EDA数码管的显示整个流程实验报告

EDA 第一次实验报告实验目的：

利用QuartusⅡ软件，采用自上而下或自下而上的模块化层次

设计数码管扫描显示电路，通过仿真波形及硬件实验平台验证

设计，从而熟悉QuartusⅡ的数字系统设计流程以及FPGA开

发模式。

一、实验设计方案

1.原理说明：

几个数码管在同一时间进行显示利用人眼的视觉暂留效应，

把多个数码管按一定顺序（从左至右或从右至左）循环进

行点亮，当点亮的频率足够高时，我们可以看到全部同时

显示（点亮）。因此，我们只要给数码管驱动电路一个足

够高的扫描工作频率，就可以实现几个数码管同时点亮。

而用来产生这个扫描频率的驱动电路，可以通过BCD七段

译码器的输入数据切换电路，通过计数器的输出来控制几

个多路数据选择器电路的实现，只要计数频率足够高，就

可以实现我们的要求。

2.结构框图：

其中，3选1多路选择器以及2-3译码器的输入信号是由模4计数

器统一输出控制，以达到数码管的位选以及段选同时变化的效果。

二、实验流程：

1、模4计数器设计并进行仿真，下载到电路板上测试

2、3选1多路选择器设计

3、2-3译码器设计并进行仿真

4、综合利用模4计数器，3选1多路选择器以及2-3译码

器完成数码管扫描显示电路的设计并进行仿真，下载到

电路板上测试

模4计数器与2-3译码器大同小异。所以，我就以2-3译码器为例简单的讲述一下演示工程的创建过程。

3选1多路选择器：

1)打开Quartus,创建工程，点击File->New Project Wizard

注意工程文件名一定要和顶层实体名一致，否则到后面编译的时候就有可能会报错并且还很难找出错误原因。

2)点击Next，下一步是添加工程所需子模块设计源文件及设置用

户库，我们目前不需要，直接单击Next。

3)选择目标器件

我在实验室里截了图，其实可以看出，上面器件的选取和电板上的芯片型号相同。因此，一定要根据实际情况对器件进行选取，否则，仿真时就会出现问题。

4)点击Next，是用户根据需求确定工程所用的第三方综合、仿真、

时序分析工具。本工程默认None，直接点击Next。

5)工程信息的确认

核实工程信息设置，如果需要修改则可单击black返回相关页面重新设置。再单击Finish结束工程创建。

6)创建设计文件：选择File->New,弹出如图所示对话框，选择

Block Diagram/Schematic File选项，弹出空白图形编辑器窗口。

7)元件的放置，命名及连接

在空白处双击鼠标左键，弹出如图对话框，

可以直接在Name里面输入要找的器件（这样做会比较快一些），也可以一个一个打开查找。然后单击OK或者键盘Enter，放置

元器件。右击选中器件并在快捷菜单中选择Properties命令，

在Name栏中输入器件名。

8)连好的元件电路如图所示

然后保存文件，选择File->save或者ctrl+s，弹出对话框，默认保存工程文件名为decoder2_3.bdf

9)编译

选择菜单Processing->Compiler Tool命令，然后单击Start进行全编译。

10)仿真验证

1.建立波形文件：选择File->New，弹出的对话框中选择

Vector Waveform File。

2.添加节点:选择菜单Edit->Insert->Insert Node or Bus，

弹出对话框，单击Node Finder，弹出如图所示对话框。

然后按照如图示进行选择编辑。

3.参数设置：有两个重要的参数需要设置End Time和Grid

Size。

①Edit->End Time弹出结束时间对话框如图，设置Time

时间为2微秒。

②Edit->Grid Size，弹出网格大小设置框，Period设置

为100纳秒。

4.输入信号激励：选中节点clk，使其变为蓝色高亮，然后

选择左侧按钮，弹出时钟设置。总体设置如图所示

5.保存波形文件：File->Save,弹出Save as,保存为默认

decoder2_3.vwf,并选中Add to current project。

6.进行功能仿真以及时序仿真:

功能仿真：选择Processing->Generate Fuctional

Simulation Netlist产生功能仿真网表。选择

Assignments->Setting，做如图设置:

然后File->Start Simulation启动功能仿真。

功能仿真结果：

data输入为00时，译出的seg为100，data输入为01时，译出的seg为010，其他情况为001.

时序仿真只需要Assignments->Setting，将Simulation

mode改为Timing然后再重复上述步骤就行了。

时序仿真结果：

7.接下来进行管脚分配：Assignments->Pin中分配管脚，具

体如图所示：

注意：input需要输入的是时钟信号，所以管脚的分配要

对照你的电板进行分配。并且分配完之后还要再进行一次

全编译。

8.最后是将你所做的下载到电板上：Tools->Programming,进

入下载界面,单击Hardware Setup，弹出电缆配置对话框，