EDA实验指导书.docx
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EDA实验指导书
EDA实验指导书
目录
二零一二年九月1
实验一QUARTUSII软件使用2
实验二基本输出实验19
实验三、基本输入／输出实验23
实验四、静态lED数码管显示26
实验五、动态LED数码管显示29
实验六、蜂鸣器声响实验32
实验七、数字时钟实验34
实验八、频率计实验38
二零一二年九月
实验一QUARTUSII软件使用
一、实验目的
1、了解QUARTUSII软件安装与配置的基本方法。
2、熟悉QUARTUSII集成开发环境。
二、实验内容
1、安装并配置QUARTUSII。
2、通过创建一个简单的应用工程，初步熟悉QUARTUSII的使用，了解程序开发调试过程。
三、实验设备与仪器
1、计算机
四、实验步骤
一、安装前的准备
1.1、WindowsXP操作系统（最好不要用Ghost精简版）
关掉杀毒软件和防护软件（例如瑞星、360安全卫士），防止安装过程中出现不必要的麻烦。
1.2、QuartusII7.2安装文件
QuartusII和Altera公司配套的IP库。
1.3、QuartusII7.2破解文件
主要有3个文件：
license.DAT、Quartus_II_7.2_b151破解器.exe、读我.txt。
二、Tips
最好不要把Quartus软件安装到C盘。
三、安装过程
3.1、光碟的内容
3.2、安装过程
选择安装的程序
选择了QuartusII和IP库，用户自定义安装（稍后可以选择安装路径）。
同意协议
填写用户名和公司名
不同电脑默认的用户名和公司名都不同，可以随意填写。
选择安装路径
最好不要安装到C盘，这里选择安装到D盘。
开始菜单中本程序的目录名（默认即可）
安装所有功能
总览安装配置
正在安装
安装完QuartusII后安装IP库
全功能安装
正在安装IP库
IP库安装完成
安装完IP库后，配置TalkBack（默认即可，不知道有什么用）
完成所有安装过程
四、破解QuartusII7.2
4.1、破解之前
如果没有破解，打开程序会看到如下提示。
4.2、使用破解器破解指定文件
破解前最好退出QuartusII程序！
！
！
双击打开“Quartus_II_7.2_b151破解器.exe”，点击“浏览”，找到sys_cpt.dll文件（位置与安装路径有关，在这里路径为“D:
\altera\72\quartus\bin”）。
Tips：
进入到“bin”目录后，直接在窗口下方“文件名”一栏中输入“sys_cpt.dll”，然后点击“打开”即可（并不需要在众多文件中找到并点击“sys_cpt.dll”）。
点击“应用”，破解器会进行相应的破解工作，破解完后会提示。
4.3、设定Licensefile
需要知道本机网卡的物理地址！
！
！
把“license.DAT”复制到相应的文件夹下（没有特定要求，推荐放到安装目录“D:
\altera\72”下）。
注意：
license文件存放的路径名称不能包含汉字和空格，空格可以用下划线代替。
4.3.1、查看本机的网卡物理地址
方法1、在Quartus软件中查看网卡号
方法2、在cmd命令行中使用ipconfig–all命令查看
4.3.2、修改license.DAT文件
在“license.DAT”中写入本机网卡的物理地址，即用本机网卡的物理地址把文件中的“XXXXXXXXXXXX”替换掉。
例如本机网卡的物理地址为“002618AFBB76”，则把“license.DAT”中的“XXXXXXXXXXXX”替换为“002618AFBB76”即可。
修改前的“license.DAT”
修改后的“license.DAT”
4.3.3、指定licensefile
4.4、功能更强大的licensefile
实际上，上面使用到的破解文件“license.DAT”破解得不够完全，我们可以使用功能更强大的licensefile（例如“Q2license_fulll.dat”）。
4.4.1、写入网卡的物理地址
使用记事本打开“Q2license_fulll.dat”，使用替换功能把“XXXXXXXXXXXX”替换为“本机网卡的物理地址”，例如“002618AFBB76”。
4.4.2、更换licensefile
打开QuartusII软件，Tools→LicenseSetup…，可以进入到如下界面
