以上命名工作后，點擊Next，進入下一步。如下圖對話框：這第步的工作是讓你將之前已經(jīng)設(shè)計好的工程文件添加到本項目工程里來，我們之前若沒有設(shè)計好的文件，就甭理他，跳過這一步，直接點Next，再進入下一步。如下圖對話框：這第步的工作是讓你選擇好設(shè)計文件下載所需要的可編程芯

5、片的型號，現(xiàn)在我們只做簡單的電路設(shè)計和仿真，隨便指定一個就可以了。以后我們做課程設(shè)計或?qū)W習(xí)可編程邏輯器件這門課后，等熟悉了CPLD或FPGA器件以后再根據(jù)開發(fā)板的器件選擇合適的器件型號。點擊Next，進入下一步。如下圖對話框： 這第步是讓你選擇第三方開發(fā)工具，我不需要，直接點擊Next，進入下一步。出現(xiàn)下圖頁面： 以上頁面顯示剛才我們所做的項目工程設(shè)置內(nèi)容的“報告”。點擊Finish，完成新建項目工程的任務(wù)。（到此我們一個新的項目工程已經(jīng)建立起來，但真正的電路設(shè)計工作還沒開始。由于QuartusII軟件的應(yīng)用都是基于一個項目工程來做的，因此無論設(shè)計一個簡單電路還是很復(fù)雜的電路都必須先完成以上步

6、驟，建立一個后綴為.qpf的Project File。）2. 新建設(shè)計文件建立好一個新的項目工程后，接下來可以開始建立設(shè)計文件了。QuartusII9.0軟件可以用兩種方法來建立設(shè)計文件，一種是利用軟件自帶的元器件庫，以編輯電路原理圖的方式來設(shè)計一個數(shù)字邏輯電路，另一種方法是應(yīng)用硬件描述語言（如VHDL或Verilog）以編寫源程序的方法來設(shè)計一個數(shù)字電路。作為初學(xué)者，我們先學(xué)會用編輯原理圖的方法來設(shè)計一些簡單的數(shù)字邏輯電路。原理圖設(shè)計方法和步驟如下：（1）選擇用原理圖方式來設(shè)計電路如右圖，從File菜單中選擇【New】命令，或直接點擊常用工具欄的第一個按鈕 ，打開新建設(shè)計文件對話框，如下圖。

7、選擇【Block Diagram/Schematic File】，點擊OK，即進入原理圖編輯界面。 （2）編輯原理圖 QuartusII9.0軟件的數(shù)字邏輯電路原理圖的設(shè)計是基于常用的數(shù)字集成電路的，要熟練掌握原理圖設(shè)計，必須要認(rèn)識和熟悉各種邏輯電路的符號、邏輯名稱和集成電路型號。因此努力學(xué)好數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)是后續(xù)學(xué)習(xí)其他專業(yè)知識、掌握電路設(shè)計的基本條件。 下面我們舉例用原理圖設(shè)計方法設(shè)計一個“三輸入表決器”電路。電路的邏輯功能是：三人表決，以少數(shù)服從多數(shù)為原則，多數(shù)人同意則議案通過，否則議案被否決。這里，我們使用三個按鍵代表三個參與表決的人，置“0”表示該人不同意議案，置“1”表示該人同意議

8、案；兩個指示燈用來表示表決結(jié)果，LED1 點亮表示議案通過，LED2 點亮表示議案被否決。真值表如下：S1S2S3LED1LED20000100101010010111010001101101101011110設(shè)計方法和步驟如下：1）雙擊原理圖的任一空白處，會彈出一個元件對話框。在 Name 欄目中輸入 and2 ，我們就得到一個2輸入的與門。2）點擊 OK 按鈕，將其放到原理圖的適當(dāng)位置。重復(fù)操作，放入另外兩個2輸入與門。也可以通過右鍵菜單的 Copy 命令復(fù)制得到。3）雙擊原理圖的空白處，打開元件對話框。在 Name 欄目中輸入 or3 ，我們將得到一個3輸入的或門。點擊 OK 按鈕，將其

9、放入原理圖。4) 雙擊原理圖的空白處，打開元件對話框。在 Name 欄目中輸入 not ，我們會得到一個非門。點擊 OK 按鈕，將其放入原理圖。5）把所用的元件都放好之后，開始連接電路。將鼠標(biāo)指到元件的引腳上，鼠標(biāo)會變成“十”字形狀。按下左鍵，拖動鼠標(biāo)，就會有導(dǎo)線引出。根據(jù)我們要實現(xiàn)的邏輯，連好各元件的引腳。6）雙擊原理圖的空白處，打開元件對話框。在 Name 欄目中輸入 Input , 我們便得到一個輸入引腳。點擊 OK 按鈕，放入原理圖。重復(fù)操作，給我們的電路加上3個輸入引腳。7）雙擊輸入引腳，會彈出一個屬性對話框。在這一對話框上，我們可更改引腳的名字。我們分別給3個輸入引腳取名 in1

