【正文】 直接修改以獲得需要的原理圖元件，此時(shí)需要注意哪些問題？ 生成電氣網(wǎng)絡(luò)有何作用？ 如何獲得電路圖元件清單？ 實(shí)驗(yàn)三 Protel99SE 印刷板設(shè)計(jì) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)?的 熟悉電氣規(guī)則檢查和生成各種報(bào)表 。 ⑤ 按照上圖所示，給相應(yīng)的引腳添加網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽 ,并連接所有的連線。使用菜單命令 Design│Options,執(zhí)行該命令后，系統(tǒng)將彈出 Document Options 對(duì)話框，并在其中選項(xiàng) Sheet Options 選項(xiàng)卡進(jìn) 行設(shè)置。 裝載元器件庫的步驟如下： a、 打開原理圖管理瀏覽（編輯）器，在工作窗口為原理圖編輯器窗口的狀態(tài)下，單擊設(shè)計(jì)管理器頂部的 Browse Sch 標(biāo)簽即可打開原理圖管理瀏覽器窗口； b、 裝入原理圖所需的元件庫； 5 c、 單擊選擇所需的庫文件，然后單擊 ADD 按鈕。 圖 實(shí)驗(yàn)原理圖電路 （ 2）實(shí)驗(yàn)步驟 ① 啟動(dòng) Protel 99 SE， 新建一個(gè)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫文件，名稱定為 ―名稱 ‖.ddb，啟動(dòng)電路原理圖編輯器，建立一個(gè)原理圖文件，命名為 ―名稱 ‖.sch。 二、實(shí)驗(yàn)儀器 計(jì)算機(jī)、 Portel 99 SE 軟件。 字信號(hào)發(fā)生器的觸發(fā)信號(hào)有何特點(diǎn)，如何設(shè)置？ 邏輯轉(zhuǎn)換器的使用有何優(yōu)點(diǎn)，試用其設(shè)計(jì)一個(gè) 4 位二進(jìn)制編碼器。 自行設(shè)計(jì)紀(jì)錄表格，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告 四、實(shí)驗(yàn)研究與思考 按實(shí)驗(yàn)各項(xiàng)要求，打印仿真波形和曲線圖。 ⑤ 保存 ⑥ 仿真：?jiǎn)螕暨\(yùn)行開關(guān)、啟動(dòng)電路運(yùn)行。 ② 雙擊 EWB 圖標(biāo)進(jìn)入 EWB 主窗口，創(chuàng)建仿真實(shí)驗(yàn)電路 ③ 繪制設(shè)計(jì)電路（如圖 、 所示）：從相應(yīng)庫中拖拽出所需元器件和儀器儀表安放于合適的位置，然后利用工具欄的轉(zhuǎn)動(dòng)按鈕使元器件符合電路的安放要求；點(diǎn)擊元件引腳端點(diǎn)拉出引線至另一元件引腳端點(diǎn)即可連線；雙擊元件打開元件特性對(duì)話框，給元件標(biāo)識(shí)、賦值；保存。 圖 電流表的屬性設(shè)置對(duì)話框 （ 4）數(shù)字信號(hào)發(fā)生器 數(shù)字信號(hào)發(fā)生器的圖標(biāo)： ，數(shù)字信號(hào)發(fā)生器的屬性設(shè)置對(duì)話框如圖 所示： 圖 虛擬數(shù)字信號(hào)發(fā)生器 （ 5）邏輯分析儀 邏輯分析儀的圖標(biāo)： ，邏輯分析儀輸出結(jié)果圖 所示： 圖 虛擬邏輯分析儀的輸出結(jié)果 實(shí)驗(yàn)電路圖及步驟 （ 1）半波整流電容濾波電路仿真實(shí)驗(yàn)原理如圖 。 （ 2）電壓表 電壓表的圖標(biāo)： ，電壓表的屬性設(shè)置對(duì)話框如右圖 所示。 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 虛擬儀器的使用 （ 1）示波器 示波器為雙蹤模擬式，其圖標(biāo)和面板如下圖 所示。 掌握模擬、數(shù)字電子電路的設(shè)計(jì)與仿真方法。 目錄 試驗(yàn)一 EWB 設(shè)計(jì)應(yīng)用 ……………………………………………………………… 1 試驗(yàn)二 Protel99SE 原 理圖設(shè)計(jì) …………………………………………………… 4 試驗(yàn)三 Protel99SE 印刷板設(shè)計(jì) ………………………………………………… 5 試驗(yàn)四 Max+plusII/QuartusII 軟件應(yīng)用 …………………………………………… 7 試驗(yàn)五 VHDL 軟件設(shè)計(jì) …………………………………………………………… 8 試驗(yàn)六 38 譯碼器 …………………………………………………………………… 