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1、LOGO第第2章章 Quartus II原理图输入原理图输入设计法入门设计法入门 LOGO要求要求 掌握掌握Quartus II原理图输入法和原理图输入法和Quartus II 器件编程器件编程知识点知识点 理解理解Quartus II原理图输入法原理图输入法 理解理解Quartus II 器件编程器件编程重点和难点重点和难点 Quartus II原理图输入法原理图输入法 引引 言言 本书介绍的本书介绍的FPGA/CPLD开发软件选用开发软件选用Altera 公司的公司的Quartus II，原理图输入设，原理图输入设计法是计法是Quartus II的重要输入设计法，本的重要输入设计法，本章讨
2、论原理图输入设计法的基本知识，在章讨论原理图输入设计法的基本知识，在第三章再对原理图输入设计法作进一步的第三章再对原理图输入设计法作进一步的深入讨论。深入讨论。 本章先介绍本章先介绍Quartus II原理图输入法的原理图输入法的文件建立、文件编辑、文件编译和文件仿文件建立、文件编辑、文件编译和文件仿真方法，然后再介绍真方法，然后再介绍Quartus II 的器件编的器件编程方法。程方法。 第第2章章 Quartus II原理图输入原理图输入设计法入门设计法入门Quartus II原理图输入法原理图输入法2.1Quartus II器件编程器件编程2.22.1 Quartus II原理图输入法原
3、理图输入法 应用数字逻辑电路的基本知识，使用应用数字逻辑电路的基本知识，使用Quartus II原理图输入法可非常方便地进原理图输入法可非常方便地进行数字系统的设计。应用行数字系统的设计。应用Quartus II原理原理图输入法，还可以把原有的使用中小规模图输入法，还可以把原有的使用中小规模的通用数字集成电路设计的数字系统移埴的通用数字集成电路设计的数字系统移埴到到FPGA或或CPLD中。下面以一个一位数中。下面以一个一位数值比较器的设计为例说明值比较器的设计为例说明Quartus II原理原理图输入法的使用方法。图输入法的使用方法。 一、建立工程文件夹一、建立工程文件夹1新建一个文件夹作为工
4、程项目目录新建一个文件夹作为工程项目目录首先在计算机中建立一个文件夹作为工首先在计算机中建立一个文件夹作为工程项目目录，此工程目录不能是根目录程项目目录，此工程目录不能是根目录，比如，比如D:，只能是根目录下的目录，比，只能是根目录下的目录，比如如D:EDA_bookcodeChapter2 BiJiaoQi 2建立工程项目建立工程项目 运行运行Quatrus II软件软件,执行执行File = New Project Wizad 命令命令,建立工程。如下图示。建立工程。如下图示。 在图在图2-2界面中点击界面中点击Next按扭。按扭。 在所弹出的在所弹出的New Project Wizard
5、对话框中，填对话框中，填写写Diectory, Name, Top-Level Entity等项目。等项目。其中第一、第二、第三个文本框分别是工程项目其中第一、第二、第三个文本框分别是工程项目目录、项目名称和项目顶层设计实体的名称。目录、项目名称和项目顶层设计实体的名称。 按按Next按钮，出现添加工程文件的对话框如图按钮，出现添加工程文件的对话框如图 若原来已有文件，可选择，这里直接按若原来已有文件，可选择，这里直接按Next进行下一步，选择进行下一步，选择FPGA器件的型号如图示。器件的型号如图示。 在在Family下拉框中，根据需要选择一种型号的下拉框中，根据需要选择一种型号的FPGA;
6、然后在然后在“Available devices:”中根据需要中根据需要的的FPGA型号选择型号选择FPGA型号，注意在型号，注意在Filters一栏一栏中选中中选中“Show Advanced Devices”以显示所有以显示所有的器件型号。再点击的器件型号。再点击Next按钮，出现下面的对话按钮，出现下面的对话框。框。 这是选择其它这是选择其它EDA工具的对话框，我们使用工具的对话框，我们使用Quatrus II的集成环境进行开发，因此不作任何的集成环境进行开发，因此不作任何改动。按改动。按Next进入工程的信息总概对话框如下进入工程的信息总概对话框如下图。按图。按Finish按钮就建立了
