实验一位全加器设计

实验一位全加器设计第1页/共34页实验内容与要求：原理图设计一位全加器。

完成波形仿真和硬件验证。第2页/共34页实验步骤与结果1.建立工作库文件夹

该文件夹被默认为工作库（WorkLibrary）。例如：在D盘，建立一个文件夹FULLADD，即路径为D:\FULLADD。第3页/共34页2.建立一个新的工程（1）、打开QuartusⅡ8.0软件，进入开发环境界面。第4页/共34页第5页/共34页（2）、选择File→NewProjectWizard，进入新建工程对话框第6页/共34页（3）、单击Next，进入AddFiles对话框第7页/共34页（4）、选择目标芯片的型号。

EDA综合实验箱上采用的可编程逻辑器件的型号是EP3C10E144C8，该型号属于CycloneⅢ系列。第8页/共34页第9页/共34页（5）、添加第三方EDA工具第10页/共34页（6）、设置总结。用于确认设置。如果设置正确，则单击Finish，否则可单击Back返回重新设置。工程设置完成后，可在ProjectNavigator窗口Hierarchy栏看见新建的工程FULLADD。第11页/共34页第12页/共34页3.设计输入用原理图进行半加器的设计（1）、新建设计文件。

选择File→New进入新建文件对话框。可选择多种不同类型的设计输入文件，具体文件类型见表1-2。这里，我们选择BlockDiagram/SchematicFile。第13页/共34页（2）、进入图形编辑窗口，添加逻辑器件。假设半加器h_add有两个输入端，分别是加数a和加数b，有两个输出端分别是求和端so和进位端co，则其真值表如表1-3所示。得出co=aANDb；so=aXORb。第14页/共34页

双击图形编辑窗口空白处，可弹出Symbol对话框，如图1-12所示。在左上角的元件库中一共包含3个库：megafunctions（参数可设置宏功能模块库）、others（集合MAX+PLUSⅡ中的74系列芯片）、primitives（基本逻辑门）。我们可以选中primitives→logic来选择与门和异或门；也可以在name处直接输入名字。第15页/共34页需要两个输入信号a和b，选择primitives→pin→input；两个输出信号co和so，选择output。双击输入输出端口，改变输入输出信号名称，使其具有可读性，第16页/共34页（3）、连接器件信号。将鼠标放在器件虚线边框处，鼠标变为十字，则可以拖动连接。完成后的半加器电路如图。第17页/共34页（4）、保存原理图设计文件。存放于D:\FULLADD文件夹下，文件名HALFADD，后缀名是.bdf。观察ProjectNavigator窗口的Files栏，可看见原理图文件。第18页/共34页4.启动全编译直接启动全编译（Processing→StartCompilation）来自动完成整个编译工作。编译前，将需要编译的文件设置成顶层实体。因为一个工程内可能有多个需要编译的设计文件（特别是层次型的工程设计，全加器以半加器为底层设计，有两个设计文件，一个是半加器，一个是全加器）。具体做法：选中ProjectNavigator窗口File栏，左键选中HALFADD.bdf文件，单击右键，选择SetasTop-LevelEntity。在消息窗口中观察到设置信息。第19页/共34页第20页/共34页

如果在编译中发现错误，QuartusⅡ会在消息窗口中显示错误信息。通过阅读发现错误提示是“so的引脚名称已经存在”。双击红色Error栏，系统会帮助我们对错误定位，将与门输出引脚名称该为so。改正错误后，再次启动全编译。第21页/共34页5.仿真通过编译后，必须对工程的功能和时序性质进行仿真测试，了解设计结果是否满足设计要求。仿真分为功能仿真和时序仿真，在全编译后进行仿真，已经包含设计的延时信息，属于时序仿真。第22页/共34页（1）、新建波形文件。File→New→VectorWaveformFile。（2）、设置仿真时间。Edit→EndTime。

通常设置的时间范围在数十微秒。然后可以通过View→FitinWindow选项将整个仿真窗口设置为完全显示仿真时间第23页/共34页（3）、添加仿真信号。通过Edit→Insert→InsertNodeorBus菜单命令打开图1-21所示InsertNodeorBus窗口。然后选择NodeFinder按钮打开图1-22所示窗口。该窗口有一个过滤选项可以帮助我们过滤需要的信号的类型。如果我们需要输入输出信号，则选择Pins：all；如果我们需要观察内部寄存器，则可以选择Pins：all&Resgiters。在本例中，同学们可以选择Pins：all，然后单击List按钮，在左边的NodesFound窗口就会列出半加器的所有输入输出信号。选中需要观察的信号，单击“>”按钮，将信号放置于右边的SelectedNodes窗口。重复上述步骤，直到添加完所有需要的信号。“>>”按钮表示选中所有信号。完成仿真信号添加后，单击OK按钮，完成设置第24页/共34页第25页/共34页（4）、输入激励信号。

对输入波形进行编辑，确认其逻辑取值。输出波形不需要我们编辑，是由仿真自动生成的。

单击加数信号名a，或者任意选中信号a的一段，使之变成蓝色条，则在波形编辑窗口左边的灰色图标全部变亮，提供各种仿真激励类型，如图。第26页/共34页第27页/共34页该例中我们只需要用到高低电平的设置就可以了，任意选中信号a或者b的一段，单击“设置高电平1”即可。完成激励信号设置后如图。第28页/共34页（5）、保存波形文件。

单击File→SaveAs，将波形文件保存在D盘FULLADD文件夹中。文件名是：HALFADD,后缀名：.vwf。观察ProjectNavigator窗口File栏，新增波形文件。第29页/共34页（6）、仿真器参数设置。

选择菜单Processing→SimulatorTool，打开仿真参数设置窗口。在Simulationmode项内选择时序仿真（Timing）或者功能仿真（Function）。在Simulationinput项，通过单击按钮“…”选择需要仿真的文件HALFADD.vwf。然后单击Start进行仿真。第30页/共34页第31页/共34页

使用Assignments→Setting→SimulatorSettings来进行仿真参数的设置，如图。然后通过Processing→StartSimulation来进行仿真。第32页/共34页（7）、观察仿真结果。

在QuartusⅡ中，波形编辑文件（.vwf）和波形仿真报告（SimulationReport）是分开的。一般而言，仿真成功后会自动弹出波形报告窗口。如果没有，