EDA技术与SOPC基础实验指导书目录实验1交通灯故障报警器设计实验4.5实验2简易电子琴设计实验38位数码管动态显示实验.8实验44位十进制计数器设计实验，1315实验5电子时钟设计实验实验6.17简易数字频率计设计.. 21实验 7 基于RPR220报警器系统设计实验8..24正弦信号发生器设计..实验9.33VGA彩条显示控制器设计..37实验10PIO电平中断实验实验 11PIO沿中断实验45实验12DS18B20温度传感器实验：49实验13TFT_LCD显示设计实验..56补充学习资料.59第2章.60QuartusI应用向导.602. 1QuartusII软件的安装.632.2原理图输入法应用向导.2.3文本输入法应用向导.83QuartusII与Modelsim联合仿真852.42.5SignalTap II嵌入式逻辑分析仪91.922.5.1新建counter计数器设计工程2.5.2新建SignalTapII仿真文件92..922.5.3编辑SignalTapII仿真文件.. 952.5.4保存文件，..952.5.4运行仿真查看结果..962.6In-SystemMemoryContentEditor工具..972.7JTAG模式固化代码方法.972.7.1SOF文件转换为JIC文件.2.7.2JTAG烧写JIC文件1002
EDA 技术与 SOPC 基础实验指导书 2 目 录 实验 1 交通灯故障报警器设计实验. 4 实验 2 简易电子琴设计. 5 实验 3 8 位数码管动态显示实验 . 8 实验 4 4 位十进制计数器设计实验 . 13 实验 5 电子时钟设计实验. 15 实验 6 简易数字频率计设计. 17 实验 7 基于 RPR220 报警器系统设计. 21 实验 8 正弦信号发生器设计. 24 实验 9 VGA 彩条显示控制器设计 . 33 实验 10 PIO 电平中断实验 . 37 实验 11 PIO 沿中断实验 . 45 实验 12 DS18B20 温度传感器实验 . 49 实验 13 TFT_LCD 显示设计实验 . 56 补充学习资料 . 59 第 2 章 Quartus II 应用向导. 60 2.1 QuartusII 软件的安装 . 60 2.2 原理图输入法应用向导. 63 2.3 文本输入法应用向导. 83 2.4 Quartus II 与 Modelsim 联合仿真. 85 2.5 Signal Tap II 嵌入式逻辑分析仪 . 91 2.5.1 新建 counter 计数器设计工程 . 92 2.5.2 新建 SignalTap II 仿真文件 . 92 2.5.3 编辑 SignalTap II 仿真文件 . 92 2.5.4 保存文件 . 95 2.5.4 运行仿真查看结果 . 95 2.6 In-System Memory Content Editor 工具 . 96 2.7 JTAG 模式固化代码方法 . 97 2.7.1 SOF 文件转换为 JIC 文件. 97 2.7.2 JTAG 烧写 JIC 文件. 100
EDA技术与SOPC基础实验指导书习题.101第3章VerilogHDL入门项目设计，1033. 1项目1：永远的LED..1033. 2项目2：3-8译码器1103.3项目3：4选1多路选择器，1173.4项目4：触发器设计.1243.5项目5：计数器设计..1293.6项目6：分频器设计1331373.7项目7：秒表电路设计实现1463.8项目8：序列检测器设计3.9项目9：ADC0809采样控制器设计151.1583. 10项目10：Testbench测试平台设计3.10.1测试平台的格式1603.10.2时延：161initial和always的区别，3.10.3161观察与保存波形与值1633.10.43
EDA 技术与 SOPC 基础实验指导书 3 习 题. 101 第 3 章 Verilog HDL 入门项目设计. 103 3.1 项目 1：永远的 LED. 103 3.2 项目 2：3-8 译码器. 110 3.3 项目 3：4 选 1 多路选择器. 117 3.4 项目 4：触发器设计 . 124 3.5 项目 5：计数器设计 . 129 3.6 项目 6：分频器设计 . 133 3.7 项目 7：秒表电路设计实现 . 137 3.8 项目 8：序列检测器设计 . 146 3.9 项目 9：ADC0809 采样控制器设计. 151 3.10 项目 10：Testbench 测试平台设计. 158 3.10.1 测试平台的格式 . 160 3.10.2 时延 . 161 3.10.3 initial 和 always 的区别. 161 3.10.4 观察与保存波形与值 . 163
EDA技术与SOPC基础实验指导书实验1交通灯敌障报警器设计实验一、实验目的熟练掌握EDA开发工具QuartusII的原理图输入设计方法；◆熟练掌握EDA开发工具QuartusII的文本设计方法：◆熟练掌握QuartusII自带仿真器的使用方法◆熟练掌握EDA的层次化设计方法：二、实验设备PC机、QuartusII13.0开发软件、实验开发板。三、实验任务◆用QuartusII原理图实现一个交通等故障报警器设计电路并仿真；◆用VerilogHDL设计一个交通等故障报警器设计电路并仿真；四、实验原理交通灯故障报警器是利用门电路构建的简单电路，工作原理非常简单，交通灯有红、黄、绿三个等，在同一时刻，整个交通灯系统只充许一个灯亮，如果同一时刻，红、黄、绿三个灯亮了两个灯或者亮了三个灯或者三个灯都不亮的时候，说明交通灯系统发生了故障。4