选择Q2license_fulll.dat
破解效果
实验二基本输出实验
1．点亮发光二极管
（1）要求
点亮DCPLD－2型CPLD实验板上的4个发光二极管（分别是L1、L3、L5和L7）。
通
过此实验逐步了解、熟悉和掌握CPLD开发软件的使用方法及VerilogHDL的编程方
法。
（2）分析
在DCPLD－2型CPLD实验板上准备了8个发光二极管L1～L8，其硬件原理图如图1所示。
在DCPLD－2型CPLD实验板中，标号LEDl～LED8与芯片的30、31、33～37和39引脚相连，只要正确分配并锁定引脚后，在相应的引脚上输出低电平“o”，就可实现点亮该发光二极管的功能。
图1发光二极管原理图
（3）程序设计
由于要求是实现点亮4个发光二极管，因此只须在相应的引脚上输出低电平“0”即可，
完整的VerilogHDL程序如下。
①利用连续赋值assign语句来实现，文件名led1.v。
moduleledl（1edout）；／／模块名ledl
output[7:
0]ledout；／／定义输出口
assignledout=8’b01010101；／／输出0x55
endmodule
②利用过程赋值语句来实现，文件名led.v。
module1ed（ledout）；／／模块名1ed
output[7：
0]ledout；／／定义输出口
reg[7：
0]ledout；／／定义寄存器
always／／过程1
begin
ledout=8b0l0l0l0l；／／输出0x55
end
endmodule
（4）实验方法
在DCPLD－2型CPLD实验板上演示实验的方法如下。
①新建工程项目文件led.pof，并在该项目下新建VerilogHDL源程序文件led.v或ledl.v，输入上面的程序代码并保存。
②然后为该工程项目选择一个目标器件并对相应的引脚进行锁定，在此所选择的器件应
该是Altera公司的EPM7128SLC84—10芯片，引脚锁定方法如表1所列。
引脚信号引脚信号
30ledout035ledout4
31ledout136ledout5
33ledout237ledout6
34ledout339ledout7
表1
③对该工程文件进行编译处理，若在编译过程中发现错误，则找出并更正错误，直至编
译成功为止。
④若需要对所建的工程项目进行验证，则输入必要的激励波形文件，然后进行模拟波形
仿真。
观察模拟仿真结果并与预期的目标相比较，看是否符合设计要求。
若不满足要求，则
更正程序的相关部分。
⑤最后拿出随机附送的ALTERA下载电缆，并将此电缆的两端分别接到PC机和DCPLD
－2型CPLD实验板的JTAG下载口上，打开工作电源，执行下载命令，把程序下载到DCPLD－2型CPLD实验板的EPM7128SLC84—10器件中，此时，DCPLD－2型CPLD实验板上的L1、L3、L5和L7将被点亮。
2．闪烁灯
（1）要求
在DCPLD－2型CPLD实验板上实现L1～L8周期性地闪亮。
（2）分析
在DCPLD－2型CPLD实验板上已经为用户准备了8个发光二极管L1～L8，其硬件原理图如图1所示。
在DCPLD－2型CPLD实验板中，标号LEDl～LED8分别与芯片的30、31、
33～37和39引脚相连，只要正确分配并锁定引脚后，在LEDl～LED8引脚上周期性地输出高电平“1”和低电平“0”，就可实现L1～L8周期性的闪亮。
当然，为了观察方便，闪亮速率最好在1Hz左右。
为了产生1Hz的时钟脉冲，在此使用了一个寄存器对时钟脉冲CLOCK进行计数，当计数器计数到0.5s时求“反”原来的输出状态。
在DCPLD－2型CPLD实验板上有一个有源脉冲发生电路，其具体电路原理图如图2所示。
在DCPLD－2型CPLD实验板中，该时钟脉冲CLOCK经过跳线与芯片的83脚相连。
图2脉冲产生电路
（3）程序设计
文件名light.v。
modulelight（ledout,clk）；／／模块名light
output[7：
0]ledout；／／定义输出口
mputclk；／／定义时钟输入口
reg[7：
0]ledout／／定义寄存器
reg[21：
0]buffers；
always@（posedgeclk）／／过程
begin
buffer=buffer+“／／变数加1
if（buffer==22’b11111111111111111111）／／是0.5s吗?
