Quartus-II入门--D触发器及时序仿真

一、Quartus-ll 的安装及使用

（一）、Quartus II的下载

百度网盘下载链接：
https://pan.baidu.com/s/1a9d-bq9RZmWrRV542X4IEA
提取码：ifte

说明： 本链接来自于正点原子官方资料下载

（二）、Quartus II的安装

下载后，解压压缩包。
2.运行可执行程序

3.进入安装导向过程
①进入welcom界面

②勾选“I accept the agreement”，然后点击Next
③选择相应安装的位置，然后点击Next

④选择安装的内容，然后点击Next

⑤点击Next

⑥安装过程（此过程时间可能比较久）

⑦点击Finish

⑧这时，会弹出一个小窗口，选择OK

（三）、Quartus II的注册

1.下载破解器文件
百度网盘链接：
https://pan.baidu.com/share/init?surl=6GnGbr4v-EFKF0VZYUArsg
提取码：766d
2.破解器的使用
①将Quartus_13.0_x64破解器.rar文件放在 ******quartusbin64 下面，并且解压将文件放到该目录下，运行可执行文件
②查找到 sys_cpt.dll 文件，然后双击此文件
③在安装目录下方生成一个“license”文件，点击“保存”

④破解器显示如下，点击“退出”就可以

⑤运行Quartus II 13.1，选择第二个，点击“ok”


⑥进入后，选择“tools”下方的“license setup”后，会弹出如下窗口，将ID复制即可


⑦在“ 安装目录中的quartusbin64”下找到“license”文件，并以记事本打开，如下图，画红色框的地方，将上一步所复制的 NIC ID替换掉 “XXXXXXXXX” 就完成了注册

⑧再打开 Quartus II ，按照下面的步骤查看： Tool --> License Setup，这样就成功注册

二、认识触发器

D触发器是一个具有记忆功能的，具有两个稳定状态的信息存储器件，是构成多种时序电路的最基本逻辑单元，也是数字逻辑电路中一种重要的单元电路。

（一）D触发器结构

从图中可以发现D触发器有四个管脚，分别是输入信号D，输出信号Q，时钟信号CLK以及复位信号RESET。
其功能是当RESET为低电平（0），Q处于低电平状态；当RESET为高电平（1），通过观察CLK状态，当CLK信号由0变1（上升沿）的时候，若D为低电平，Q就为低电平，若D为高电平，Q就为高电平。

（二）D触发器的波形图

理想状态

初始状态：
设置复位信号（rst_n）为1，d为0，q为1
变化过程：
rst_n为0的时候，q的值始终为0；rst_n为1的时候，当clk由0变为1，q的值根据d值而发生变化（值同）
实际状态

q值发生变化的时候，存在一定的延时（上升沿的时候q的值为变化之前的值）

三、Quartus-II输入原理图及时序仿真

（一）创建工程

File->New Project Wizard

填写工程名称

根据使用的FPGA，进行选择芯片系列及类型

直接Next

完成工程创建，点击Finish

（二）创建方框文件

选择New

选择Block Diagram/Schematic File

选择nand2，二个输入的与非门，依次添加四个and2和一个非门not

添加完成

选择连线工具

连线效果

保存电路图

（三）编译原理图文件

启动分析与综合（全编译）
rtl viewer，查看硬件电路图

硬件电路图

（四）创建vwm格式波形文件

选择VWF

选择Edit->Insert->Insert Node or Bus

添加Node or Bus

添加效果

编辑输入Clk，产生时钟信号

鼠标选择D，Q信号Q_n,，进行编辑

（五）时序波形仿真

功能仿真后的波形，满足D latch的时序（全编译后，也可以运行时序仿真）
可能会出现下图错误（如果没有提前设置）

解决方法
选择tools->Launch Simulation Library Compiler

返回vwm文件中，点击时序仿真，仿真结果如下

四、Quartus-II调用D触发器及时序仿真

（一）创建工程

方法同第三大点一样

（二）创建方框文件

调用D触发器

添加完成效果

（三）编译原理图文件

启动分析与综合（全编译），使用rtl viewer查看硬件电路图
硬件电路图

（四）创建vwm格式波形文件及时序仿真
创建文件方法同上
编辑好的波形

功能仿真结果

时序仿真结果

五、Quartus-II用Verilog语言实现D触发器及时序仿真

（一）创建工程

方法同第三大点一样

（二）编写Verilog文件

创建Verilog文件
点击File->New，选中Verilog

代码如下

//dwave是文件名
module dwave(d,clk,q);
    input d;
    input clk;
    output q;

    reg q;

    always @ (posedge clk)//我们用正的时钟沿做它的敏感信号
    begin
        q <= d;//上升沿有效的时候，把d捕获到q
    end
endmodule

保存文件并编译

（三）查看生成的电路图

使用rtl viewer查看硬件电路图
硬件电路图

（四）利用Verilog语言编写测试代码实现时序仿真

具体仿真过程，参考链接：
Modelsim SE版本的安装及使用方法
测试代码

//测试代码
`timescale 1ns / 1ns

module dwave_tb;
    reg clk,d;
    wire q;

    dwave u1(.d(d),.clk(clk),.q(q));

    initial
    begin
        clk = 1;
        d <= 0;
        forever
        begin
            #60 d <= 1;//人为生成毛刺 
            #22 d <= 0;
            #2  d <= 1;
            #2  d <= 0;
            #16 d <= 0;//维持16ns的低电平，然后让它做周期性的循环
        end
    end

    always #20 clk <= ~clk;//半周期为20ns,全周期为40ns的一个信号
endmodule

仿真效果

结论：通过三种方式实现D触发器及时序仿真的过程，可以发现D触发器的基本功能是在复位信号为1的时候，CLK的上升沿会引起Q值的变化。由此，可以得出次态方程为Qn + 1 = D
三种方式来说对于输入原理图可以更加清楚D触发器的结构，直接调用实际上就是不用自己了解D触发器的组成，Verilog语言实现会要求对语言有所掌握。三种方式来说，要想对结构有所了解，输入原理图会更好，对于元件比较多的来说，采用Verilog语言编程会更好。

参考资料

https://blog.csdn.net/qq_43279579/article/details/115176423
https://blog.csdn.net/qq_43279579/article/details/115286467

最后

以上就是爱笑鸵鸟为你收集整理的Quartus-II入门--D触发器及时序仿真的全部内容，希望文章能够帮你解决Quartus-II入门--D触发器及时序仿真所遇到的程序开发问题。

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