EDA 实验指导书一、实验内容实验1 Max＋PlusII 使用入门实验目的：学习使用ＥＤＡ集成实验软件MaxplusⅡ，了解电路描述、综合、模拟过程。熟悉利用Max+plusⅡ的使用，掌握层次化设计的方法，掌握利用EDA 软件进行电子线路设计的详细流程。
实验要求及内容：完全按照《Max+plusⅡ使用入门》介绍的方法与流程，完成设计。
思考：EDA设计电子线路的主要工具及步骤。
实验2 含异步清0 和同步时钟使能的4 位加法计数器
1．实验目的：学习计数器的实验、仿真和硬件测试，进一步熟悉VHDL 实验技术。
2．实验原理：下图是一含计数使能、异步复位和计数值并行预置功能的4 位加法计数器，例1 是其VHDL 描述。由下图所示，图中间是4 位锁存器；rst 是异步清信号，高电平有效；clk 是锁存信号；D[3：0]是4 位数据输入端。当ENA 为‘1’
时，多路选择器将加1 器的输出值加载于锁存器的数据端；当ENA 为‘0’时将
“0000”加载于锁存器。
例1：
LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
ENTITY CNT4B IS
PORT (CLK,IN STD_LOGIC;
RST,IN STD_LOGIC;
ENA,IN STD_LOGIC;
OUTY,OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);
COUT,OUT STD_LOGIC );
END CNT4B;
ARCHITECTURE behav OF CNT4B IS
SIGNAL CQI,STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);
BEGIN
P_REG,PROCESS(CLK,RST,ENA)
BEGIN
IF RST = '1' THEN CQI <= "0000";
ELSIF CLK'EVENT AND CLK = '1' THEN
IF ENA = '1' THEN CQI <= CQI + 1;
ELSE CQI <= "0000";
END IF;
END IF;
OUTY <= CQI ;
END PROCESS P_REG ;
COUT <= CQI(0) AND CQI(1) AND CQI(2) AND CQI(3); --进位输出
END behav;
3．实验内容：按照第7 章第4 节的步骤，在MAX+plusII 上对例3 进行编辑、编译、
综合、适配、仿真。说明例3 各语句的作用，详细描述示例的功能特点，给出其所有信号的时序仿真波形。
思考：同步信号和异步信号是怎样定义的？以上程序中RST,ENA分别是同步信号还是异步信号？
实验3 在设计题目中任选一题（例如：数字秒表）
1．实验目的：通过前面对设计工具的熟悉，综合运用所学知识，进一步综合提高利用ＥＤＡ工具设计数字系统的设计思路和设计方法。
2．实验原理：自己根据所设计的题目来写。
3．实验步骤及内容：
首先根据设计题目编写相应的VHDL程序，输入VHDL代码；
编译；
模拟仿真；检查模拟结果的波形，如果和预期结果不符，修改设计，重复以上过程，直至正确。
设计题目：
题目一：数字秒表要求：（１）具有复位、暂停、秒表计时及结果直接送LED 显示的功能。
（２）三个输入端，分别为：时钟输入（CLK）、复位（CLR）和启动／暂停（PAUSE）；输出端有：百分秒、秒和分钟信号，皆采用BCD 码计数方式，并直接送到６个LED 显示。
题目二：数字频率计要求：（１）可测量从1Hz 到99999999Hz 的信号频率的８位频率计，并将被测信号的频率直接送到８个LED 显示。（２）输入端分别为：基准时钟（CLK）、复位（CLR）和被测信号输入（FSIN）；输出端为（DOUT），皆采用BCD 码计数方式，并直接送到8 个LED显示。
题目三：交通灯控制器要求：（１）模仿目前十字路口的控制器，其中：东西方向交通灯循环为绿灯（直行和右转）45 秒、黄灯5 秒、左转灯15 秒、黄灯5 秒、红灯40 秒、黄灯5 秒；南北方向交通灯循环为红灯65 秒、黄灯5 秒、绿灯（直行和右转）20 秒、黄灯5 秒、左转灯15 秒、黄灯5 秒。
（２）输入端为：基准时钟（CLK）、复位（CLR）；输出端分别为SNGreen、SNRed、SNYellow、SNLeft 和EWGreen、EWRed、
