FPGA编程入门

文章详细介绍了如何在QuartusII环境中通过原理图输入方法实现1位半加器和全加器,以及如何用Verilog语言编写1位和四位全加器的代码,并进行了功能仿真和时序仿真。此外,还展示了如何创建元件符号并在更高层次设计中调用。


一、输入原理图实现1位加法器

创建工程过程
启动 Quartus II 软件,选择File->New Project Wizard,在出现的界面下先Next,填写工程的路径和名称,然后接着Next,直到出现下面界面并进行相应操作。接着一路Next,直到Finish,完成工程的创建。请添加图片描述

(一)半加器原理图输入

绘制过程实现
首先选择File->New,进入后选择Block Diagram/Schematic File

请添加图片描述
选择元件
请添加图片描述添加输入输出,完成效果
请添加图片描述
保存文件,并编译
通过tool->Netlist Viewers->RTL Viewer,查看电路图
请添加图片描述
仿真实现
创建一个向量波形文件,选择菜单项 File→New->VWF
添加信号
请添加图片描述
编辑信号
保存文件并启动功能仿真请添加图片描述
时序仿真
请添加图片描述

(二)全加器原理图输入

利用半加器元件实现全加器

将设计项目设置为可调用的元件
在打开半加器原理图文件half_adder.bdf的情况下,选择菜中File中的Create/Update→CreateSymbolFilesforCurrentFile项,即可将当前文件h_adder.bdf变成一个元件符号存盘,以待在高层次设计中调用
请添加图片描述绘制过程实现
首先选择File->New,进入后选择Block Diagram/Schematic File
选择元件
请添加图片描述
保存文件,并编译
通过tool->Netlist Viewers->RTL Viewer,查看电路图

请添加图片描述仿真实现
创建一个向量波形文件,选择菜单项 File→New->VWF
请添加图片描述
保存文件并启动功能仿真请添加图片描述
时序功能请添加图片描述

二、Verilog实现1位加法器

创建Verilog文件

module full_adder(
	//输入信号,ain表示被加数,bin表示加数,cin表示低位向高位的进位
	input ain,bin,cin,
	//输出信号,cout表示向高位的进位,sum表示本位的相加和
	output reg cout,sum

);
reg s1,s2,s3;
always @(ain or bin or cin) begin
	sum=(ain^bin)^cin;//本位和输出表达式
	s1=ain&cin;
	s2=bin&cin;
	s3=ain&bin;
	cout=(s1|s2)|s3;//高位进位输出表达式
end
endmodule

请添加图片描述保存并编译文件
通过tool->Netlist Viewers->RTL Viewer,查看电路图
请添加图片描述仿真实现
创建一个向量波形文件,选择菜单项 File→New->VWF
请添加图片描述
编辑信号请添加图片描述保存文件并启动功能仿真请添加图片描述时序仿真请添加图片描述
配置引脚
使用3个SW作为输入信号,2个LED作为输出信号
请添加图片描述
下载请添加图片描述

四位全加器原理图

利用上一个1位全加器的元件
请添加图片描述
编译保存,通过tool->Netlist Viewers->RTL Viewer,查看电路图
请添加图片描述创建一个向量波形文件,选择菜单项 File→New->VWF
添加信号
请添加图片描述

请添加图片描述
保存文件并启动功能仿真
请添加图片描述时序仿真请添加图片描述

四位全加器Verilog实现

代码

module adder_4(a,b,cin,cout,dout);  
 
	input [3:0] a,b;   //a,b为4位输入
	input cin;   //cin为进位输入
	
	output cout; 
	output [3:0] dout;
 
	assign {cout,dout} = a+b+cin;   //a+b+cin 加法操作
	//使用拼接运算符将cout、dout拼接,dout取结果中的低四位
 
endmodule

保存并编译文件
通过tool->Netlist Viewers->RTL Viewer,查看电路图
请添加图片描述
仿真实现
创建一个向量波形文件,选择菜单项 File→New->VWF
添加信号
请添加图片描述
仿真结果请添加图片描述

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