使用quartusII设计时序逻辑电路——模60计数器

该资源是一个关于使用Quartus II软件设计时序逻辑电路的PPT，特别关注如何通过图形编辑器设计模60计数器，这个计数器由两个模10计数器通过同步置0法连接。讲解了74160同步10进制计数器的功能和状态转换，并提供了两种构建六进制计数器的方法。 在电子设计自动化（EDA）领域，Quartus II是一款由Altera公司（现已被Intel收购）开发的流行的FPGA（Field-Programmable Gate Array）设计软件。它提供了全面的工具集，包括逻辑综合、布局布线、仿真、时序分析等，用于数字电路的设计、实现和测试。 时序逻辑电路是数字电路中的核心组成部分，它们不仅包含组合逻辑，还具有存储状态的能力。在Quartus II中，设计时序逻辑电路通常涉及以下几个步骤： 1. **项目创建**：首先，需要在Quartus II中创建一个新的工程，指定工程名称和保存位置，例如在示例中创建了名为`counter60`的项目。 2. **图形输入**：使用Quartus II的原理图编辑器，可以将所需的逻辑元件从库中拖放到设计区域。在本例中，为了构建模60计数器，使用了两个74160同步10进制计数器。74160元件具有使能端(ENT、ENP)，同步置数端(LDN)，异步清零端(CLRN)以及进位输出(RCO)等功能。 3. **状态转换**：时序逻辑电路的状态通常通过状态图表示。74160作为10进制计数器，其状态转换遵循特定的顺序。若要构造6进制计数器，可以通过反馈电路改变其行为。 4. **反馈连接**：有两种方法实现模6计数器，即同步置数法和异步清零法。同步置数法中，将74160的输出引回输入，同时利用一个2输入与非门进行反馈。异步清零法则是通过清零端实现。 5. **仿真验证**：在Quartus II中，可以使用波形编辑器设置激励信号，然后运行逻辑仿真以验证设计是否按预期工作。这有助于发现和修复设计错误。 6. **编译与分析**：在图形编辑完成后，执行编译过程，Quartus II将综合设计并生成逻辑等效的门级网表。通过时序分析器，可以评估电路的延迟性能，确保满足时序约束。 7. **层次化设计**：Quartus II支持层次化设计，允许将复杂的设计分解为多个模块，便于管理和复用。在本例中，虽然未详细提及，但可以通过层次显示工具实现自顶向下的设计方法。 Quartus II为时序逻辑电路的设计提供了强大的工具，使得设计师能够利用图形化界面轻松地构建和验证复杂的数字系统，包括计数器、移位寄存器等各种时序逻辑组件。通过熟练掌握这些工具，工程师可以有效地将概念转化为可编程硬件的实现。