9 試驗(yàn)七 組合邏輯電路的 VHDL 描述 …………………………………………… 10 試驗(yàn)八 觸發(fā)器的 VHDL 描述 ………………………………………… ………… 11 試驗(yàn)九 掃描顯示驅(qū)動(dòng)電路 ……………………………………………………… 13 試驗(yàn)十 VHDL 硬件設(shè)計(jì) …………………………………………………………… 15 試驗(yàn)十一 數(shù)字鐘 ………………………………………………………………… 18 試驗(yàn)十二 字符發(fā)生器 ……………………………………………………………… 19 試驗(yàn)十三 模擬信號(hào)檢測(cè) …………………………………………………………… 20 試驗(yàn)十四 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 ………………………………………………………… 22 試驗(yàn)十五 VHDL 硬件設(shè)計(jì) ……………………………………… ………………… 23 試驗(yàn)十六 序列檢測(cè)器設(shè)計(jì) ……………………………………………………… 27 試驗(yàn)十七 嵌入式鎖相環(huán) PLL 的應(yīng)用實(shí)驗(yàn) ………………………………………… 28 試驗(yàn)十八 信號(hào)采集與頻譜分析 …………………………………………………… 30 試驗(yàn)十九 循環(huán)冗余校驗(yàn) CRC 模塊設(shè)計(jì) …………………………………………… 32 試驗(yàn)二十 USB 與 FPGA 通信實(shí)驗(yàn) ……………………………………………… 33 附錄 1 GW48 EDA/SOPC 主系統(tǒng)使用說明 ……………………………………… 35 1 實(shí)驗(yàn)一 EWB 設(shè)計(jì)應(yīng)用 一、實(shí) 驗(yàn)?zāi)康? 熟悉 EWB 的使用環(huán)境和 EWB 使用一般步驟。另外，本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書基于 EDA實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) GW48PK3 編排，有關(guān)試驗(yàn)系統(tǒng)的默認(rèn)設(shè)置及相關(guān)資料請(qǐng)參考附件 1，并要求學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)一定注意預(yù)覽。實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)了提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力，實(shí)驗(yàn)時(shí)，課程教師可以根據(jù)專業(yè)和課程的需要進(jìn)行選擇。基于以上原因，在設(shè)計(jì)本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書時(shí)考慮到各專業(yè)和課程的需要，安排了有關(guān) EWB 的實(shí)驗(yàn)一個(gè)， Protel99SE 的實(shí)驗(yàn)兩個(gè)，基于 CPLD/FPGA 的 VHDL 語言的實(shí)驗(yàn)十七個(gè)。 EDA 技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 呂常智 尹唱唱 衛(wèi)阿盈 山東科技大學(xué) 信息與電氣工程學(xué)院 EDA 實(shí)驗(yàn)室 1 使用說明 本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書適用于 EDA 技術(shù)、 VHDL 語言及電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化等相關(guān)課程使用。它們都屬于實(shí)踐性很強(qiáng)的軟件應(yīng)用類課程，主要包含電子線路設(shè)計(jì)與仿真（ EWB， MuiltSim 等）、電子線路原理圖與印刷電路板的設(shè)計(jì)與繪制（ Protel99SE、PowerPCB 等）、可編程邏輯器件 CPLD/FPGA、 VHDL 語言及其應(yīng)用設(shè)計(jì)（ MAX+PlusII/QuartusII）等相關(guān)內(nèi)容， 涉及到電子信息、通信工程、電氣技術(shù)、自動(dòng)化、生物醫(yī)學(xué)等所有電氣信息類專業(yè)。