7、一个空的工程项目。按钮就建立了一个空的工程项目。 1 建立原理图文件建立原理图文件 执行执行File = New命令，弹出新建文件对话命令，弹出新建文件对话框如图。框如图。 如上图示，如上图示，Quatrus II支持五种设计输入法支持五种设计输入法文件：文件：“AHDL File”是是AHDL文本文件；文本文件；“Block Diagram/Schematic File”是流程是流程图和原理图文件，简称原理图文件；图和原理图文件，简称原理图文件；“EDIF File”是网表文件；是网表文件；“Verilog HDL File”是是Verilog HDL文本文件；文本文件；“VHDL File
8、”是是VHDL文本文件。选择文本文件。选择“Block Diagram/ Schematic File”，按，按OK即建立一个空的原即建立一个空的原理图文件。理图文件。 执行执行File=Save as命令命令,把它另存为文件名是把它另存为文件名是BiJiaoQi的原理图文件，文件后缀为的原理图文件，文件后缀为.bdf。将。将“Add file to current project”选项选中，使该文选项选中，使该文件添加到刚建立的工程中去。如图下示。件添加到刚建立的工程中去。如图下示。 2编辑输入原理图文件编辑输入原理图文件 （1）元件的选择与放置）元件的选择与放置 （2）连接各个元件符号）连
9、接各个元件符号 （3）设定各输入输出管脚名）设定各输入输出管脚名 在在Quartus II流程图和原理图文件中，流程图和原理图文件中，除了使用原理图元件符号外，还可以使用除了使用原理图元件符号外，还可以使用流程图模块，对于初学者可先掌握原理图流程图模块，对于初学者可先掌握原理图元件符号的使用，以后再探讨流程图模块元件符号的使用，以后再探讨流程图模块的使用，故这里对流程图模块不做介绍。的使用，故这里对流程图模块不做介绍。在流程图和原理图输入法编辑界面中的左在流程图和原理图输入法编辑界面中的左边，有供编辑输入时使用的工具箱，各个边，有供编辑输入时使用的工具箱，各个工具的功能见后页图。工具的功能见后
10、页图。 完成原理图编辑输入后，保存设计图形文件，完成原理图编辑输入后，保存设计图形文件，就可编译设计图形文件。执行就可编译设计图形文件。执行Processing = Start Compilation,进行编译。进行编译。 编译结束后，会出现如下页图对话框，对话框编译结束后，会出现如下页图对话框，对话框会显示编译的错误和警告的情况。若有错误会显示编译的错误和警告的情况。若有错误, 则可先双击编译器界面下方出现的第一个错误则可先双击编译器界面下方出现的第一个错误提示，可使第一个错误处改变颜色。检查纠正提示，可使第一个错误处改变颜色。检查纠正第一个错误后保存再编译，如果还有错误，重第一个错误后保存
11、再编译，如果还有错误，重复以上操作，直至最后通过。最后通过时应没复以上操作，直至最后通过。最后通过时应没有错误提示但可有警告提示。有错误提示但可有警告提示。三、编译设计图形文件 可以通过查看编译可以通过查看编译报告了解有关情况报告了解有关情况，比如定时分析情，比如定时分析情况，下图是编译报况，下图是编译报告中关于每个输出告中关于每个输出信号对输入信号的信号对输入信号的延迟时间的报告。延迟时间的报告。 (1)新建用于仿真的波形文件新建用于仿真的波形文件 (2)添加需要的输入输出引脚添加需要的输入输出引脚(3)设置仿真时间设置仿真时间(4)设置栅格的大小设置栅格的大小(5)设置输入信号的波形设置输
