Quartus II入门：仿真波形观察与数字钟设计流程

在QuartusⅡ软件入门帮助手册中，章节⑦重点介绍了如何通过观察仿真波形来进行数字系统设计流程的学习和实践。该部分针对的是一个具体的设计任务，即创建一个具备时、分、秒计时（12或24小时制）、异步清零、启动/停止、数码管显示、整点报时、日历功能以及秒表和闹钟功能的数字钟。设计过程分为传统方法和现代方法两个阶段。 传统数字系统设计方法： 1. **功能模块划分**：首先依据设计需求将系统划分为各个独立的功能模块，如计时、显示、控制等。 2. **逻辑设计**：通过真值表和逻辑表达式描述输入输出关系，可能用到手动化简，如公式或卡诺图。 3. **电路图绘制**：根据简化后的逻辑，绘制电路原理图。 4. **实验验证**：在面包板上搭建和测试电路，确认其正确性。 5. **PCB制作**：若无误，制作PCB，并送至制板厂。 6. **安装与调试**：安装PCB进行系统集成和调试，可能需要反复修改设计以解决错误。 这种方法的特点包括自下而上的设计、使用通用逻辑器件（如AND、OR、NOT等）、基于电路板的搭建，但存在效率低、设计周期长、易出错、市场受限、设计灵活性差和产品体积大的缺点。 现代数字系统设计方法，即基于PLD和EDA软件的方法： 1. **软件辅助**：使用EDA（电子设计自动化）软件，如QuartusⅡ，可以自动处理大部分设计流程，显著提高效率。 2. **PLD选择**：选择适合的可编程逻辑器件（PLD），如CPLD或FPGA，可在单个芯片上集成整个系统。 3. **编程与设计**：利用EDA工具进行高级设计，如设计模块化、编写VHDL或Verilog等硬件描述语言。 与传统方法相比，现代方法显著提高了设计的效率和灵活性，减少了手动工作，缩短了设计周期，并且能够更好地应对市场变化和器件选择。然而，这并不意味着完全消除错误，仍需用户熟悉并掌握EDA工具和PLD特性。在QuartusⅡ软件中，观察仿真波形可以帮助设计师预览设计的实时行为，及时发现并修正潜在问题，这是现代设计流程中的关键步骤。通过实际操作和学习，理解并掌握这种基于PLD和EDA工具的设计方法，将有助于提升数字系统设计的能力。