Quartus_II 实验：参数化元件与流水灯设计仿真

"调用参数化元件内置元件-基于Quartus_II的流水灯设计仿真(version 13.1)" 本文将深入探讨如何利用Quartus_II软件进行流水灯设计与仿真，主要关注调用参数化元件以及相关逻辑电路的设计方法。Quartus_II是一款强大的EDA工具，广泛用于 FPGA 和 CPLD 设计，它提供了图形化界面来方便用户进行逻辑电路设计和仿真。 首先，调用参数化元件是设计过程中必不可少的一环。在Quartus_II的绘图区，用户只需双击鼠标左键，系统会弹出添加元件的窗口。在这里，你可以输入已知的元件名称来快速查找和添加元件，例如74LS138译码器或74LS194移位寄存器。点击"△"按钮可以展开查看库中所有可用的元件和端口，以便选择合适的设计元素。 实验目的是让学生掌握Quartus_II的使用，了解基于PLD的EDA设计流程，并熟练运用该软件进行逻辑电路设计和仿真。实验设备主要包括计算机，而实验涉及的逻辑电路主要是流水灯设计。 流水灯设计有两种实现方式：一是通过二进制译码器结合计数器，二是利用移位寄存器构成顺序脉冲发生器。 1. 二进制译码器结合计数器实现：采用八进制计数器如74LS161或74LS163，其输出Q0, Q1, Q2等可以连接到74LS138的地址线A0, A1, A2。计数器提供连续的低频脉冲CP，74LS138的8个输出端将按照预设的顺序依次点亮或熄灭8个LED。这里可能需要3个JK或D触发器先组成T'触发器，再级联为异步计数器。 2. 移位寄存器实现：例如使用74LS194双向4位移位寄存器，两片级联形成8位移位寄存器，可以实现LED的顺序流动效果。在开始时，需要通过置数功能设定初始状态，然后切换到移位模式，控制M1和M0模式控制端以改变工作状态。 设计和仿真的步骤包括： - 使用Quartus_II的原理图编辑器绘制逻辑电路，确保所有元件正确连接。 - 完成设计后，执行编译检查，确保没有逻辑错误。 - 创建一个新的波形激励文件，配置测试激励和端口，设置适当的仿真时间长度和时钟周期。 - 运行仿真，观察生成的波形报告，验证设计是否符合预期，比如7亮1暗或1亮7暗的流水效果。 实验内容还包括异步模八计数器的设计，这同样可以在Quartus_II环境中完成。通过这样的实践，学生能够深入理解参数化元件的调用以及数字逻辑电路在实际应用中的设计和验证方法。 本实验旨在通过实际操作，提升学生对Quartus_II软件的熟悉程度，增强他们在数字逻辑设计领域的技能，同时加深对流水灯工作原理的理解。