QuartusII实验：流水灯设计与仿真教程

"实验二_基于Quartus_II的流水灯设计仿真" 该实验主要目的是让学生掌握使用Quartus II软件设计数字逻辑电路，特别是流水灯的设计与仿真。Quartus II是一款由Altera公司开发的综合型电子设计自动化（EDA）软件，广泛应用于可编程逻辑器件（PLD）的开发，如Field Programmable Gate Array (FPGA)。通过这个实验，学生可以学习到以下关键知识点： 1. **Quartus II集成开发环境**：Quartus II 提供了一个全面的环境，包括原理图输入、硬件描述语言（HDL）编程、仿真、编译、时序分析和器件编程等功能。在实验中，学生将学习如何利用原理图输入方式设计电路。 2. **流水灯工作原理**：流水灯是一种常见的数字电路应用，通常由多个LED灯组成，通过控制这些灯的亮灭顺序，形成流动的效果。实验中提到的流水灯是8个LED灯，通过逻辑控制使得7个灯亮1个灯灭，随着脉冲信号CP的推进，亮灯位置不断循环。 3. **74LS138三线至八线译码器**：74LS138是一种常用的译码器，其输出状态与输入地址线的组合有关。在流水灯设计中，74LS138被用作主控逻辑器件，根据输入地址A2、A1、A0的组合来决定哪个LED灯亮。 4. **边沿D/JK触发器**：实验中使用了三个JK触发器，通过它们的Q端输出与CP（时钟脉冲）端的串联，可以生成连续变化的地址信号，模拟计数器的功能。JK触发器的J和K输入可以控制触发器的状态转换，而PRN和CLRN则用于清除或预置触发器的初始状态。 5. **异步模八计数器**：由JK触发器构成的异步模八计数器能产生000到111的地址序列，这正是驱动74LS138所需的变化。计数器的输入频率一般设置为1-10Hz，以便于观察流水灯效果。 6. **译码器应用**：译码器的输出Y0到Y7根据Q2、Q1、Q0的输入地址信号进行切换，与实验板上的LED灯连接，实现灯光的流动效果。 实验任务包括在Quartus II中绘制JK触发器的原理图（inst1、inst2、inst3）和译码器的连接，确保每个环节正确无误。完成设计后，需要对设计进行编译、仿真，以验证其逻辑功能是否符合预期。最后，将设计下载到可编程逻辑器件中，并在实验板上验证实际运行情况。 通过这个实验，学生不仅掌握了基本的数字电路设计方法，还熟悉了Quartus II软件的使用，同时对可编程逻辑器件的开发流程有了深入的理解。这样的实践训练对于提升学生的动手能力和理论知识的结合至关重要。