基于Quartus - II - 的FPGACPLD开发

通信工程专业实验实践课程参考系列之二（可做实验指导书或课外自学参考）

基于Quartus II 的FPGA/CPLD开发

实训手册

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通信工程系 唐庭龙 夏平 2010-3

目 录

1 Quartus II软件的安装 ...................................................................... 5 2 Quartus II软件的使用、开发板的使用 ............................................ 5 2.1 原理图方式设计3-8译码器 ................................................. 5 2.2 VHDL编程方式设计2FSK调制器 .................................... 24 2.3 原理图结合VHDL编程方式设计流水灯 ........................... 43 3基于QuartusII的FPGA/CPLD数字系统设计实例........................ 62 3.1 数码管静态、动态显示设计（2学时） ............................. 62 3.2 液晶接口（LCD1602/LCD12864）控制设计（4学时） .... 63 3.3 矩阵键盘显示电路设计（2学时）..................................... 64 3.4 PS2协议及PS2键盘/鼠标控制设计（2学时） ................. 65 3.5 VGA接口控制设计（6学时） .......................................... 66 3.6 数字频率计设计（4学时） ................................................ 67 3.7 数字钟设计（4学时） ....................................................... 68 3.8 抢答器/表决器设计（2学时） ........................................... 69 3.9 出租车计费器设计（4学时） ............................................ 70 3.10 电梯控制器设计（2学时） ................................................ 71 3.11 交通灯控制电路设计（2学时） ........................................ 72 3.12 篮球计时计分器设计（8学时） ........................................ 73 3.13 DDS正弦信号发生器设计（8学时） ................................. 74 3.14 MP3播放器设计（8学时） ................................................ 75

4 数字电路设计基础100实例(VHLD语言)

第1例 带控制端口的加法器 第2例 无控制端口的加法器 第3例 乘法器 第4例 比较器

第5例 二路选择器 第6例 寄存器

第7例 移位寄存器 第8例 综合单元库

第9例 七值逻辑与基本数据类型 第10例 函数

第11例 七值逻辑线或分辨函数 第12例 转换函数 第13例 左移函数

第14例 七值逻辑程序包 第15例 四输入多路器 第16例 目标选择器 第17例 奇偶校验器

第18例 映射单元库及其使用举 第19例 循环边界常数化测试 第20例 保护保留字 第21例 进程死锁 第22例 振荡与死锁 第23例 振荡电路

第24例 分辨信号与分辨函数 第25例 信号驱动源

第26例 属性TRANSACTION和分辨信号 第27例 块保护及属性EVENT, 第28例 形式参数属性的测试 第29例 进程和并发语句 第30例 信号发送与接收

第31例 中断处理优先机制建模 第32例 过程限定

第33例 整数比较器及其测试 第34例 数据总线的读写

第35例 基于总线的数据通道 第36例 基于多路器的数据通道 第37例 四值逻辑函数

第38例 四值逻辑向量按位或运算 第39例 生成语句描述规则结构 第40例 带类属的译码器描述 第41例 带类属的测试平台

第42例 行为与结构的混合描述

第43例 四位移位寄存器 第44例 寄存／计数器 第45例 顺序过程调用

第46例 VHDL中generic缺省值的使用 第47例 无输入元件的模拟 第48例 测试激励向量的编写 第49例 delta延迟例释 第50例 惯性延迟分析

第51例 传输延迟驱动优先 第52例 多倍（次）分频器

第53例 三位计数器与测试平台

第54例 分秒计数显示器的行为描述6 第55例 地址计数器

第56例 指令预读计数器

第57例 加.c减.c乘指令的译码和操作 第58例 2－4译码器结构描述 第59例 2－4译码器行为描述

第60例 转换函数在元件例示中的应用

第61例 基于同一基类型的两分辨类型的赋值相容问题 第62例 最大公约数的计算

第63例 最大公约数七段显示器编码 第64例 交通灯控制器

第65例 空调系统有限状态自动机 第66例 FIR滤波器

第67例 五阶椭圆滤波器 第68例 闹钟系统的控制 第69例 闹钟系统的译码

第70例 闹钟系统的移位寄存器

第71例 闹钟系统的闹钟寄存器和时间计数器 第72例 闹钟系统的显示驱动器 第73例 闹钟系统的分频器 第74例 闹钟系统的整体组装 第75例 存储器

第76例 电机转速控制器 第77例 神经元计算机

第78例ccAm2901四位微处理器的ALU输入 第79例ccAm2901四位微处理器的ALU 第80例ccAm2901四位微处理器的RAM 第81例ccAm2901四位微处理器的寄存器

第82例ccAm2901四位微处理器的输出与移位

第83例ccAm2910四位微程序控制器中的多路选择器

第84例ccAm2910四位微程序控制器中的计数器／寄存器 第85例ccAm2910四位微程序控制器的指令计数器 第86例ccAm2910四位微程序控制器的堆栈

第87例 Am2910四位微程序控制器的指令译码器 第88例 可控制计数器

第89例 四位超前进位加法器

第90例 实现窗口搜索算法的并行系统（1）——协同处理器 第91例 实现窗口搜索算法的并行系统（2）——序列存储器 第92例 实现窗口搜索算法的并行系统（3）——字符串存储器 第93例 实现窗口搜索算法的并行系统（4）——顶层控制器 第94例 MB86901流水线行为描述组成框架 第95例 MB86901寄存器文件管理的描述 第96例 MB86901内ALU的行为描述 第97例 移位指令的行为描述 第98例 单周期指令的描述 第99例 多周期指令的描述

第100例 MB86901流水线行为模型

1 Quartus II软件的安装

2 Quartus II软件的使用、开发板的使用

本章将通过3个完整的例子，一步一步的手把手的方式完成设计。

完成这3个设计，并得到正确的结果，将会快速、有效的掌握在Altera QuartusII软件环境下进行FPGA设计与开发的方法、流程，并熟悉开发板的使用。

2.1 原理图方式设计3-8译码器 一、设计目的

1、通过设计一个3-8译码器，掌握祝组合逻辑电路设计的方法。 2、初步了解QuartusII采用原理图方式进行设计的流程。 3、初步掌握FPGA开发的流程以及基本的设计方法、基本的仿真

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