LTE-GX-02E 实验指导书

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第六章 二次开发实验

实验三十五 HDB3编译码程序设计

一、实验目的：

1.掌握“Quartus II 4.0”中程序的编写、编译以及仿真的方法。 2.掌握FPGA程序下载的方法。

3.掌握HDB3编译码原理以及实现方法。

二、实验内容：

1.在“Quartus II 4.0”中编写HDB3编译码的程序。然后，编译和仿真。 2.将程序下载到FPGA中，然后进行验证。

三、实验仪器：

1.光纤通信实验系统1台。 2.JTAG下载线1根。 3.电脑1台。 4.示波器1台。

四、实验原理：

程序输入输出口定义：

HDB3编码模块输入输出端口定义：

输入口：DIN HDB3编码模块数据输入端口。

clkin HDB3编码模块时钟输入端口。

输出口：DOUT[1..0] HDB3编码数据输出端口。 HDB3编码模块图形如下：

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HDB3编码模块输入输出端口定义：

输入口：DIN[1..0] HDB3译码模块数据输入端口。

clkin HDB3译码模块时钟输入端口。

输出口：DOUT HDB3译码数据输出端口。 HDB3译码模块图形如下：

程序设计要求：

1、HDB3编码模块将“pn序列程序设计”中的pn序列。DOUT规则如下表所示：

2、在2M2M接口的电平变换关系如下表所示。

3、按程序设计提示：

1、在进行HDB3编译码程序设计过程中一定要先理解HDB3编译码的原理。 2、在写这种编码比较复杂的程序时，最好先把程序流程图画好。

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五、实验注意事项：

1.在连接JTAG下载线时，JTAG下载线有红色的一边靠左，然后插入实验系统的程序下载断口。

2.程序下载到FPGA中可以马上使用，不能断电，断电后下载的程序会丢失。 3.管脚的定义参照“附录一”。

4.“Quartus II 4.0”的使用方法参见“附录二”。

六、实验步骤：

1.在电脑上运行“Quartus II 4.0”。

2.用VHDL语言或者用画图的方式编写产生pn序列的程序。 3.编译程序并进行仿真。然后，分配好管脚。

4.关闭实验系统电源。然后，用JTAG下载线连接电脑的并口和实验系统的程序下载口J601。

6.按照“实验三十五”中连线方法将程序中定义的两个HDB3编码输出的管脚与2M接口模块的输入端口P800和P802相连接。

7.将2M接口模块的P803和P801用信号连接导线连接。

8.将2M接口模块的P804和P805和程序中定义的两个HDB3译码输入口连接。 9.打开系统电源。将程序下载到FPGA中。 10.然后用示波器观察相应的测试点。

七、实验报告：

1.描述HDB3编译码原理。

2.记录相关测试点的波形并与仿真结果相比较。 3.考虑HDB3编码后信号的传输速率有无变化?

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附录一 FPGA管脚分布图

注意事项：图中未指定的管脚请不要使用

电端FPGA管脚分布图

其布局与实验系统中的对应（除了PIN16 主时钟，PIN67上电复位端没有外接出来以外）：

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光端FPGA管脚分布图

其布局与实验系统中的对应（除了PIN16 主时钟，PIN67上电复位端没有外接出来以外）：

以下的管脚是控制数字信号源模块的74LS151： A、B、C：PIN51、PIN52、PIN53。

四片74LS151的片选信号依次是：U307→PIN47，U308→PIN48，U309→PIN49，U310→PIN50。

以下管脚控制数字信号源终端光条显示的（输出“1”光条亮）：

U304：PIN68、PIN67、PIN62、PIN61、PIN60、PIN59、PIN58、PIN57 U305：PIN76、PIN75、PIN74、PIN73、PIN72、PIN71、PIN70、PIN69 U306：PIN91、PIN85、PIN84、PIN83、PIN82、PIN79、PIN78、PIN77

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附录二 Quartus 4.0 基本操作

本节从创建一个项目开始，到程序的下载。把Quartus 4.0 基本操作演示一遍，一些Quartus 4.0应用中的技巧将在下一节中进行详细的说明：

STEP 1：建立一个项目

1、首先，运行Quartus 4.0。然后新建一个项目，如下图所示：

点击“New Project Wizard…”按钮后按如下方法设置： 1、点击NEXT：

2、设置好项目的路径后点击“NEXT”：

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3、点“Add…”就可以加入项目要包含的文件了，现在还没有文件添加进去，可以到后面再新建。直接点击“Next”：

点击添加文件

4、设置EDA工具，可以先不用考虑，直接点击“Next”：

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5、Family选项是用来选择器件类型的，本实验系统采用的FPGA是Cyclone系列的EP1C3，因此选择Cyclone。下面选项选择“Yes”表示自己指定具体的器件，选择“No,……”表示让系统自动选择器件，这里我们选择“Yes”。点击“Next”：

6、“Package”表示器件的封装，选择“TQFP”。“Pin”表示器件管脚的个数，选择“144”。 “Speed”表示信号延时的时间，数值越小表示器件运算速度越快，这里选择“8”。最后，在左边的窗口中选择EP1C3T144C8，点击“Next”。

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7、点击“Finish”，就完成项目的建立了！

STEP 2：向项目中添加一个文件

1、点击“New”，如下图所示：

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2、在弹出的窗口做如下设置：

选中“Device Design Filet”中的“Block Diagram/Schematic File”，这是选择绘图的方式进行输入。然后，点击“OK”

3、对文件进行保存：

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点击保存

输入文件名

按保存，完成文件添加。

STEP 2：输入符号及编译文件

1、在工作区的空白出点击鼠标右键，弹出如下菜单，点击“Insert→Symbol...”,在弹出的窗口中选择要插入的逻辑单元。

点击此项

2、在“Name”栏中输入要插入的模块，例如输入“not”。点击OK就可以完成输入了。

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3、连线的方法：当鼠标移动到靠近接口的边缘时鼠标将变成十字形，这时点击鼠标左键不放，移动鼠标到要连线的终点位置，松开鼠标左键，完成连线。

4、还有几种连线的方式如网络标识方法、总线连接法，这些连线的方法在比较复杂的设计中将起很大的作用，这些连线方法将在“Quartus应用技巧”中进行讲解。

5、完成程序的输入后，进行编译。点击“Processing→Start Complation”

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6、编译完成后，在右边的窗口可以 …… 此处隐藏：2314字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……