EDA實(shí)驗(yàn)一3-8譯碼器的設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)一 實(shí)驗(yàn)名稱：譯碼器的設(shè)計(jì)專業(yè)及班級(jí)： 姓名： 學(xué)號(hào)： 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?. 掌握組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法。2. 掌握VHDL語言的基本結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)的輸入方法。3. 掌握VHDL語言的基本描述語句的使用方法。二、實(shí)驗(yàn)步驟（附源代碼及仿真結(jié)果圖）：1. 建立工程，Quartus II -File-New project wizard（注意工程目錄中不能出現(xiàn)中文字符，不能建立在桌面上）；彈出窗口如圖2-3所示。圖2-3 New Project Wizard 窗口2. 點(diǎn)擊next，在出現(xiàn)的對(duì)話框中輸入如下項(xiàng)目信息：a. 項(xiàng)目路徑，如：D:EDA exp

2、erimentdecoder38;b. 項(xiàng)目名稱，如：decoder38。如圖2-4所示：圖2-4 項(xiàng)目路徑和項(xiàng)目名稱對(duì)話框3. 點(diǎn)擊2次next后，出現(xiàn)如圖2-5所示的對(duì)話框：a. Device family中選擇Cyclone IV E;b. Available devices中選擇EP4CE115F29C7.圖2-5 器件選擇窗口4. 點(diǎn)擊next后，出現(xiàn)EDA工具設(shè)置對(duì)話框。在Simulation一行中，Tool Name選擇ModelSim-Altera，F(xiàn)omat(s)選擇VHDL，如圖2-6所示。圖2-6 EDA工具設(shè)置對(duì)話框5. 點(diǎn)擊next，出現(xiàn)如圖2-7所示的對(duì)話框：圖2-

3、7 新建項(xiàng)目匯總對(duì)話框6. 點(diǎn)擊Finish后，出現(xiàn)如圖2-8所示的界面：圖2-8 decoder38項(xiàng)目界面7. 點(diǎn)擊File->New->VHDL File，如圖2-9所示。點(diǎn)擊ok關(guān)閉對(duì)話框。圖2-9 新建VHDL文件窗口8. 在文本編輯框內(nèi)鍵入如下程序：LIBRARY ieee;USE ieee.std_logic_1164.ALL;ENTITY decoder38 ISPORT(A, B,C,G1,G2A,G2B: INSTD_LOGIC;Y: OUTSTD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);END decoder38;ARCHITECTURE Behav

4、ior OF decoder38 ISSIGNAL indata: STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0);BEGINindata <= C&B&A;PROCESS (indata, G1, G2A,G2B)BEGINIF (G1='1' AND G2A='0' AND G2B='0') THENCASE indata ISWHEN "000"=>Y<=""WHEN "001"=>Y<=""WHEN &q

5、uot;010"=>Y<=""WHEN "011"=>Y<=""WHEN "100"=>Y<=""WHEN "101"=>Y<=""WHEN "110"=>Y<=""WHEN "111"=>Y<=""WHEN OTHERS =>Y<="XXXXXXXX"END CA

6、SE;ELSEY<=""END IF;END PROCESS;END Behavior;9. 將文件保存為decoder38.vhd后，開始編譯，點(diǎn)擊Processing->Start Compilation，編譯成功后，出現(xiàn)如圖2-10所示界面：圖2-10 編譯成功界面10. 再次新建一個(gè)vhdl文件，鍵入如下的modelsim測(cè)試程序：LIBRARY ieee;USE ieee.std_logic_1164.ALL;ENTITY decoder38_tb ISEND decoder38_tb;ARCHITECTURE Behavior OF decoder3

7、8_tb IS COMPONENT decoder38 PORT ( A,B,C,G1,G2A,G2B: INSTD_LOGIC; Y: OUTSTD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); END COMPONENT; SIGNAL A: STD_LOGIC:='0' SIGNAL B : STD_LOGIC:='0' SIGNAL C: STD_LOGIC:='0' SIGNAL G1: STD_LOGIC:='1' SIGNAL G2A: STD_LOGIC:='0' SIGNAL G2B: ST

8、D_LOGIC:='0' SIGNAL Y: STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); CONSTANT CLK_PERIOD: TIME:=10ns; BEGIN A<=not A after CLK_PERIOD; B<=not B after 20ns; C<=not C after 40ns; U1: decoder38 port map(A=>A,B=>B,C=>C,G1=>G1,G2A=>G2A,G2B=>G2B,Y=>Y); END behavior;11. 將文件保存為decoder3

9、8_tb.vhd，編譯通過。12. 點(diǎn)擊Tools->Options->General->EDA Tool Options,在ModelSim-Altera下，選擇你安裝ModelSim-Altera的文件夾下的win32aloem文件夾，如圖2-11所示。點(diǎn)ok退出對(duì)話框。圖2-11 選項(xiàng)對(duì)話框13. 點(diǎn)擊Tools->Run Simulation Tools-> RTL Simulation，調(diào)出ModelSim- Altera軟件，如圖2-12所示。圖2-12 ModelSim-Altera界面14.在ModelSim-Altera界面下, 選擇File-&

