第六章_原理圖輸入方法-重慶科創(chuàng)職業(yè)學院

1、26.1 1位全加器設計向導位全加器設計向導6.1.1 基本設計步驟基本設計步驟步驟步驟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注意：注意：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。3為設計全加器新建一個文件夾作工作庫文件夾名取為My_prjct注意，不可用中文！4步驟步驟2：輸入設計項目和存盤：輸入設計項目和存盤圖圖6-1 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使用原理圖輸入方法設計，必須選擇打開原理圖編輯器新建一個設計文件5圖圖6-2 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 Sym

2、bol”輸入一個元件然后用鼠標雙擊這基本硬件庫這是基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：OUTPUT6圖圖6-3 將所需元件全部調入原理圖編輯窗將所需元件全部調入原理圖編輯窗連接好的原理圖連接好的原理圖輸出引腳：OUTPUT輸入引腳：INPUT將他們連接成半加器7圖圖6-4 連接好原理圖并存盤連接好原理圖并存盤首先點擊這里文件名取為：h_adder.gdf注意，要存在自己建立的文件夾中8步驟步驟3：將設計項目設置成工程文件：將設計項目設置成工程文件(PROJECT)圖圖6-5 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

3、此項，將當前的原理圖設計文件設置成工程最后注意此路徑指向的改變9注意，此路徑指向當前的工程！10步驟步驟4：選擇目標器件并編譯：選擇目標器件并編譯 圖6-6 選擇最后實現(xiàn)本項設計的目標器件選擇最后實現(xiàn)本項設計的目標器件首先選擇這里器件系列選擇窗，選擇ACEX1K系列根據(jù)實驗板上的目標器件型號選擇，如選EP1K30注意，首先消去這里的勾，以便使所有速度級別的器件都能顯示出來11圖圖4-7 對工程文件進行編譯、綜合和適配等操作對工程文件進行編譯、綜合和適配等操作選擇編譯器編譯窗12消去消去Quartus適配操作適配操作選擇此項消去這里的勾13完成編譯！完成編譯！14步驟步驟5：時序仿真：時序仿真(

4、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擇波形編輯器文件15(2) 輸入信號節(jié)點。輸入信號節(jié)點。圖圖6-8 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“LIST”SNF文件中文件中的信號節(jié)點的信號節(jié)點16圖圖6-9 列出并選擇需要觀察的信號節(jié)點列出并選擇需要觀察的信號節(jié)點用此鍵選擇左窗用此鍵選擇左窗中需要的信號中需要的信號進入右窗進入右窗最后點擊最后點擊“OK”17圖圖4-9 列出并選擇需要觀察的信號節(jié)點列出并選擇需要觀察的信號節(jié)點(3) 設置波形參量。設置波形參量

5、。圖圖6-10 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 Grid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18(4) 設定仿真時間。設定仿真時間。圖圖6-11 設定仿真時間設定仿真時間選擇選擇END TIME調整仿真時間調整仿真時間區(qū)域。區(qū)域。選擇選擇60微秒微秒比較合適比較合適19(5) 加上輸入信號。加上輸入信號。圖圖6-12 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6-13 保存仿真波形文件保存仿真波形文件用此鍵改變仿真用此鍵改變仿

6、真區(qū)域坐標到合適區(qū)域坐標到合適位置。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20(7) 運行仿真器。運行仿真器。圖圖6-14 運行仿真器運行仿真器選擇仿真器選擇仿真器運行仿真器運行仿真器21(8) 觀察分析半加器仿真波形觀察分析半加器仿真波形。圖圖6-15 半加器半加器h_adder.gdf的仿真波形的仿真波形22(9) 為了精確測量半加器輸入與輸出波形間的延時量，可打開時序分析器為了精確測量半加器輸入與輸出波形間的延時量，可打開時序分析器.圖圖6-16 打開延時時序分析窗打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23(10) 包裝元件入

7、庫。包裝元件入庫。 選擇菜單選擇菜單“File”“Open”File”“Open”，在在“Open”O(jiān)pen”對話框中選擇對話框中選擇原理圖編輯文件選項原理圖編輯文件選項“Graphic Editor Files”Graphic Editor Files”，然后選擇然后選擇h_adder.h_adder.gdfgdf，重新打開半加器設計文件，然后選擇如圖重新打開半加器設計文件，然后選擇如圖4-54-5中中“File”File”菜單的菜單的“Create Default Symbol”Create Default Symbol”項，將當前項，將當前文件變成了一個包裝好的單一元件文件變成了一個包裝

8、好的單一元件( (Symbol)Symbol)，并被放置在工并被放置在工程路徑指定的目錄中以備后用。程路徑指定的目錄中以備后用。24步驟步驟6：引腳鎖定：引腳鎖定 引腳對應情況引腳對應情況實驗板位置實驗板位置 半加器信號半加器信號 目標器件目標器件EP1K30TC1443引腳號引腳號 1、鍵、鍵8： a 312、鍵、鍵7 b 333、發(fā)光管、發(fā)光管8 co 294、發(fā)光管、發(fā)光管7 so 28根據(jù)具體的實驗芯片進行分配25步驟步驟7：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26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”即可即可注意引腳屬性注

