一步一步学做一个CPU——4，使用库中模块设计费波拉斯数计算器

1， 使用MegaWizard添加一个RAM模块。

RAM模块属于原理图设计中一个较为复杂的模块，并非如一个简单的二输入与门那样直接添加就可以了，还有一些参数需要配置和设定。在QuartusII中添加一个类似RAM的复杂模块需要用到MegaWizard，通过使用MegaWizard添加一个RAM模块，可以了解如何用MegaWizard为库提供的模块配置参数。

依然是使用Symbol tool打开添加模块对话框，MagaWizard的模块多数在megafunctions目录下，我们使用的是megafunctions——>storage——>lpm_ram_dq，勾选上Launch MegaWizard Plug-In，OK，打开MegaWizard Plug-In Manager，选择为库文件生成的文件类型，有AHDL语言，VHDL语言和Verilog HDL语言三种选择，根据需要和自己对他们的熟悉程度选择，设定为其生成的目录文件，建议生成到工程所在目录下，并在其名称基础上加上些有意义的后缀。接下来是关于模块具体参数的设定，不同的模块会有所不同，这里请先按照图中的配置方式选择，使用8位容量32个字的RAM，不带有输出口寄存功能。

为了让RAM有一个初始值，我们要为其写个初始化数据文件，下面选中Yes, use this file for the memory content data，并设定好文件路径名称。下一步是生成文件的清单，最后Finish将生成模块添加到设计文件中。

2，添加总线与提取总线上一位数据的方法。

以上是通过MegaWizard添加模块的方法，用相同的方法，我们可以添加lpm_add_sub模块。

本例中涉及到的就是以上两种模块，通过联系和实践，可以测试试验一下其他的模块。

接下来添加输入输出引脚，这个前面介绍过，这里有点不同的是，输出引脚是8位的，这个在命名的时候后面加上[7..0]就表示是个8位的输出，例如fib_res[7..0]，如果要用到其中一位就是名字加上下方括号跟标号，例如fib_res[5]。

3，用手动按钮作为时钟信号测试。

实验板上的时钟太快了，不利于我们观察，那就用仿真时学的办法，加一个输入按钮，模拟时钟，按一下，时钟跳一下，于是加了一个输入引脚，用于连接实验板上的按钮开关。输入引脚后面要加一个非门，因为实验板上松开按钮时候输入是高电平，所以用一个非门也就是反相器来取反向。

需要指出的是，用手动按钮做时钟信号来测试是一个权宜的方法，实际的设计中是不推荐的，包括组合电路的输出用做时钟信号都是不好的设计习惯，因为时序电路工作的时钟要求波形稳定，组合逻辑电路中产生波形的毛刺对其工作影响较大，造成错误的数据或不可预测的结果。

4，常量的加入。

由于加入的ram模块至少含有32个字的存储，只需用到其中一个，地址线置零就可以了，每次时钟来临都进行写入操作，那么写入使能始终设为Enable。那么这些常量该怎么设定呢？在原理图设计中，有GND和VCC两个常量，分别代表逻辑1和逻辑0，将他们引入到电路中就可以了，多位数据合并到一条总线上是将各位数据用逗号隔开，添加到总线命名中。

5，让你的电路更加清晰。

前面介绍到，当电路规模愈加复杂时，将各模块直接连接到一起会严重影响其清晰美观，那么推荐的方式是采用网络标识的形式，也可以为GND，VCC添加一个网络标识，把他们改名为b1和b0如图，那么内存地址我们可以写为b0 ,b0, b0, b0,b0。

再把上图整理一下，看看效果是否好一点了。

6，初始化RAM中数据

7，波形仿真工具

这里在学习一下使用QuartusII自带的波形仿真工具，新建一个Vector Waveform File。

在图中位置右击，搜索添加Node和Bus，在Insert Node or Bus框中点击Node Finder按钮，弹出Node Finder框，点击List将所有输入输出节点列出，添加到Selected Nodes中，OK。

选中clk_button，点击工具栏的Overwrite Clock，在Clock框中填好起始时间，结束时间，时钟周期等参数，为其添加一个时钟输入。

在编译过整个工程后，如无错误，点击Start Simulation，片刻后，仿真波形输出出来，仿真结果如图，由于只是8位存储器，所以233后面的数结果会有问题，但是仿真结果与我们设计的电路所应得到的输出效果是一致的。

8， 总结

这里我们学习了利用MegaWizard添加megafunctions库中的复杂模块，学习了如何使用Node和Bus，以及如何使用节点标识取代直接连线，是原理图层次划分更加清楚，另外还有如何进行波形仿真，对设计进行有效验证，基本在Logisim中可能用到的常用功能在QuartusII设计工具中都能找到。会使用Logisim构建一个电路，相应使用QuartusII工具的原理图设计也不会有难度了，当然他们库中包含的模块还有些不同，但一般常见的标准模块QuartusII都有，而是是我们在实际设计中会用到的标准接口标准功能的模块，要好好了解熟悉他们的用法。