EDA实验指导书(13年2月)

实验指导书院系：机电工程学院专业：电子信息工程课程：电子设计自动化（EDA）编者：范有机目录实验一多路选择器的设计 (1)实验二 D触发器和锁存器的设计 (2)实验三 8位全加器 (3)实验四正弦信号发生器设计 (4)实验五序列检测器的设计 (5)实验六乐曲硬件演奏电路设计 (7)实验一多路选择器的设计一、实验目的：1、熟悉QuartusII的VHDL文本设计流程、组合电路的设计仿真和测试。

二、实验内容：1、根据教材4.1节的流程，利用QuartusII完成4选1多路选择器的文本编辑输入和仿真测试等步骤，给出仿真波形。

2、在开发板上硬件测试，验证此设计的功能。

对于引脚锁定以及硬件下载测试。

输出信号接发光二极管。

最后进行编译、下载和硬件测试实验。

3、对VHDL不同描述方式的4选1多路选择器进行硬件实验，比较他们的特性。

三、实验原理与方法：选择器用于数字信息切换，4选1可用于4路信号的切换，它有4个信号输入端，2个信号选择输入端，1个信号输出端，选择信号的状态不同时，就可以使4路输入信号中的1路与输出信号端接通。

输入端可选用开关或按钮，输出连接LED以方便直观显示。

四、实验条件：1、 PC机1台2、 QuartusII系统3、开发板1块五、实验步骤：按教材4.1节的流程并参考老师教学演示的相关内容。

六、实验注意事项：所有实验数据放入一个文件夹内，并且不要把文件夹放在系统盘上，实验结束后备份好实验数据，以备教师随时查阅。

七、实验报告要求：根据以上实验内容写出实验报告，包括程序设计、软件编译、仿真分析、硬件测试和详细实验过程；给出程序分析报告、仿真波形图及其分析报告。

实验二D触发器和锁存器的设计一、实验目的：1、进一步熟悉QuartusⅡ的VHDL文本设计过程，学习简单时序电路的设计、仿真和测试。

二、实验内容：1、根据实验一的步骤，设计触发器(使用教材例3-8)，给出程序设计、软件编译、仿真分析、硬件测试及详细实验过程。

EDA技术实验指导书2012.09第一章针对HDL设计的EDA基本实验与设计实验1．计数器设计(1) 实验目的：熟悉Quartus II的Verilog/VHDL文本设计流程全过程，学习计数器的设计、仿真和硬件测试。

掌握原理图与文本混合设计方法。

(2) 实验原理：参考教材[1]3.3节。

实验程序为例(3) 实验内容1：根据教材[1]的4.1节在Quartus II上对例3-22进行编辑、编译、综合、适配、仿真。

说明例中各语句的作用。

给出其所有信号的时序仿真波形，根据波形详细描述此设计的功能特点，包括RST、EN、LOAD、DA TA，CLK等信号等异步和同步特性。

查阅编译后的计数器的时序特点，从时序仿真图和编1 原理图示意图译报告中了解计数时钟输入至计数数据输出的延时情况，包括设定不同优化约束后的改善情况以及当选择不同FPGA后的延时情况，给出分析报告。

(4) 实验内容2：用教材[1]第4章介绍的不同方式锁定引脚并硬件下载测试。

引脚锁定后进行编译、下载和硬件测试实验。

将实验过程和实验结果写进实验报告。

硬件实验中，注意测试所有控制信号和显示信号，包括RST、EN、LOAD、DA TA等的同步、异步特性，进位信号等。

时钟CLK换不同输入：手动有抖动或无抖动键输入，1Hz或4Hz时钟脉冲输入，这需要附录1.3的模块B4板才能获得，或直接使用KX_DN5/7系列EDA/SOPC实验系统。

(5) 实验内容3：使用SignalTap II对此计数器进行实时测试，流程与要求参考教材[1]第4章，给出报告。

(6) 实验内容4：从设计中去除SignalTap II，要求全程编译后，将生成的SOF文件转变成用于配置器件EPCS4的压缩的间接配置文件*. jic，并使用USB-Blaster对实验板上的EPCS4进行编程，最后进行验证。

编程和全程编译前，按教材[1]图4-6所示，设定所有控制和参数。

(7) 实验内容5：为此项设计加入一个可用于SignalTap II采样的独立的时钟输入端CLK0。

集成电路设计实践实验指导书教师：黄小平西北工业大学软件与微电子学院第一部分集成电路设计实践实验计划及总目标一、课程的性质、教育目标及任务：集成电路设计实践的主要目的是进一步提高学生全正向设计数字集成电路的能力，能理解流程的概念和要求，能熟练运用相关EDA工具进行设计，验证，调试，实现等。