9、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！27再編譯一次，再編譯一次，將引腳信息將引腳信息進去進去28選擇編程器，選擇編程器，準備將設計準備將設計好的半加器好的半加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29步驟步驟8：編程下載：編程下載(1) 下載方式設定。下載方式設定。圖圖6-18 設置編程下載方式設置編程下載方式 在編程窗打開在編程窗打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30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6

10、-19 向向EF1K30下載配置文件下載配置文件下載（配置）下載（配置）成功！成功！31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”，打開一個新的原理圖編輯窗口，打開一個新的原理圖編輯窗口圖圖6-20 在頂層編輯窗中調出已設計好的半加器元件在頂層編輯窗中調出已設計好的半加器元件32(2) 完成全加器原理圖設計完成全加器原理圖設計，并以文件名并以文件名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，并選擇目標器件為并選擇目標器件為EPF10K10LC84-4。(4) 編譯此頂層文件編譯此頂層文件f_a

11、dder.gdf，然后建立波形仿真文件。然后建立波形仿真文件。圖圖6-21 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33(5) 對應對應f_adder.gdf的波形仿真文件，參考圖中輸入信號的波形仿真文件，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，觀察輸出波形的情況。觀察輸出波形的情況。(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6-22 1位全加器的時序仿真波形位全加器的時序仿真波形346.1.2 設計流程歸納設計流程歸納圖圖6

12、-23 MAX+plusII一般設計流程一般設計流程356.1.3 補充說明補充說明1. 1. 編譯窗口的各功能項目塊含義編譯窗口的各功能項目塊含義Compiler Netlist ExtractorDatabase BuilderLogic SynthesizerPartitionerTiming SNF ExtractorFitterAssembler2. 2. 查看適配報告查看適配報告366.2 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6.2.1 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6-24 用用743

13、90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37(2) 計數(shù)器電路實現(xiàn)計數(shù)器電路實現(xiàn)圖圖6-25 調出元件調出元件74390 圖圖6-26 從從Help中了解中了解74390的詳細功能的詳細功能38(3) 波形仿真波形仿真圖圖6-27 兩位十進制計數(shù)器工作波形兩位十進制計數(shù)器工作波形396.2.2 頻率計主結構電路設計頻率計主結構電路設計圖圖6-28 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40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416.2.3 測頻時序控制電路設計測頻時序控制電路設計圖圖6-30 測

14、頻時序控制電路測頻時序控制電路圖圖6-31 測頻時序控制電路工作波形測頻時序控制電路工作波形426.2.4 頻率計頂層電路設計頻率計頂層電路設計圖圖6-32 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)43圖圖6-33 頻率計工作時序波形頻率計工作時序波形446.2.5 設計項目的其他信息和資源配置設計項目的其他信息和資源配置(1) 了解設計項目的結構層次了解設計項目的結構層次圖圖6-34 頻率計頻率計ft_top項目的設計層次項目的設計層次45(2) 了解器件資源分配情況了解器件資源分配情況圖圖6-35 適配報告中的部分內(nèi)容適配報告中的部分內(nèi)容圖圖6-36 芯

15、片資源編輯窗芯片資源編輯窗46(3) 了解設計項目速度了解設計項目速度/延時特性延時特性圖圖6-37 寄存器時鐘特性窗寄存器時鐘特性窗圖圖6-38 信號延時矩陣表信號延時矩陣表47(4) 資源編輯資源編輯(5) 引腳鎖定引腳鎖定圖圖 6-39 Device View窗窗48LCs手工分配：手工分配：圖圖6-40 適配器設置適配器設置圖圖6-41 手工分配手工分配LCs496.3 參數(shù)可設置參數(shù)可設置LPM兆功能塊兆功能塊6.3.1 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6-42 數(shù)控分頻器電路原理圖數(shù)控分頻器電路原理圖50當當d3.0=12(即即16進制數(shù)：進制數(shù)：

16、C)時的工作波形。時的工作波形。圖圖6-43 數(shù)控分頻器工作波形數(shù)控分頻器工作波形514.3.2 基于基于LPM_ROM的的4位乘法器設計位乘法器設計圖圖6-44 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52(1) 用文本編輯器編輯用文本編輯器編輯mif文件文件LPM_ROM 中作為乘法表的數(shù)據(jù)文件 rom_data.mif WIDTH = 8 ; DEPTH = 256 ; ADDRESS_RADIX = HEX ; DATA_RADIX = HEX ; CONTENT BEGIN 00:00 ; 01:00 ; 02:00 ; 03:00 ; 04:00 ; 05:0

17、0 ; 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 ; 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 ; 43:1

18、2 ; 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 ; 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 ; 53圖圖6-46 LPM_ROM構成的乘法器仿真波形構成的乘法