Begin
ledout=ledout；／／是，则输出取“反”
end
end
endmodule
（4）实验方法
在DCPLD－2型CPLD实验板上演示实验的方法如下。
②新建工程项目文件light.pof并在该项目下新建VerilogHDL源程序文件light.v，输入上面的程序代码并保存。
②然后为该工程项目选择一个目标器件并对相应的引脚进行锁定，在此所选择的器件应
该是Altera公司的EPM7128SLC84—10芯片，引脚锁定方法如表2所列。
引脚信号引脚信号
30ledout036ledou5t
31ledout137ledout6
33ledout239ledout7
34ledout3
35ledout4
83clk
表2
②对该工程文件进行编译处理，若在编译过程中发现错误，则找出并更正错误，直至
编译成功为止。
④若需要对所建的工程项目进行验证，则输入必要的激励波形文件，然后进行模拟波形
仿真。
观察模拟仿真结果并与预期的目标相比较，看是否符合设计要求，若不满足要求则更
正程序的相关部分。
⑤最后将CLOCK与83脚相连。
拿出随机附送的ALTERA下载电缆，并将此电缆的两
端分别接到PC机和DCPLD－2型CPLD实验板的下载口上，打开工作电源，执行下载命
令，把程序下载到DCPLD－2型CPLD实验板的EPM7128SLC84—10器件中，DCPLD－2
型CPLD实验板上的L1～L8将周期性地闪亮。
实验三、基本输入／输出实验
CPLD的所有I/O控制块允许每个I/O引脚单独配置为输人口，不过这种配置是系统自
动完成的，一旦该I/O口被设置为输入口使用时（如定义key0为输入引脚：
inputkey0；），
该I/O控制模块将直接使三态缓冲区的控制端接地，使得该I／O引脚对外呈高阻态，这样
该I/O引脚即可用作专用输入引脚。
1．基本的逻辑门实验
（1）要求
在DCPLD－2型CPLD实验板上完成F＝A·B的逻辑功能。
（2）分析
在DCPLD－2型CPLD实验板上准备了8个输入按键，其硬件原理如图3所示。
在DCPLD－2型CPLD实验板中，标号KEYl～KEY8通过分别与芯片的56～58、60、61
和63～65引脚相连，这样用户可以把键K1、K2当作输入A、B，而F可以用L1发光管来
表示。
图3键盘原理图
（3）程序设计
①利用连续赋值语句实现，文件名fab.v。
modulefab（f，a，b）；／／模块名fab
inputa，b；／／定义输入口
outputf；／／定义输出口，
assignf＝a&b；／／输出F＝A&B的值
endmodule
②利用过程赋值语句实现，文件名fabl.v。
modulefabl（f，a，b）；／／模块名fab／
inputa，b；／／定义输入口
outputf；／／定义输出口
regf；／／定义寄存器f
always@（aorb）
begin
if（a&b）f=1；／／条件满足输出1
elsef＝0；／／否则输出0
end
endmodule
（4）实验方法
在DCPLD－2型CPLD实验板上演示实验的方法如下：
①新建工程项目文件fab．pof，并在该项目下新建VerilogHDL源程序文件fab．v，输入上面的程序代码并保存。
②然后为该工程项目选择一个目标器件并对相应的引脚进行锁定，在此所选择的器件
应该是Altera公司的EPM7128SLC84—10芯片，引脚锁定方法如表4所列。
引脚信号
56keyin0
57keyin1
30ledout0
表4
③对该工程文件进行编译处理，若在编译过程中发现错误，则找出并更正错误，直至编
译成功为止。
④若需要对所建的工程项目进行验证，则输入必要的激励波形文件，然后进行模拟波形
仿真。
观察模拟仿真结果并与预期的目标相比较，看是否符合设计要求，若不满足要求，则
更正程序的相关部分。
⑤最后拿出随机附送的ALTERA下载电缆，并将此电缆的两端分别接到PC机和DCPLD
－2型CPLD实验板的下载口上，打开工作电源，执行下载命令，把程序下载到DCPLD－2
型CPLD实验板的EPM7128SLC84—10器件中。
⑥观察发光管L1的亮灭状态，按下K1按键，再次观察发光管的状态，此时为什么发
光二极管L1亮了呢，可自己动脑分析试试看。