10、、in2 、in3 。8）雙擊原理圖的空白處，打開元件對話框。在 Name 欄目中輸入 output ，我們會得到一個輸出引腳。點擊 OK 按鈕，放入原理圖。重復(fù)操作，給我們的電路加上兩個輸出引腳。給兩個輸出引腳分別命名為 led1 、led2 。（到這里我們要設(shè)計的一個“三輸入表決器”的電路原理圖已經(jīng)完成，接下來要做的工作是對設(shè)計好的原理圖進行項目工程編譯和電路功能仿真。）3. 項目工程編譯 設(shè)計好的電路若要讓軟件能認(rèn)識并檢查設(shè)計的電路是否有錯誤，需要進行項目工程編譯，QuartusII9.0軟件能自動對我們設(shè)計的電路進行編譯和檢查設(shè)計的正確性。方法如下：在 【Processing 】菜單下

11、，點擊【Start Compilation】命令，或直接點擊常用工具欄上的 按鈕，開始編譯我們的項目。編譯成功后，點擊 確定 按鈕。4. 功能仿真仿真是指利用QuartusII軟件對我們設(shè)計的電路的邏輯功能進行驗證，看看在電路的各輸入端加上一組電平信號后，其輸出端是否有正確的電平信號輸出。因此在進行仿真之前，我們需要先建立一個輸入信號波形文件。方法和步驟如下：1）在【File】菜單下，點擊【New】命令。在隨后彈出的對話框中，切換到【Other Files】頁。選中【Vector Waveform File】選項，點擊 OK 按鈕。2）在【Edit】菜單下，點擊【Insert Node or

12、Bus】命令，或在下圖Name列表欄下方的空白處雙擊鼠標(biāo)左鍵，打開編輯輸入、輸出引腳對話框。3）在上圖新打開的對話框中點擊【Node Finder】按鈕，打開【Node Finder】對話框。點擊【List】按鈕，列出電路所有的端子。點擊 >> 按鈕，全部加入。點擊 OK 按鈕，確認(rèn)。點擊OK回到 Insert Node or Bus 對話框，再點擊 OK 按鈕，確認(rèn)。4 ）選中 in1 信號，在 Edit 菜單下，選擇【Value => Clock】命令?；蛑苯狱c擊左側(cè)工具欄上的按鈕。在隨后彈出的對話框的 Period 欄目中設(shè)定參數(shù)為50ns，點擊 OK 按鈕。5）in2

13、 、in3 也用同樣的方法進行設(shè)置，Period 參數(shù)分別為 20ns 和 40ns 。QuartusII軟件集成了電路仿真模塊，電路有兩種模式：時序仿真和功能仿真，時序仿真模式按芯片實際工作方式來模擬，考慮了元器件工作時的延時情況，而功能仿真只是對設(shè)計的電路其邏輯功能是否正確進行模擬仿真。在驗證我們 設(shè)計的電路是否正確時，常選擇“功能仿真”模式。6）將軟件的仿真模式修改為“功能仿真”模式，操作方法如下圖所示：7）選擇好“功能仿真”模式后，需要生成一個“功能仿真的網(wǎng)表文件”，方法是如右 圖，選擇【Processing】菜單，點擊【Generate Functional Simulation N

14、etlist】命令。軟件運行完成后，點擊確定。8）開始功能仿真，在【Processing】菜單下，選擇【Start Simulation】啟動仿真工具，或直接點擊常用工具欄上的按鈕。仿真結(jié)束后，點擊確認(rèn)按鈕。觀察仿真結(jié)果，對比輸入與輸出之間的邏輯關(guān)系是否符合電路的邏輯功能。（ 到這里為止，我們基于QuartusII9.0軟件的數(shù)字電路設(shè)計與仿真工作已經(jīng)完成，但我們設(shè)計的電路最終還要應(yīng)用可編程邏輯器件來工作，去實現(xiàn)我們設(shè)計的目的。因此接下來，我們還要把設(shè)計文件下載到芯片中，使設(shè)計工作賦予實際。）5、下載驗證要將設(shè)計文件下載到硬件芯片中，我們事先一定要準(zhǔn)備好一塊裝有可編程邏輯器件的實驗板（或開發(fā)板

15、）和一個USB下載工具，如下圖我們自行開發(fā)設(shè)計的EDA-1數(shù)字電子技術(shù)實驗板。由于不同的可編程邏輯器件的型號及其芯片的引腳編號是不一樣的，因此在下載之前，我們先要對設(shè)計好的數(shù)字電路的輸入、輸出端根據(jù)芯片的引腳編號進行配置。1） 檢查項目工程支持的硬件型號在開始引腳配置之前，先檢查一下我們在開始建立項目工程時所指定的可編程邏輯器件的型號與實驗板上的芯片型號是否一致，假如不一致，要進行修改，否則無法下載到實驗板的可編程邏輯器件中。修改的方法如下：點擊常用工具欄上的 按鈕，打開項目工程設(shè)置對話框，如下圖：如上圖方法，選好芯片型號后，點擊OK，即修改完成。修改完硬件型號后，最好重新對項目工程再編譯一次

