Quartus_II实验：流水灯设计与仿真流程解析

"实验步骤-基于Quartus_II的流水灯设计仿真(version 13.1)" 在本次实验中，我们将重点学习如何使用Quartus_II软件进行流水灯设计与仿真。实验主要分为以下几个关键知识点： 1. **Quartus_II的使用** - 首先，我们需要通过Quartus_II建立一个新的项目。这涉及到启动软件，然后选择"New Project Wizard"，按照向导的指示设置项目名称、存储位置以及项目类型。 - 在创建项目时，应指定目标器件为Cyclone系列的EP4CE6E22C8。这是Altera公司的一种FPGA（现场可编程门阵列），具备一定的逻辑资源和性能特性，适合初学者进行数字逻辑设计实践。 2. **原理图设计** - 接下来，我们需要新建一个图形设计文件。这通常包括打开“Schematic Editor”，拖拽所需的逻辑元件（如译码器、计数器、移位寄存器等）到工作区，并根据实验需求连接它们，形成完整的电路原理图。确保电路无误后，执行编译以检查逻辑错误。 3. **波形矢量文件的创建与仿真** - 创建波形矢量文件用于定义输入激励和观察输出。在“Signal Tap”或“Simulation”菜单中选择新建波形文件，添加需要仿真验证的引脚端口，并编辑相应的激励波形。保存文件后，执行时序仿真，观察仿真结果，例如LED的亮灭状态，以验证设计的正确性。 4. **流水灯设计原理** - 流水灯设计有两种常见方法：一是通过二进制译码器结合计数器，另一种是使用移位寄存器构成顺序脉冲发生器。 - **计数译码型**：利用八进制计数器（如74LS161）产生地址信号，驱动二进制译码器（如74LS138）来控制LED的亮灭。计数器的输出作为译码器的地址输入，通过不断计数改变LED的状态，实现流水效果。 - **移位寄存器型**：使用双向移位寄存器（如74LS194）级联，通过预置状态和移位操作，控制LED依次亮起，实现流水灯效果。移位寄存器的模式控制端需要根据设计需求进行切换。 5. **实验要求** - 实验要求设计两种流水灯电路：一种是计数译码型，遵循7亮1暗的规律；另一种是移存型，遵循1亮7暗的规律。每种设计都需要经过全程编译、波形文件配置、仿真运行以及结果分析。 通过这次实验，学生不仅可以掌握Quartus_II软件的基本使用，还能深入了解数字逻辑电路的设计流程，尤其是使用PLD进行设计的方法，并熟练掌握逻辑电路的仿真技术。同时，实验还锻炼了分析和解决问题的能力，对理解和应用数字电子技术有显著帮助。