2．键盘、LED发光管实验1
（1）要求
在DCPLD－2型CPLD实验板上实现对8个键盘K1～K8进行监控，且一旦有键输入，
对应的发光二极管L1～L8被点亮。
（2）分析
在DCPLD－2型CPLD实验板上为用户准备了8个按键K1～K8和8个发光管L1～18，
其硬件原理如图1所示，其中标号KEYl～KEY8芯片的56～58、60、61和63～65引脚相
连，而标号LEDl～LED8与芯片的30、31、33～37和39引脚相连。
这样一旦KEYl～KEY8
中有键输入，则该节点由高电平跳变到低电平，这时在相应的LEDl～LED8上输出低电平
即可。
（3）程序设计
①利用连续赋值语句实现，文件名keyledl.v。
modulekeyledl（keyin，ledout）；／／模块名keyledl
mput[7：
0]keyin；／／定义键盘输入口
output[7：
0]ledout；／／定义发光管输出口
assignledout=keyin；／／输出键值
endmodule／
②利用过程赋值语句实现，文件名keyled.v。
modulekeyled（keyin，ledout）；／／模块名keyled
input[7：
0]keyin；／／定义输人口
output[7：
0]ledout；／／定义输出口
reg[7：
0]ledout_reg；／／定义寄存器
always
begin
ledout_reg=keyin；／／读取键值
end
assignledout=ledout_reg；／／输出键值
endmodule
（4）实验方法
在DCPLD－2型CPLD实验板上演示实验的方法如下:
①新建工程项目文件keyled.pof，并在该项目下新建VerilogHDL源程序文件keyled.v或keyledl.V，输入上面的程序代码并保存。
②然后为该工程项目选择一个目标器件并对相应的引脚进行锁定，在此所选择的器件应
该是Altera公司的EPM7128SLC84—10芯片，引脚锁定方法如表5所列。
引脚信号引脚信号
56keyin030ledout0
57keyin131ledout1
58keyin233ledout2
60keyin334ledout3
61keyin435ledout4
63keyin536ledout5
64keyin637ledout6
65keyin739ledout7
表5
③对该工程文件进行编译处理，若在编译过程中发现错误，找出并更正错误直至编译成
功为止。
④若需要对所建的工程项目进行验证，输入必要的激励波形文件，然后进行模拟波形仿
真。
观察模拟仿真结果并与预期的目标相比较，看是否符合设计要求，若不满足要求则更正
程序的相关部分。
⑤最后拿出随机附送的ALTERA下载电缆，并将此电缆的两端分别接到PC机和DCPLD
－2型CPLD实验板的下载口上，打开工作电源，执行下载命令，把程序下载到DCPLD－2
型CPLD实验板的EPM7128SLC84—10器件中。
⑥观察发光管L1～L8的亮／灭状态，按下K1～K8中的任一按键，再次观察发光管的
状态。
实验四、静态lED数码管显示
数码管LED显示是工程项目中使用较广的一种输出显示器件。
常见的数码管有共阴和
共阳2种。
共阴数码管是将8个发光二极管的阴极连接在一起作为公共端，而共阳数码管是
将8个发光二极管的阳极连接在一起作为公共端。
公共端常被称作位码，而将其他的8位称作段码。
按驱动方式可以分成静态和动态显示两种方式。
这两种显示方法都可以用CPLD
来控制实现，和使用单片机一样简单。
1．要求·
在DCPLD－2型CPLD实验板的LED数码管上依次显示0～9和A～F16个字符。
2．分析
在DCPLD－2型CPLD实验板上准备了4位动态共阳LED数码管Wl～W4，其硬件原理图如图4所示，其中段码线SLA～SLH与芯片的40、41、44～46和48～50引脚相连，而位码线SL1～SL4与芯片的51、52、54和55引脚相连。
这样，只要在位码线SLl～SL4上一直输出低电平“0”，则4个数码管将显示相同的数码（因为4个LED数码管的段码线分别接到了同一引脚上），这样4个动态的LED数码管就变成了静态的LED。
图4显示原理图
3．程序设计
文件名sled．v。
