数电与EDA技术实验指导书

EDA实验报告中要包括实验目的 实验器材 实验原理 实验步骤 实验仿真波形(时序波形和功能波形) 思考题 和实验实验总结或调试心得

《数字电路与EDA技术实验》

实验指导书

信息与通信工程学院

2012年9月

目 录

第一章 实验系统........................................................................................................ 1

1.1 整体组成.......................................................................................................... 1 1.2 核心板.............................................................................................................. 1 1.3 主要模块.......................................................................................................... 1 第二章 开发平台........................................................................................................ 5

2.1 Quartus II简介 ................................................................................................. 5 2.2 Quartus II开发流程 ......................................................................................... 5 第三章 实验项目........................................................................................................ 9

实验1 全加器设计................................................................................................ 9 实验2 基于LPM的乘法器设计 ....................................................................... 11 实验3 译码器设计.............................................................................................. 14 实验4 触发器设计.............................................................................................. 16 实验5 计数器设计.............................................................................................. 18 实验6 数字频率计设计...................................................................................... 19 实验7 乐曲演奏设计.......................................................................................... 21 实验8 数字钟设计.............................................................................................. 24 实验9 数字电压表设计...................................................................................... 26

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第一章 实验系统

1.1 整体组成

实验室采用NC-EDA-2000C实验系统，整体组成如下图所示。

1.2 核心板

实验系统的核心板采用Altera公司的EP1K10TC100-3芯片，位于实验箱组成框图的14所示位置，具有低内核电压、低功耗的特点。芯片内门电路高达1万门，内部使用RAM作电路结构，速度高达几百MHZ，其输出可用管脚已全部开放。

1.3 主要模块

一、显示模块

1、液晶显示模块

实验系统采用进口双排16字符液晶显示模块组成，位于实验系统组成框图的16所示位置。其输入、输出信号在其下方，由13个连接孔与其它模块连接。

2、8位数码管

位于实验系统组成框图的9所示位置，采用2个共阴高红7段数码管组成，

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位选信号在数码管的左边由连接孔SEL0、SEL1、SEL2与其它模块连接。

3、8×8LED点阵

位于实验系统组成框图的15所示位置，横排8位显示的控制信号在点阵右边的3-8译码器的下方，由SEL0、SEL1、SEL2连接孔与其它模块连接。

4、8位发光二极管

位于实验系统组成框图的13所示位置。其输入由位于其下方的8位连接孔与其它模块连接，可以模拟二进制数据输出。 二、接口模块

实验系统有视频接口（VGA）、USB接口、RS232接口、通信模块的接口等几个模块。VGA接口位于实验组成框图的19所示位置，USB接口位于实验组成框图的24所示位置，RS232接口位于实验组成框图的25所示位置。其信号输入输出均由位于模块左边的连接孔与其它模块连接。通信模块的输入输出位于实验系统组成框图的17、18所示位置。 三、输入模块

1、4×4键盘

在实验系统组成框图的22所示位置。4×4键盘主要是通过编程实现0～F的输入，也可以作为一个控制键。在其上方的连接孔R1、R2、R3、R4控制横向4位；C1、C2、C3、C4控制纵向4位。

2、8位复位开关

复位开关可以通过手动控制为系统提供脉冲信号。在系统中一共提供了8位的按键开关，当按下键后其输出为低电平，反之则为高电平。其输出端是模块上方对应的连接孔K1～K8。

3、8位DIP开关

位于实验系统组成框图中的21所示位置。主要功能是能保持高低电平，通过手动控制为系统提供稳定的逻辑信号。系统总共提供了8位拨档开关，当开关的档位在上方时则输出高电平，反之则为低电平。其输出端是模块上方对应的连接孔S1～S8。

4、24M～2Hz分频电路

在实验系统组成框图的20所示位置。在这个模块中采用了两个时钟源，一个是24M的高频时钟，另一个是32768Hz能完成二次分频的时钟。时钟输出通过其上方的四组跳线改变其频率的输出，每一组频率相对独立。其频率值在电路板上均已标明。每一组的频率输出端是上方对应的CLK1、CLK2、CLK3、CLK4连接孔。

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