10、gt;New->Project，出現(xiàn)如圖2-13所示的對(duì)話框：圖2-13 新建項(xiàng)目對(duì)話框輸入項(xiàng)目名稱，如decoder，點(diǎn)擊ok出現(xiàn)如圖2-14所示的界面。圖2-14 添加到項(xiàng)目界面15.選擇Add Existing File,將源代碼decoder38.vhd和測(cè)試文件decoder38_tb.vhd一同加入項(xiàng)目。添加文件類型選擇VHDL，添加界面如圖2-15所示：圖2-15 添加文件界面16.點(diǎn)擊Compile->Compile All。17.在Library標(biāo)簽欄下，展開work下的decoder38_tb,如圖2-16所示。雙擊behavior，將自動(dòng)進(jìn)入仿真界面，如圖2-

11、17所示。圖2-16 library界面圖2-17 ModelSim-Altera仿真界面18.點(diǎn)擊Simulate->Runtime Options，彈出對(duì)話框如圖2-18所示。在Default Run文本框中，輸入100ms。圖2-18 Runtime Options對(duì)話框19. 在屏幕中間object標(biāo)簽欄中選擇所有要觀察的信號(hào)，右鍵，Add->To Wave->Selected Signals，點(diǎn)擊工具欄中的Run圖標(biāo)，可以觀測(cè)到仿真結(jié)果，如圖2-19所示?？梢酝ㄟ^工具欄中的Zoom In，Zoom Out對(duì)仿真窗口進(jìn)行調(diào)節(jié)。圖2-19 三八譯碼器仿真結(jié)果20. 分配

12、管腳：在Quartus II界面下，點(diǎn)擊Processing->Start->Start Analysis & Elaboration，在彈出的對(duì)話框中點(diǎn)擊ok。21. 點(diǎn)擊Assignments->Pin Planner，打開Pin Planner對(duì)話框，如圖2-20所示。圖2-20 Pin Planner 對(duì)話框22. 分別用SW0、SW1、SW2三個(gè)撥碼開關(guān)對(duì)應(yīng)A、B、C三個(gè)輸入信號(hào)，SW3、SW4、SW5對(duì)應(yīng)G1、G2A、G2B三個(gè)輸入信號(hào)，LEDR0LEDR7分別對(duì)應(yīng)Y0Y78個(gè)輸出信號(hào)，查表1和表3，分配好引腳號(hào)，如圖2-21所示。圖2-21 引腳分配界面

13、23. 將提供的USB電纜線一端接到DE2-115開發(fā)板的USB Blaster端口，一端連接計(jì)算機(jī)的USB接口，連接12V電源，然后開啟DE2-115電源開關(guān)。24. 點(diǎn)擊Tools->Programmer，打開Programmer界面，如圖2-22所示。圖2-22 Programmer界面25. 點(diǎn)擊Hardware Setup，彈出如圖2-23所示對(duì)話框。在Currently selected hardware下拉菜單中選擇USB-BlasterUSB-0。點(diǎn)擊Close關(guān)閉對(duì)話框圖2-23 Hardware Setup對(duì)話框26. 如果Programmer對(duì)話框中沒有decode

14、r38.sof，點(diǎn)擊Add File按鈕，在項(xiàng)目路徑下選擇decoder38.sof。27. 點(diǎn)擊start，將sof文件載入到FPGA芯片中。從而完成整個(gè)設(shè)計(jì)過程。如圖2-24所示。圖2-24 將程序載入FPGA成功界面28在DE2-115開發(fā)板上通過撥碼開關(guān)和LED燈驗(yàn)證整個(gè)設(shè)計(jì)的有效性。要注意的是，閑置的管腳一定要置輸入三態(tài)（As input tri-stated）。因?yàn)楸仨毚_保該開發(fā)板當(dāng)前沒用到的Flash芯片與FPGA之間以高阻態(tài)相隔，否則會(huì)發(fā)生損壞芯片的危險(xiǎn)！如果一開始開發(fā)板上所有LED燈都是亮的話，可按以下步驟進(jìn)行處理： a. 點(diǎn)擊Assignments->Device，在彈出的對(duì)話框中點(diǎn)擊Device and Pin Options; b. 選擇Unused Pins，在Reserve all unused pins下拉菜單中選擇As input tri-stated。點(diǎn)擊ok兩次關(guān)閉對(duì)話框。 c. 重新編譯，下載。三、實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問題：1、程序代碼輸入后，但是編譯有錯(cuò)誤，經(jīng)檢查后發(fā)現(xiàn)在該語句Y: OUTSTD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0)中最后有兩個(gè)括號(hào)，但是因?yàn)轳R虎，少輸入一個(gè)括號(hào)導(dǎo)致