12、入信号的波形(6)保存文件，保存名为默认名保存文件，保存名为默认名(7)进行功能仿真进行功能仿真 执行执行File = Great/Update = Great Symbol Files for Current File命令，将本命令，将本设计电路封装生成一个元件符号，供以后设计电路封装生成一个元件符号，供以后在原理图编辑器下进行层次设计时调用。在原理图编辑器下进行层次设计时调用。 使用使用Quartus II 软件成功编译工程之后，软件成功编译工程之后，就可以对就可以对 Altera 器件进行编程或配置，进器件进行编程或配置，进而进行硬件测试。而进行硬件测试。Quartus II Compi
13、ler 的的 Assembler 模块生成模块生成POF 和和 SOF编程文编程文件，件， Quartus II Programmer 可以用编程可以用编程文件与文件与 Altera 编程硬件一起对器件进行编编程硬件一起对器件进行编程或配置。程或配置。 还可以使用还可以使用 Quartus II Programmer 的独立版本对器件进行编程的独立版本对器件进行编程和配置。和配置。 一、编程硬件与编程模式一、编程硬件与编程模式 所使用的所使用的Altera 编程硬件可以是编程硬件可以是 Master Blaster、ByteBlasterMV、ByteBlaster II 或或USB-Blas
14、ter 下载电缆或下载电缆或 Altera 编程编程单元单元 (APU)。国内许多开发板和实验箱使。国内许多开发板和实验箱使用用ByteBlasterMV或或ByteBlaster II下载电下载电缆。具体情况请查看所使用的开发板和实缆。具体情况请查看所使用的开发板和实验箱的有关所明。验箱的有关所明。 Programmer 具有四种编程模式：具有四种编程模式： 被动串行模式被动串行模式(PS Mode)、 JTAG 模式、主动串模式、主动串行编程模式行编程模式(AS Mode)和插座内编程模式（和插座内编程模式（In-Socket）。）。 被动串行和被动串行和JTAG编程模式使用编程模式使用
15、Altera 编程硬件编程硬件对单个或多个器件进行编程。主动串行编程模式对单个或多个器件进行编程。主动串行编程模式使用使用Altera编程硬件对单个编程硬件对单个EPCS1或或EPCS4 串串行配置器件进行编程。行配置器件进行编程。 插座内编程模式使用插座内编程模式使用 Altera 编程硬件对单个编程硬件对单个 CPLD 或配置器件进行或配置器件进行编程。编程。 二、器件设置和引脚的锁定二、器件设置和引脚的锁定 1 器件的选择器件的选择 2选择配置器件的工作方式（可不做）选择配置器件的工作方式（可不做） 3选择配置器件（使用选择配置器件（使用EPCS器件的主动串器件的主动串行编程模式时）行编
16、程模式时） 4选择闲置引脚的状态（可不做）选择闲置引脚的状态（可不做）5引脚的锁定引脚的锁定 三、编程下载设计文件三、编程下载设计文件 1JTAG 模式编程下载模式编程下载 （1）硬件连接；）硬件连接；（2）打开编程窗口、选择编程模式和配置）打开编程窗口、选择编程模式和配置文件；文件； （3）设置编程器（若是初次安装时）；）设置编程器（若是初次安装时）；（4）配置下载。）配置下载。2主动串行编程模式主动串行编程模式(AS Mode) （1）硬件连接）硬件连接 （2）打开编程窗口）打开编程窗口 （3）选择编程模式和配置文件）选择编程模式和配置文件 （4）设置编程器（若是初次安装时）设置编程器（若
17、是初次安装时） （5）编程下载）编程下载四、设计电路硬件调试四、设计电路硬件调试 下载成功后即可进行设计电路硬件调下载成功后即可进行设计电路硬件调试。具体方法应考虑所设计电路功能和开试。具体方法应考虑所设计电路功能和开发板或实验箱的具体情况，这里不做详细发板或实验箱的具体情况，这里不做详细介绍。介绍。本章小结本章小结Quartus IIQuartus II原理图输入设计法入门原理图输入设计法入门器件编程器件编程原理图输入法原理图输入法建立工程文件夹建立工程文件夹编辑设计图形文件编辑设计图形文件编译设计图形文件编译设计图形文件时序仿真设计文件时序仿真设计文件生成元件符号生成元件符号编程硬件与编程模式编程硬件与编程模式器件设置和引脚的锁定器件设置和引脚的锁定编程下载设计文件编程下载设计文件设计电路硬件调试设计电路硬件调试