为进一步进行复杂SOC设计奠定基础。

本实验以FPGA全正向设计流程为蓝本进行实践。

二、教学计划及基本要求：（15学时）1．调试工具的使用（3学时）内容：练习使用debussy进行代码调试分析，使用nilint进行代码规范检查。

基本要求：熟练使用debussy工具。

能运用debussy提供的ntrace,nwave,nschematic,nstate 等功能进行IP的调试，波形的快速定位，状态机的分析等。

熟练使用nlint工具。

能运用nlint检查代码是否符合可综合规范，对简单的代码规范错误要能够分析定位并进行纠正，能读懂相关的report 等。

2．综合工具的使用（2学时）内容：练习使用synplify工具，掌握综合的基本流程，能进行简单约束的设置。

基本要求:理解综合的基本过程，通过使用synplify工具理解综合的输入文件和综合约束，综合后的输出文件，能读懂时序报告，会分析关键路径等。

3．FPGA布局布线工具的使用（4学时）内容：练习使用Altera 公司的Quartus工具，掌握布局布线工具的基本流程。

基本要求:理解布局布线的基本过程，通过使用Quartus工具理解FPGA布局布线的输入文件和时序约束，布局布线后的输出文件，能读懂布局布线后时序报告，会分析关键路径等。

能够使用SingalTap进行FPGA调试，会进行带时序的后仿真。

能够使用Quartus工具提供的Megafunction 生成IP。

进一步学习Xilinx公司的ISE的使用。

4．FPGA全正向流程实践（6学时）内容：从提供的4道题目中选做一道，严格按照FPGA全正向设计流程完成实践。

数字电子技术实验指导书信息学院2013年2月目录第一部分基础实验实验一门电路逻辑功能测试┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄1 实验二组合逻辑电路（逻辑运算及全加器）┄┄┄┄┄┄┄6 实验三组合逻辑功能器件的应用┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄10 实验四多路选择器(E D A)┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄14 实验五集成触发器的逻辑功能测试┈┈┈┄┄┈┈┈┈┈16 实验六计数、译码、显示综合实验┄┄┄┄┄┈┈┈┈┈┈┄19 实验七555时基电路的应用┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄21 实验八D/A、A/D转换器┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄22第二部分选做实验实验九CMOS门电路测试┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄33 实验十门电路的驱动能力测试┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄35 实验十一竞争冒险┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄37 实验十二数字定时器┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄40 实验十三路优先判决电路┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄42第二部分设计性实验题目 1 编码译码显示电路的设计┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄44 题目2奇/偶校验电路的设计┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄44 题目3巡回检测电路┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄45 题目 4 声控开关的设计与制作┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄45 题目 5 篮球竞赛24秒定时电路┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄46 题目 6 电子密码锁┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄46 题目7 简易频率计的设计┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄47 题目8 多功能数字钟┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄47附录一设计性实验报告格式┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄49 附录二常用集成块管脚排列图及部分真值┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄50数字电路实验注意事项1．每次实验前，必须预习，并自行设计实验原始记录表格，提交预习报告。

2．每次实验完毕，须做好实验原始记录；关闭所有仪器的电源，关闭电源插座板上的开关；整理实验台，并在学生实验记录本上签名，并记录仪器使用情况。

实验一组合逻辑器件设计一、实验目的1、通过一个简单的3－8译码器的设计,掌握组合逻辑电路的设计方法。

2、掌握组合逻辑电路的静态测试方法。

3、初步了解QUARTUS II原理图输入设计的全过程。

二、实验主要仪器与设备1、输入：DIP拨码开关3位。

2、输出：LED灯。

3、主芯片：EP1K10TC100－3。

三、实验内容及原理三-八译码器即三输入，八输出。

输出与输入之间的对应关系如表1-1-1所示。

表1-1 三-八译码器真值表四、预习要求做实验前必须认真复习数字电路中组合逻辑电路设计的相关内容（编码器、译码器）。

五、实验步骤1、利用原理图设计输入法画图1-1-1。

2、选择芯片ACEX1K EP1K10TC100-3。

3、编译。

4、时序仿真。

5、管脚分配，并再次编译。

6、实验连线。

7、编程下载，观察实验结果。

图1-1 三-八译码器原理图六、实验连线用拨码开关的低三位代表译码器的输入（A，B，C），将之与EP1K10TC100-3的管脚相连；用LED灯来表示译码器的输出（D0～D7），将之与EP1K10TC100-3芯片的管脚相连。