EDA 技术与 SOPC 基础实验指导书 4 实验 1 交通灯故障报警器设计实验 一、实验目的 ◆ 熟练掌握 EDA 开发工具 Quartus II 的原理图输入设计方法； 熟练掌握 EDA 开发工具 Quartus II 的文本设计方法； ◆ 熟练掌握 Quartus II 自带仿真器的使用方法； ◆ 熟练掌握 EDA 的层次化设计方法； 二、实验设备 PC 机、Quartus II 13.0 开发软件、实验开发板。 三、实验任务 ◆ 用 Quartus II 原理图实现一个交通等故障报警器设计电路并仿真； ◆用 Verilog HDL 设计一个交通等故障报警器设计电路并仿真； 四、实验原理 交通灯故障报警器是利用门电路构建的简单电路，工作原理非常简单，交通灯有 红、黄、绿三个等，在同一时刻，整个交通灯系统只允许一个灯亮，如果同一时刻， 红、黄、绿三个灯亮了两个灯或者亮了三个灯或者三个灯都不亮的时候，说明交通灯 系统 发生了故障
EDA技术与SOPC基础实验指导书实验2盾易电子琴设计一、实验目的了解蜂鸣器发声的简单工作原理及控制方法；◆熟练掌握数控分频器的VerilogHDLL设计方法：◆进一步掌握层次化设计方法：二、实验设备PC机、QuartusII13.0开发软件、实验开发板。三、实验任务应用开发板上的独立按键来模拟电子琴琴键功能，即每个键对应能发出一种标准音符声音，通过蜂鸣器发声实现一个简易电子琴。四、实验原理电子琴是一种能弹奏乐曲的器件，乐曲往往是由两个参数来表达的，即音调（组成乐曲的每个音符的频率值）和音长（每个音符持续时间）。对于交流蜂鸣器而言，输入的信号的频率高低会决定音调的高低，乐曲中的音调总共分为高音、中音和低音，每种音符又有7个音调，而每个音调所对应的信号频率值是固定的，通过查阅相关资料，可以得到例如中音的音名与其频率值的关系见表2.1所示。表2.1中音音名与频率关系音名音名频率（Hz）频率（Hz）523784中音1中音5587中音2中音6880中音3659中音7988中音4699高音11047从该表中可以看出，要想在蜂鸣器上发出标准的音调，那么只需要能产生对应的5
EDA 技术与 SOPC 基础实验指导书 5 实验 2 简易电子琴设计 一、实验目的 ◆ 了解蜂鸣器发声的简单工作原理及控制方法； ◆ 熟练掌握数控分频器的 Verilog HDLL 设计方法； ◆ 进一步掌握层次化设计方法； 二、实验设备 PC 机、Quartus II 13.0 开发软件、实验开发板。 三、实验任务 应用开发板上的独立按键来模拟电子琴琴键功能，即每个键对应能发出一种标准 音符声音，通过蜂鸣器发声实现一个简易电子琴。 四、实验原理 电子琴是一种能弹奏乐曲的器件，乐曲往往是由两个参数来表达的，即音调（组 成乐曲的每个音符的频率值）和音长（每个音符持续时间）。对于交流蜂鸣器而言， 输入的信号的频率高低会决定音调的高低，乐曲中的音调总共分为高音、中音和低音， 每种音符又有 7 个音调，而每个音调所对应的信号频率值是固定的，通过查阅相关资 料，可以得到例如中音的音名与其频率值的关系见表 2.1 所示。 表 2.1 中音音名与频率关系 音名 频率（Hz） 音名 频率（Hz） 中音 1 523 中音 5 784 中音 2 587 中音 6 880 中音 3 659 中音 7 988 中音 4 699 高音 1 1047 从该表中可以看出，要想在蜂鸣器上发出标准的音调，那么只需要能产生对应的
EDA技术与SOPC基础实验指导书频率信号送入到蜂鸣器即可。如何能得到一些列不同的频率信号呢，此时，完全可以利用数控分频器来对一基准信号实现分频而得到。设计数控分频器最关键一点是要控制好准确的分频比R，由分频比的概念（输入信号和输出信号之间的频率倍数）可以快速计算出每个音调所需的分频比大小。在该实验中，开发板所提供的基准时钟信号是50MHz，现以中音1为例，R=50M/523=95602，依次类推，可以计算出每个音调所对应的分频比大小，然后通过按键把每个音调所需要的分频比大小送入到数控分频器中，即能实现对应按键输出一个标准音调的功能。其中，蜂鸣器电路结构如图2.1所示。SV2Q1R88550PIN13210KFR14100Buza图2.1蜂鸣器电路结构图五、实验步骤1.计算各个音调对应的分频比：2.建立项目工程，编写VerilogHDLL程序代码实现数控分频器的设计：3.综合，选择目标芯片，按照表2.2锁定引脚：4.下载，验证设计是否成功：6
EDA 技术与 SOPC 基础实验指导书 6 频率信号送入到蜂鸣器即可。如何能得到一些列不同的频率信号呢，此时，完全可以 利用数控分频器来对一基准信号实现分频而得到。设计数控分频器最关键一点是要控 制好准确的分频比 R，由分频比的概念（输入信号和输出信号之间的频率倍数）可以 快速计算出每个音调所需的分频比大小。 在该实验中，开发板所提供的基准时钟信号是 50MHz，现以中音 1 为例， R=50M/523=95602，依次类推，可以计算出每个音调所对应的分频比大小，然后通过按 键把每个音调所需要的分频比大小送入到数控分频器中，即能实现对应按键输出一个 标准音调的功能。 其中，蜂鸣器电路结构如图 2.1 所示。 图 2.1 蜂鸣器电路结构图 五、实验步骤 1.计算各个音调对应的分频比； 2.建立项目工程，编写 Verilog HDLL 程序代码实现数控分频器的设计； 3.综合，选择目标芯片，按照表 2.2 锁定引脚； 4.下载，验证设计是否成功；