二十個(gè)實(shí)驗(yàn)中包含驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn) 9 個(gè)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn) 2 個(gè)、綜合性實(shí)驗(yàn) 9 個(gè)（具體請(qǐng)查看試驗(yàn)大綱）。由于所有試驗(yàn)都是基于軟件開發(fā)平臺(tái)的上機(jī)操作完成，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)和運(yùn)行的方法較多，因此 本指導(dǎo)書沒有固定實(shí)驗(yàn)步驟和規(guī)定試驗(yàn)結(jié)果記錄方式，這些在書寫報(bào)告時(shí)由實(shí)驗(yàn)者自己擬定。 當(dāng)然，由于涉及的知識(shí)面比較廣，時(shí)間緊迫，水平也比較有限，實(shí)驗(yàn)的編排不一定非常合理，書中也難免有誤，不當(dāng)之處敬請(qǐng)課程教師、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師及實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書使用者批評(píng)指正。 了解電子 EDA 技術(shù)的基本概念。 二、實(shí)驗(yàn)儀器 計(jì)算機(jī)、 軟件。 圖 虛擬示波器 其中： Expand 面板擴(kuò)展按鈕； Time base 時(shí)基控制； Trigger 觸發(fā)控制，包括： ① Edge 上（下）跳沿觸發(fā)； ② Level 觸發(fā)電平； ③ 觸發(fā)信號(hào)選擇按鈕： Auto（自動(dòng)觸發(fā)按鈕）； A、 B（ A、 B 通道觸發(fā)按鈕）； Ext（外觸發(fā)按鈕） X（ Y） position X（ Y）軸偏置； Y/T、 B/A、 A/B 顯示方式選擇按鈕（幅度 /時(shí)間、 B 通道 /A通道、 A通道 /B 通道）； AC、 0、 DC Y 軸輸入方式按鈕（ AC、 0、 DC）。 2 圖 電壓表的屬性設(shè)置對(duì)話框 （ 3）電流表 電流表的圖標(biāo)： ，電流表的屬性設(shè)置對(duì)話框如圖 所示。 面板 字信號(hào)編輯區(qū) 字信號(hào)地址編輯區(qū) 輸出方式選擇 字信號(hào)模式選擇 觸發(fā)方式選擇 輸出頻率設(shè)置 16 路二進(jìn)制信號(hào)輸入 字信號(hào)輸出實(shí)時(shí)顯示 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好輸出 3 圖 實(shí)驗(yàn)電路 （ 2）數(shù)字全加器電路如圖 圖 全加器邏輯圖 （ 3）操作步驟 ① 進(jìn)入 Windows 環(huán)境并建立用戶文件夾。 ④ 設(shè)置虛擬儀器儀表：電壓表、示波器（選擇合適的掃描時(shí)間、垂直幅值和水 平偏移量即可）、字信號(hào)發(fā)生器（編輯輸出字信號(hào)的首末地址：首地址為 0000，將 Initial 置為 0000；末地址為 0007，將 Final 置為 0007；設(shè)置字信號(hào)輸出方式：設(shè)置為單幀輸出方式，以便于輸出一幀后，進(jìn)行查看；只要將 Burst 鈕按下即可設(shè)置輸出頻率，可設(shè)定為 1 KHz）和設(shè)置邏輯分析儀（可采用系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置，在運(yùn)行后，調(diào)整水平時(shí)間刻度數(shù)值，使在波形記錄區(qū)記錄到適當(dāng)寬度的波形信號(hào)即可）。雙擊邏輯分析儀圖標(biāo)，顯示其面板，適當(dāng)調(diào)整時(shí)間刻度值 ( 如調(diào)到 4 ) ，就可看到輸出波形。 討論電路參數(shù)對(duì)頻率特性的影響。 4 實(shí)驗(yàn)二 Protel99SE 原理圖設(shè)計(jì) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 掌握 Portel 99 SE 電路原理圖設(shè)計(jì)工具，圖紙?jiān)O(shè)置； 掌握 設(shè)置網(wǎng)格、電氣節(jié)點(diǎn)和光標(biāo)的方法； 掌握裝載元器件庫、放置、編輯和調(diào)整元器件的方法； 通過實(shí)例熟悉電路圖的設(shè)計(jì)過程 ， 掌握具體電路的設(shè)計(jì)方法。 