拨动拨档开关，可以观察发光二极管与输入状态的对应关系同真值表中所描述的情况是一致的。

七、实验结果八、思考题在输入端加入使能端后应如何设计？附：用硬件描述语言完成译码器的设计：：LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY T2 ISPORT(A: IN STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0);Y: OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0));END T2;ARCHITECTURE A OF T2 ISBEGINWITH A SELECTY <= "00000001" WHEN "000","00000010" WHEN "001","00000100" WHEN "010","00001000" WHEN "011","00010000" WHEN "100","00100000" WHEN "101","01000000" WHEN "110","10000000" WHEN OTHERS;END A;实验二组合电路设计一、实验目的1、掌握组合逻辑电路的设计方法。

电子电路(一) EDA实验指导书主讲教师: 张晓林教授编写人: 张展夏温博北京航空航天大学电子信息工程学院前言本指导书是根据北航电子信息工程学院本科课程“电子电路I”的要求，配合该课程教材《电子电路基础》一书编写的实验指导，供本科生实验时使用。

模拟电路EDA（电子设计辅助软件）实验是电子信息专业学生EDA实验技能训练的开端，是对理论课程学习的重要辅助手段，是理论与实际联系的必然途径。

通过模拟电路EDA实验，使学生掌握常用EDA软件的操作方法，掌握常用仪器仪表的使用方法，了解电路的基本原理。

通过实验使学生对模拟电路从结构到功能有感性认识，再通过从简单到复杂的模拟系统实现使学生基本掌握从理论到电路实现的方法，从而提高学生的综合学习能力，达到理论与实践的结合。

对学生的具体要求：能正确使用常用虚拟仪器，并能以最小的误差进行定量测量；能够自行完成预习，进行实验和写出标准的实验报告；能够自行设计和实现基本的模拟电路系统实验并进行分析。

本指导书是在张晓林教授主持和直接指导下编写的，常啸鸣、宋晗、柏俊杰、刘俊、刘丹、孙海峰、李化营和刘锋教辅也提出了宝贵的意见和建议，在此表示感谢。

编者实验一：Multisim的使用及共射放大器的仿真1.实验目的：（1）进一步了解Multisim的各项功能，熟练掌握其使用方法，为后续课程打好基础。

（2）通过使用Multisim来仿真电路，测试如图1所示的单管共射放大电路的静态工作点、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻，并观察静态工作点的变化对输出波形的影响。

（3）加深对放大电路工作原理的理解和参数变化对输出波形的影响。

（4）观察失真现象，了解其产生的原因。

图12.实验步骤：（1）请对该电路进行直流工作点分析,进而判断管子的工作状态。

（2）请利用软件提供的各种测量仪表测出该电路的输入电阻。

（3）请利用软件提供的各种测量仪表测出该电路的输出电阻。

（4）请利用软件提供的各种测量仪表测出该电路的幅频、相频特性曲线。

EDA实训指导书根据课程教学大纲中实训教学大纲的具体要求，为了更好地开展实训教学工作，特制定本实训指导书。

《EDA实训》是一门实践操作性很强的技术基础课，主要培养学生电子线路设计工作以及对Protues设计软件的掌握能力，并可以独立实现电路原理图设计以及仿真。

教学中除了讲授必要的基本理论，基本知识外，主要是上机实践环节，它对学生掌握基本理论，运用基本知识，训练基本技能，增强实验能力、综合应用能力和创新意识都有着至关重要的作用。

本指导书适用于我院汽电、机电等专业。

一：实验目的学习Proteus仿真环境二：实验原理仿真环境三：实验设备Windows XP 软硬件开发平台Proteus四：实验过程1. Proteus 仿真与分析1、Proteus软件的安装与运行先按要求把软件安装到计算机上，安装结束后，在桌面的“开始”程序菜单中，单击运行原理图(ISIS 7 Professional)或PCB (ARE 7 Professional)设计界面。

ISIS 7 Professional在程序中的位置如图1所示。

图1 ISIS 7 Professional 在程序中的位置2、Proteus 的主界面简介3. 元件的拾取在桌面上选择【开始】→【程序】→“Proteus 7 Professional ”，单击蓝色图标“ISIS 7 Professional ”打开应用程序。

ISIS Professional 的编辑界面如图3所示图3用鼠标左键单击界面左侧预览窗口下的“P”按钮，如图4所示，会弹出“Pick Device”(元件拾取)对话框，如图5所示。

图5 元件拾取对话框ISIS 7 Professional的元件拾取就是把元件从元件拾取对话框中拾取到图形编辑界面的对象选择器中4、下面把元件从对象选择器中放置到图形编辑区中。