16、，以方便后面配置引腳。編譯的方法與上面所敘一樣，簡單來說，只要再點擊一下常用工具欄上的 按鈕，編譯完成后，點擊【確定】即可。2） 給設(shè)計好的原理圖配置芯片引腳配置芯片引腳就是將原理圖的輸入端指定到實驗板上可編程芯片與按鈕相連的引腳編號，將輸出端指定到實驗板上可編程芯片與LED發(fā)光二極管相連的引腳編號。方法如下：點擊常用工具欄上的 按鈕，打開芯片引腳設(shè)置對話框，如下圖：這里需要給大家明確的是不同公司開發(fā)的實驗板結(jié)構(gòu)不同，采用的可編程芯片型號也會不同，因此芯片引腳與外部其它電子元件連接的規(guī)律是不一樣的。為此實驗板的開發(fā)者會提供一個可編程芯片（CPLD或FPGA）引腳分布及外接元件的引腳編號資料。我

17、們開發(fā)的這款實驗板的可編程芯片的型號是Altera公司生廠的CycloneII系列的EP2C5T144C8。芯片的引腳分配列表如下：信號名符 號FPGA引腳號信號名符 號FPGA引腳號信號名符 號FPGA引腳號7SLEDAAA0PIN103電平開關(guān)SWSW0PIN70J4擴 展口J4-3PIN 24AA1PIN104SW1PIN69J4-4PIN25AA2PIN 112SW2PIN 67J4-5PIN28AA3PIN113SW3PIN65J4-6PIN30AA4PIN 114SW4PIN64J4-7PIN 31AA5PIN 115SW5PIN 63J4-8PIN 32AA6PIN118SW6P

18、IN21J4-9PIN 407SLEDBBB0PIN 119SW7PIN22J4-10PIN 41BB1PIN 120LED發(fā)光二極管LEDG0PIN86J4-11PIN42BB2PIN 121LEDG1PIN79J4-12PIN 43BB3PIN 122LEDG2PIN 76J4-13PIN44BB4PIN125LEDG3PIN75J4-14PIN 45BB5PIN126LEDR0PIN74J4-15PIN47BB6PIN 129LEDR1PIN73J4-16PIN487SLEDCCC0PIN132LEDR2PIN72J4-17PIN51CC1PIN133LEDR3PIN71J4-18PIN

19、52CC2PIN134高速D/A轉(zhuǎn)換器信號DACCLKPIN101J4-19PIN53CC3PIN135DACD7PIN100J4-20PIN 557SLEDDDD0PIN136DACD6PIN99J4-21PIN 57DD1PIN137DACD5PIN97J4-22PIN58DD2PIN 139DACD4PIN 96J4-23PIN59DD3PIN141DACD3PIN94J4-24PIN607SLEDEEE0PIN142DACD2PIN 93頻率計時鐘CLK1PIN89EE1PIN 143DACD1PIN 92CLKINPIN88EE2PIN144DACD0PIN87外部時鐘CLK0PIN

20、 17EE3PIN3按鍵KEY0PIN917SLEDFFF0PIN 4KEY1PIN 90FF1PIN7FF2PIN8FF3PIN 9根據(jù)以上列表，我們選用實驗板上的電平開關(guān)SW0、SW1和SW2作為“三輸入表決器”的三個輸入信號，輸出端選用LEDG0和LEDG1，這樣我們需要應(yīng)用的芯片引腳號分別是PIN70、PIN69、PIN67和PIN86、PIN79。通過QuartusII軟件配置好的引腳圖如下：配置好引腳以后，再編譯一次，得到的電路原理圖如下：3） 連接實驗板，下載設(shè)計文件完成以上工作之后，我們現(xiàn)在就可以進行下載了。軟件下載之前先將實驗板接通電源，并通過Altera USBBlaste

21、r下載器將實驗板的JTAG接口連接到計算機。一般情況下，計算機會自動搜索和安裝USB下載器的驅(qū)動程序。等驅(qū)動安裝完成后，點擊QuartusII軟件常用工具欄上的按鈕，打開下載界面，按下圖所示設(shè)置好相關(guān)內(nèi)容，點擊Start按鈕即可完成下載。（到此我們的設(shè)計工作可以說全部結(jié)束了，接下來的工作就是在實驗板上的驗證和測試，如果發(fā)現(xiàn)設(shè)計有誤，那就只好重新修改設(shè)計文件，并重新下載了。）另外需要說明一下，通過JTAG模式下載的文件是不能保存到實驗板上的，實驗板斷電后就不能再工作了。若要將設(shè)計文件永久保存在實驗板上，則需要通過實驗板上的AS接口，以Active Serial模式將后綴名為.pof文件下載并保存到可編程芯片中，這樣實驗板斷電后，設(shè)計文件是不會丟失的。四Quart