modulesled（seg，sl，clock）；／／定义模块结构
output[7：
0]seg；／／定义数码管段输出引脚
output[3：
0]s1；／／定义数码管选择输出引脚
inputclock；／／定义输入时钟引脚
reg[7:
0]seg_reg／／定义数码管段输出管脚
reg[3：
0]disp_dat；／／定义显示数据寄存器
reg[36：
0]count；／／定义计数器寄存器
always@（posedgeclock）／／定义clock信号上升沿触发
begin
count＝count+1；／／计数器值加1
end
always
begin
sl_reg=4'b0000；／／选中4个LED数码管
end
a1ways@（count[16]）／／定义显示数据触发事件
begin
disp_dat＝count[27：
24]；／／显示的数据
always@（disp_dat）／／显示解码输出
begin
case（disp_dat）／／选择输出数据
4'h0：
seg_reg=8'hc0；／／显示0
4'h1：
seg_reg=8'hf9；／／显示1
4'h2：
seg_reg=8'ha4；／／显示2
4'h3：
seg_reg=8'hb0；／／显示3
4'h4：
seg_reg=8'h99；／／显示4
4'h5：
seg_reg=8'h92；／／显示5
4'h6：
segreg=8'h82；／／显示6
4'h7：
seg_reg=8'hf8；／／显示7
4'h8：
seg_reg=8'h80；／／显示8
4'h9：
seg_reg=8'h90；／／显示9
4'ha：
seg_reg=8'h88；／／显示a
4'hb：
seg_reg=8'h83；／／显示b
4'hc：
seg_reg=8'hc6；／／显示c
4'hd：
seg_reg=8'hal；／／显示d
4'he：
seg_reg=8'h86；／／显示e
4'hf：
seg_reg=8'h8e：
／／显示f
endcase
end
assignseg=seg_reg；／／输出数码管解码结果
assigns1=s1_reg；／／输出数码管选择
endmodule
4．实验方法
在DCPLD－2型CPLD实验板上演示实验的方法如下。
（1）新建工程项目文件sled．pof，并在该项目下新建VerilogHDL源程序文件sled．v，输入上面的程序代码并保存。
（2）然后为该工程项目选择一个目标器件并对相应的引脚进行锁定，在此所选择的器件
应该是Altera公司的EPM7128SLC84—10芯片，引脚锁定方法如表6所列。
引脚信号引脚信号
40seg050seg7
41seg151sl0
44seg252sl1
45seg354sl2
46seg455sl3
48seg5
49seg6
83clock
表6
（3）对该工程文件进行编译处理，若在编译过程中发现错误，则找出并更正错误，直至
编译成功为止。
（4）若需要对所建的工程项目进行验证，则输入必要的激励波形文件，然后进行模拟波
形仿真。
观察模拟仿真结果并与预期的目标相比较，看是否符合设计要求，若不满足要求则
更正程序的相关部分。
（5）最后将CLOCK与83引脚相连。
拿出随机附送的Altera下载电缆，并将此电缆的两
端分别接到PC机和DCPLD－2型CPLD实验板的下载口上，打开工作电源，执行下载命
令，把程序下载到DCPLD－2型CPLD实验板的EPM7128SLC84—10器件中。
（6）观察LED数码管上的数字。
如果让数码管显示“HHHH"和“FFFF”自己动手改改
程序试试看。
实验五、动态LED数码管显示
由上面的学习可以看出，LED数码管的静态显示的编程方法较简单，且专用系统的资
源较少，但是由于LED静态显示需要占用较多的I／O口，且功耗较大，因此在大多数场合
通常采用动态扫描的方法来控制LED数码管的显示。
1．要求
在DCPLD－2型CPLD实验板上完成LED数码管的动态显示，并演示动态显示的原理
过程。
2．分析
在DCPLD－2型CPLD实验板上有4个动态扫描的数码管W1～W4，其硬件原理如图
4
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