用鼠标单击对象选择区中的某一元件名，把鼠标指针移动到图形编辑区，双击鼠标左键，元件即被放置到编辑区中。

EDA技术基础实验指导书海南大学信息学院编目录实验一MAX –plusII及开发系统使用 1 实验二高速四位乘法器设计7 实验三秒表的设计9 综合性设计性实验实验四序列检测器的设计12 实验五数字频率计的设计14 数字密码锁17 交通灯控制器182EDA实验指导书实验一MAX –plusII及开发系统使用一、实验目的1、熟悉利用MAX-plusⅡ的原理图输入方法设计简单的组合电路2、掌握层次化设计的方法3、熟悉DXT-BⅢ型EDA试验开发系统的使用二、主要实验设备PC 机一台（中档以上配置），DXT-B3 EDA实验系统一台。

三、实验原理数字系统设计系列实验是建立在数字电路基础上的一个更高层次的设计性实验。

它是借助可编程逻辑器件（PLD），采用在系统可编程技术（ISP），利用电子设计自动化软件（EDA），在计算机（PC）平台上进行的。

因为本实验是在计算机平台上进行，因此实验方式，实验手段和实验仪器与传统的实验有很大的区别，主要体现在以下几个方面：1、实验器材集中化，所有实验基本上在一套实验设备上进行。

传统的实验每作完一个实验，实验器材基本上都要变动（个别除外）。

而做本实验时，只要在计算机上把不同的程序输进去，其它步骤所有实验都一致；2、实验耗材极小（基本上没有耗材）；3、在计算机上进行，自动化程度高，人机交互性好，修改、验证实验简单；4、下载后，实验结果清晰；5、实验仪器损耗少，维护简单；下面，我们就本套实验设备做一个简单的介绍。

3(一)Max+plusⅡ10.0的使用。

1、Max+PlusII软件的安装步骤：第一步：系统要求奔3CPU以上，128M内存以上，4G 以上硬盘，98 操作系统（98或Me操作系统才可以下载，其他操作系统下载必须安装驱动，否则只能仿真，如果大家只进行仿真的话，对系统没要求）第二步：安装点击安装可执行文件进行安装，安装完毕后会弹出一对话框，点击是或否都可以。

第三步：将安装文件夹中的License 文件夹打开，里面有一个License.bat 注册文件，将此文件复制到你的安装目录下（你的安装目录可放在任一个驱动器下，然后建立一个Max10的文件夹，将系统安装在此文件夹中，安装后此文件夹中会有三个文件夹）的任一个文件夹中，要清楚位置。

数字系统EDA技术实验指导书EDA课程组序言《EDA技术及应用实验指导书》是与理论课程《EDA技术及应用》配套开出的，是电子信息类专业的一门专业实验课程，对电子信息类专业的学生具有非常重要的作用。

本实验课与理论课同时进行，同学们在做本实验之前必须具备以下的基础知识：1、数字电路的基础知识；2、电子计算机常用操作系统的使用方法；主要12、本实验课的目的学生学习完本实验课后，应达到如下的要求：1）能熟练使用本实验的配套EDA软件QuartusⅡ、ModelSim；2）掌握PLD 芯片的基本使用方法，能用现代数字系统的设计方法进行基本的数字系统设计；3）掌握图形编辑和VHDL文本编辑两种设计方法，重点是VHDL文本编辑；4）具备基本的开发能力，为后续学习打下坚实的基础。

实验规则为了维护正常的实验教学次序，提高实验课的教学质量，顺利的完成各项实验任务，确保人身、设备安全，特制定如下实验规则：一、实验前必须充分预习，完成指定的预习内容，并写出预习报告，预习要求如下：1、认真阅读本实验指导书，分析掌握本次实验的基本原理；2、完成各实验预习要求中指定的内容；3、熟悉实验任务。

二、实验时，认真、仔细的写出源程序，进行调试，有问题向指导老师举手提问；调试成功准备下载时，必须请示指导老师，得到允许方可下载。

三、实验时注意观察，如发现有异常现象（电脑故障或实验箱故障），必须及时报告指导老师，严禁私自乱动。

四、实验过程中应仔细观察实验现象，认真记录实验数据、波形、逻辑关系及其它现象，记录的原始结果必须经指导教师审阅签字后，方可离开。

五、自觉保持实验室的肃静、整洁；实验结束后，必须清理实验桌，将实验设备、工具、导线按规定放好，并填写仪器设备使用记录。

六、凡有下列情况之一者，不准做实验：1、没有写预习报告者；2、实验开始后迟到10 分钟以上者；3、实验中不遵守实验室有关规定，不爱护仪器，表现不好而又不服从管理教育者；七、实验后，必须认真作好实验报告，下次实验时交实验指导老师批阅。