二、实验报告要求实验报告应提供以下内容：实验题目，目的，任务，原理，方法及步骤。其中正文应包含：设计思路、设计输入文件、设计与调试过程、模拟仿真结果和设计结论。
实验要求及内容：完全按照《Max+plusⅡ使用入门》介绍的方法与流程，完成设计。
思考：EDA设计电子线路的主要工具及步骤。
实验2 含异步清0 和同步时钟使能的4 位加法计数器
1．实验目的：学习计数器的实验、仿真和硬件测试，进一步熟悉VHDL 实验技术。
2．实验原理：下图是一含计数使能、异步复位和计数值并行预置功能的4 位加法计数器，例1 是其VHDL 描述。由下图所示，图中间是4 位锁存器；rst 是异步清信号，高电平有效；clk 是锁存信号；D[3：0]是4 位数据输入端。当ENA 为‘1’
时，多路选择器将加1 器的输出值加载于锁存器的数据端；当ENA 为‘0’时将
“0000”加载于锁存器。
例1：
LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
ENTITY CNT4B IS
PORT (CLK,IN STD_LOGIC;
RST,IN STD_LOGIC;
ENA,IN STD_LOGIC;
OUTY,OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);
COUT,OUT STD_LOGIC );
END CNT4B;
ARCHITECTURE behav OF CNT4B IS
SIGNAL CQI,STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);
BEGIN
P_REG,PROCESS(CLK,RST,ENA)
BEGIN
IF RST = '1' THEN CQI <= "0000";
ELSIF CLK'EVENT AND CLK = '1' THEN
IF ENA = '1' THEN CQI <= CQI + 1;
ELSE CQI <= "0000";
END IF;
END IF;
OUTY <= CQI ;
END PROCESS P_REG ;
COUT <= CQI(0) AND CQI(1) AND CQI(2) AND CQI(3); --进位输出
END behav;
3．实验内容：按照第7 章第4 节的步骤，在MAX+plusII 上对例3 进行编辑、编译、
综合、适配、仿真。说明例3 各语句的作用，详细描述示例的功能特点，给出其所有信号的时序仿真波形。
思考：同步信号和异步信号是怎样定义的？以上程序中RST,ENA分别是同步信号还是异步信号？
实验3 在设计题目中任选一题（例如：数字秒表）
1．实验目的：通过前面对设计工具的熟悉，综合运用所学知识，进一步综合提高利用ＥＤＡ工具设计数字系统的设计思路和设计方法。
2．实验原理：自己根据所设计的题目来写。
3．实验步骤及内容：
首先根据设计题目编写相应的VHDL程序，输入VHDL代码；
编译；
模拟仿真；检查模拟结果的波形，如果和预期结果不符，修改设计，重复以上过程，直至正确。
设计题目：
题目一：数字秒表要求：（１）具有复位、暂停、秒表计时及结果直接送LED 显示的功能。
（２）三个输入端，分别为：时钟输入（CLK）、复位（CLR）和启动／暂停（PAUSE）；输出端有：百分秒、秒和分钟信号，皆采用BCD 码计数方式，并直接送到６个LED 显示。
题目二：数字频率计要求：（１）可测量从1Hz 到99999999Hz 的信号频率的８位频率计，并将被测信号的频率直接送到８个LED 显示。（２）输入端分别为：基准时钟（CLK）、复位（CLR）和被测信号输入（FSIN）；输出端为（DOUT），皆采用BCD 码计数方式，并直接送到8 个LED显示。
题目三：交通灯控制器要求：（１）模仿目前十字路口的控制器，其中：东西方向交通灯循环为绿灯（直行和右转）45 秒、黄灯5 秒、左转灯15 秒、黄灯5 秒、红灯40 秒、黄灯5 秒；南北方向交通灯循环为红灯65 秒、黄灯5 秒、绿灯（直行和右转）20 秒、黄灯5 秒、左转灯15 秒、黄灯5 秒。
（２）输入端为：基准时钟（CLK）、复位（CLR）；输出端分别为SNGreen、SNRed、SNYellow、SNLeft 和EWGreen、EWRed、
二、实验报告要求实验报告应提供以下内容：实验题目，目的，任务，原理，方法及步骤。其中正文应包含：设计思路、设计输入文件、设计与调试过程、模拟仿真结果和设计结论。
