实验四：汽车尾灯控制器设计

1、计数器设计（调用LPM宏模块）
点击OK后，类型任选， 并设置保存路径及命名
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设计分频器时， 将其设为21
2、分频器设计（调用LPM宏模块）
点击OK后，类型任选， 并设置保存路径及命名
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勾选carry-out，即进位输出
3、2-4线译码器设计（VHDL描述）
下面是4-7译码器结构体的VHDL描述，供参考
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实验板BANK5、6使用说明
BANK6是FPGA实验区，各外围元件，如数码管、LED 灯、按键、蜂鸣器、拨码开关、红外检测、左右转开关 、时钟电路都已与FPGA完成了固定连接，使用时不需 进行任何连线操作。 当使用USB线与PC机相连后，整块电路板都将得到供电 ，若由于USB线质量不好，会使得线路压降过大，而导 致部分电路不能稳定工作，此时可通过USB端口的直流 电源接口通过+5V电源适配器来进行供电。
按照上图逻辑通过QuartusII原理图顶层组织的方式完成汽车尾灯控 制器逻辑设计； 图中模块LPM_counter为计数器模块，以原理图的方式调用； Decode2_4为使用VHDL描述的2-4线译码器，normal为使能端， 高电平有效，低电平输出Y为全0。
六、实验操作说明
按照上图逻辑通过QuartusII原理图顶层组织的方式完成汽车尾灯控 制器逻辑设计；lpm_counter2_fdiv为分频器模块，产生1Hz信号 ； 图中模块LPM_counter为计数器模块，以原理图的方式调用； Decode2_4为使用VHDL描述的2-4线译码器，normal为使能端，
左转使能
2-4线译码器
右转使能 开关控制逻辑
刹车信号
4进制计数器 CP
4进制计数器 左转信号 右转信号
汽车尾灯控制器结构组成
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通过LED观察指示效果 任选一个逻辑开关，模拟 刹车动作，高电平表示刹 车踩下，低电平表示释放。
这个开关用来模拟汽 车左转、右转操作 置于中间表示不转向
五、实验内容和要求
实验四：汽车尾灯控制器设计
一、实验目的
掌握通过QuartusII进行 LPM（参数化宏单元）和HDL混 合进行数字逻辑系统设计的方法； 了解汽车尾灯控制的工作原理及状态时序，熟悉逻辑设计 的应用； 掌握使用QuartusII进行FPGA引脚锁定，并将编译后的设 计结果下载到FPGA器件中，进行功能测试。 进一步掌握EDA开发的方法及流程。
在菜单下依次选择Assignments/Pin
双击编辑窗口对应引脚的Location，根据端口名选择引 脚号 17 相应的引脚号已标注在实验板上
对设计进行引脚锁定
这么多， 选哪个呢？
双击“Location”下方的表格框，弹出指定 器件的引脚列表，选择用户自定义的引脚。 18
3、再次执行全程编译（必要步骤）
Байду номын сангаас
二、实验设备

计算机，数字电路实验板
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三、PLD器件简述
可编程逻辑器件（Programmable Logic Devices），发展 于20世纪70年代，属半定制集成电路； 使用PLD器件，借助EDA设计方法，可以方便、快速地构 建数字系统； 任何组合逻辑电路都可以用“与门-或门”二级电路实现； 任何时序逻辑电路都可以由组合逻辑电路加上存储元件（触 发器、锁存器构成）； 人们由此提出乘积项可编程电路结构，原理结构如下：
然后单击start按钮，即开始配置/编程；
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当下载窗口右上角progress显示出100%，表示下载成功；
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在实验板上观察运行结果是否符合要求。
6、故障处理
若编程器自身有故障或者未正确连接，则不能编程/配置，底部的 信息栏会有红色字体的信息提示，这时需要检查编程器的连接。
解决方法：将下载线与PC机USB连接线断开，插入，重试下载。
4、原理图顶层组织
VHDL文件描述无误后，需要先为其创建元件符号
创建成功后，就可以在这下图中找到自己设计的2-4线译 码器模块了，将其放置到原理图窗口即可使用
5. 然后调入或门，输入输出端口（再命名端口），连线完 成整体原理图设计。
七、实验步骤
1. 通过QuartusII建立一个新工程； 2. 建立项目时选Cyclone系列（family）的目标器件（ devices）EP1C3T144C8 3. 新建VHDL设计文件，编写2-4线译码器VHDL程序，并 编译通过； 新建顶层原理图文件，调入2-4线模块，LPM模块等，并完 成逻辑连线。 4. 对设计进行引脚锁定，再次编译； 5.连接实验板下载线，将编译所生成的*.sof目标文件下载 到FPGA芯片中； 6. 观察运行结果，如不正确，检查设计，调整后重新编译 后再次下载后观察运行结果。
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数字电路实验板FPGA实验区
可编程逻辑器件选用Altera公 司经典FPGA器件：Cyclone 系列的EP1C3T144C8； 实验区已将USB Blaster下载 电路与FPGA JTAG接口进行 集成，直接通过PC机USB口连 接即可下载目标文件*.SOF。 数码管、逻辑开关、LED灯等 外设与FPGA的连接都已经以 白色丝印的方式标印在了电路 板空白区域，配置引脚时直接 查看即可。
补充说明：工程名命名格式约定如下：姓名首字母+学号
如张三，学号为2011123001，则命名为：
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zs2011123001
１、建立工程并编写ＶＨＤＬ程序
建立工程； 根据前面的示例编写ＶＨＤＬ程序； 确认无错后执行全程编译； 建立波形仿真文件，进行时序仿真，观察仿真结果
2、引脚锁定
引脚锁定以实际的实验系统选用的芯片为准 引脚锁定方法：
四、实验原理
功能要求： 1. 左右方向各使用4个LED灯，汽车正常行驶时指示灯全部不亮； 2. 汽车右转时，右侧的4个LED灯从左至右循环流动点亮； 3. 汽车左转时，左侧的4个LED灯从右至左循环流动点亮； 4. 汽车刹车时，左右两侧的指示灯同时向两侧方向循环流动点亮。
左转指示灯 右转指示灯
2-4线译码器
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实验板第一次连接到PC机，会弹出硬件安装向 导，按下述操作完成完成安装
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5、下载
启动下载：单击Tools\Programmer,即启动下载界面 在下载界面选择单击Hardware Setup按钮选择下载器，在 弹出菜单中双击选择USB-Blaster ，再单击close。
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编程下载：在配置文件（*.sof或*.pof）信息窗口处 （屏幕右下大半区域），勾选program/configure,