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 實(shí)驗(yàn)電路圖及步驟 （ 1）實(shí)驗(yàn)電路圖 實(shí)驗(yàn)電路如圖 所示。 ② 先分析電路圖中所有元器件的屬性、加入的常用元器件庫 Miscellaneous 和 Protel DOS Schematic 。 ③ 設(shè)置電路圖圖紙大小及版面。 ④ 在圖紙上放置需要設(shè)計(jì)的元器件， 然后把所有元器件和端口放置到電路原理圖紙上，并把位置放好。 ⑥ 保存電路圖。 掌握具體網(wǎng)絡(luò)表的生成方法。 掌握印制電路板圖的設(shè)計(jì)過程。 三、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 元件封裝 圖 中，各元件的封裝型號(hào)為： SED1335： QFP560B 27C256： DIP28 or DIP28 or SOJ28 HY62256： DIP28 or DIP28 or SOJ28 電阻： or 0805 小電容 (CAP)： 電解電容： 二極管： or 0805 LM7805CK： TO220 or T0126 J2/FORM8031： DB15/F CB1： SIP14 or SIP16 JP2： POWER4 晶振 Y100： XTAL1 實(shí)驗(yàn)電路圖和步驟 （ 1）實(shí)驗(yàn)原理圖 如圖 所示電路圖原理圖，設(shè)置電氣檢驗(yàn)規(guī)則，產(chǎn)生 ERC 報(bào)表，然后生成網(wǎng)絡(luò)表，元器件列表和交叉參考表。 6 ② 打開上次所繪制的如 圖 所示 原理圖（名稱 .Sch）， 根據(jù)所給元器件封裝形式，設(shè)置各元器件的封裝。 圖 電氣規(guī)則檢查設(shè)置 ④ 執(zhí)行 Tools｜ ERC，生 成 ERC 報(bào)表 ，檢查報(bào)表并修正繪圖錯(cuò)誤直至沒有 Error 為止 。 ⑥ 打開剛建立的 PCB 文件，并調(diào)入常用元件封裝庫（ PCB ） ,并在 KeepOutLayer 層繪制電路板外框。 ⑧ 執(zhí)行 Tools｜ Auto Placement｜ Auto Placer… 執(zhí)行自動(dòng)布局 ， 或采用手動(dòng)布局方式，將各元件放置到禁止布線層內(nèi)的合適完位置。 自行設(shè)計(jì)紀(jì)錄表格，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告 四、實(shí)驗(yàn)研究與思考 設(shè)置電氣規(guī)則檢查的規(guī)則時(shí)應(yīng)該注意哪些問題？ 設(shè)置布局布線規(guī)則時(shí)應(yīng)該注意哪些問題？ 繪制印刷電路板時(shí)應(yīng)改注意哪些問題？ 如何印刷電路板的抗干擾性能？ 7 實(shí)驗(yàn)四 Max+plusII/QuartusII 軟件應(yīng)用 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 熟悉 EDA 開發(fā)平臺(tái)的基本操作。 掌握?qǐng)D形設(shè)計(jì)的編譯與驗(yàn)證方法。 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 建立一個(gè) 4bit 計(jì)數(shù)器圖形設(shè)計(jì)文件（如圖 示）； 圖 圖形設(shè)計(jì)例圖 對(duì)上述計(jì)數(shù)器進(jìn)行功能和時(shí)間仿真，驗(yàn)證其功能并測(cè)試其最高工作頻率。 自行 設(shè)定實(shí)驗(yàn)步驟和 設(shè)計(jì)紀(jì)錄方式，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告 四、實(shí)驗(yàn)研究與思考 延遲時(shí)間分析、最高工作頻率分析等時(shí)間分析有何重要性？ 流水線的作用是什么？對(duì)那些性能有影響？ 功能仿真、驗(yàn)證起到什么作用？ 8 實(shí)驗(yàn)五 VHDL 軟件設(shè)計(jì) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 熟悉 EDA 開發(fā)平臺(tái)的基本操作。 掌握硬件描述語言設(shè)計(jì)的編譯與驗(yàn)證方法。 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 24 進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)與驗(yàn)證 。 USE 。 ENTITY count24 IS PORT(en,clk: IN STD_LOGIC。