实验五1位全加器的文本输入(波形仿真应用).doc

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
A
B
Cin
Sum
Cout
0
0
0
0
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
0
1
1
0
0
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
1
1
0
1
0
1
1
1
1
1
1
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。
在空白处双击鼠标左键

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。

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