实验五1位全加器的文本输入(波形仿真应用)

实验五 1位全加器的文本输入（波形仿真用）

1.实验目的

通过此实验让学生逐步了解、熟悉和掌握FPGA开发软件Quartus II的使用方法及VHDL 的编程方法。学习电路的仿真方法。

2.实验内容

本实验的内容是建立一个1位全加器。在实验箱上的按键KEY1~KEY3分别为A、B和Cin，并通过LED1~LED3指示相应的状态。输出Sum和Cout通过LED7和LED8指示。

3.实验原理

1位全加器的真值表如下所示。

表 1位全加器逻辑功能真值表

4.实验步骤

(1) 启动Quartus II，建立一个空白工程，然后命名为full_add.qpf。

(2) 新建full_add.vhd源程序文件，编写代码。然后进行综合编译。若在编译过程中发现错误，则找出并更正错误，直到编译成功为止。

也可采用原理图文件的输入方式，建立半加器，然后在组成１位全加器。

原理图如下所示

半加器设计

1位全加器设计

(3) 波形仿真步骤如下：

① 在Quartus II 主界面中选择File → New

命名，打开新建文件对话框，从中选择Vector Waveform File ，如下图所示。单击OK 建立一个空的波形编辑窗口。选择File →Save as 改名为full_add.vwf 。此时会看到窗口内出现如下图所示。

图 新建文件对话框 图 新建波形文件界面

② 在上图所示的Name 选项卡内双击鼠标左键，弹出如图 所示的对话框。在该对话框中单击Node Finder 按钮，弹出如图 所示的对话框。

图 添加节点对话框

③ 按照下图所示进行选择和设置，先按下“list ”按钮，再按下“>>”按钮添加所有节点，最后按下“ok ”按钮。

在空白处双击鼠标左键

图添加节点

④波形编辑器默认的仿真结束时间为1us，根据仿真需要可以设置仿真文件的结束时间。选择Edit→ End Time命令可以更改。这里采用默认值不需更改。

图添加完节点的波形图

⑤编辑输入节点的波形。编辑时将使用到波形编辑工具栏中的各种工具。下图显示了工具栏中各种工具的功能。

图波形编辑器工具条

⑥在Quartus II主界面下选择Processing→ Simulator Tool 命令，弹出如下图对话框。按下图步骤进行选择和设置

⑦观察仿真结果是否与设计相符合，如果不符合，须重新设计文件，再进行综合编译、仿真，直到仿真结果与设计相符为止。

图仿真设置对话框

图 1位全加器仿真波形图

（4）选择目标器件并对相应的引脚进行锁定，这里选择的器件为Altera 公司的

Cyclone I 系列的EP1C6Q240C8。引脚锁定方法如下表所列。（未使用引脚一定要设置）

表 引脚锁定方法

（5）本实验把短接帽接到下面。把LED1~LED8的跳帽插上，使发光二极管有效。下载程序，按下KEY1~KEY3，观察发光二极管LED1~LED3、LED7、LED8的状态。

附加实验： 2位全加器

ain bin cin

cout sum

hadd

inst

ain bin cin

cout sum

hadd

inst1

VCC a1INPUT VCC

b1INPUT VCC

c1

INPUT VCC a2INPUT VCC

b2

INPUT s2

OUTPUT s1

OUTPUT c_out

OUTPUT .