附录

附录1　Multisim软件使用简介

EWB的升级版是Multisim，它提供了一个非常大的元件库，原理图输入接口、全部的Spice仿真功能、VHDL/Verilog设计接口与仿真功能、FPGA/CPLD综合、RF设计能力和后处理功能，还可以进行从原理图到PCB布线工具包的无缝隙数据传输，是一个完整的设计工具系统。

附1.1　Multisim的基本界面

Multisim用户界面如图附1.1所示：

在菜单(Menus)中找到所有功能的命令。

系统工具栏(system toolbar)包含常用的基本功能按钮。

设计工具栏(Multisim design Bar)是Multisim的一个完整部分。

使用中元件列表(In Use)列出了当前电路所使用的全部元件。

元件工具栏(component toolbar)包含元件箱按钮(Parts Bin),单击它可以打开元件族工具栏。

数据库选择器(database selector)允许确定哪一层次的数据库，以元件工具栏的形式显示。

状态条(status line)显示有关当前操作以及鼠标所指条目的有用信息。

1)Multisim系统工具栏

这部分与windows操作系统一样，可以进行文件存储、打印等操作，不在赘述。

2)设计工具栏(Design Bar)

设计是Multisim的核心部分，使用户能容易地运行程序所提供的各种复杂功能。

元件设计按钮(Component)缺省显示，因为进行电路设计的第一个逻辑步骤是往电路窗口中放置元件。

元件编辑器按钮(Component Editor)用以调整或增加元件。

仪表按钮(Instruments)用以给电路添加仪表或观察仿真结果。

仿真按钮(Simulate)用以开始、暂停或结束电路仿真。

分析按钮(Analysis)用以选择要进行的分析。

后分析器按钮(Postprocessor)用以进行对仿真结果的进一步操作。

VHDL/Verilog按钮用以使用VHDL模型进行设计(不是所有的版本都具备)。

报告按钮(Reports)用以打印有关电路的报告(材料清单，元件列表和元件细节)。

传输按钮(Transfer)用以与其他程序通讯，比如与Ultiboard通讯。也可以将仿真结果输出到像MathCAD和Excel这样的应用程序。

附1.2　Multisim的基本操作

本节通过建立并仿真一个图附1.2的电路，学习该软件的使用方法。

1)建立仿真电路

第一步　建立电路文件

运行Multisim，自动打开一个空白的电路文件，建立电路文件。电路的颜色、尺寸和显示模式基于以前的用户设置，也可以用菜单根据需要改变设置。

第二步　放置元件

Multisim提供三个层次的元件数据库(Multisim主数据库“Multisim Master”、用户数据库“User”，有些版本有合作/项目数据库“corporate/project(corp/proj)”)。

元件工具栏

元件工具栏是缺省可见的，如果不可见，请单击设计工具栏的Component按钮，出现元件工具栏见图附1.3。

元件被分成逻辑组或元件箱，每一元件箱用工具栏中的一个按钮表示。将鼠标指向元件箱，元件族工具栏打开，其中包含代表各族元件的按钮。

一般利用元件工具栏放置元件，当不知道要放置的元件包含在哪个元件箱中时，可以用Edit/Place Component放置元件。

(1)放置电源元件

将鼠标指向电源工具按钮(或单击该按钮)，电源族工具栏如图附1.4显示：

在按钮上移动鼠标会显示按钮所代表的元件族的名称。单击直流电压源按钮鼠标指示已为放置元件做好准备鼠标所指即为元件左上角位置。

将鼠标移到要放置元件的左上角位置，利用页边界可以精确地确定位置，单击鼠标，电源出现在电路窗口中，如图附1.5所示。

双击电源出现电源特性对话框，如图附1.6所示(电源的缺省值是12 V)，将5改为12，单击OK。

(2)放置电阻

放置鼠标于基本元件工具箱上，单击电阻按钮，出现电阻浏览器，如图附1.7所示。

此时显示主数据库中所有可能得到的电阻。滚动Component List找到470 Ω的电阻。也可以输入电阻值，快速滚动Component List，如输入470后，浏览器会滚动到相应的区域。选择470 Ω电阻，然后单击OK。将鼠标移动到电路规定的位置，单击鼠标放置元件。注意电阻的颜色与电源不同，它是实际的元件(可以输出到PCB布线软件)。

为了连线方便，需要旋转电阻。此时：右击电阻，出现弹出式菜单。选择菜单中的90CounterCW命令，可实现电阻的旋转。

(3)增加电阻

方法同前，此时，电阻的参考ID是“R2”与“R3”。设计工具栏右边的“In Use”列出了已经放置的所有的元件，单击列表中的元件可以容易地重用此元件，如图附1.8所示。

(4)放置其他元件

一个红色的LED(取自于Dioeds族)放置在R1的正下方。

一个74LS00D(取自于TTL族)在VD1位置。由于此元件有四个门，所以程序将提示您确定使用哪个门。四个门相同，可任选一个。

一个2N2222A双极型NPN三极管(取自于三极管族)，放置在R2的右方。

另一个2N2222A双极型NPN三极管放置在LED正下方(拷贝并粘贴前面的三极管到新位置即可)。

一个330 nF的电容(取自于基本元件族)，放置在第一个三极管的右方。

接地(取自于电源族)，放置在U1、VT1、VT2和C1的下方。

一个5 V的电源VCC(取自于电源族)，放置在电路窗口的左上角；一个数字地(取自于电源族)放置在VCC下方。如图附1.9所示：

3)存储文件

将电路所有元件及参数都设定放置好后，选择File/Save As菜单命令，给出存储位置与文件名，保存输入的设计电路。通常将元件排成一条直线便于连线，双击元件出现元件特性对话框。单击标号Label标签，输入或调整标号(由字母与数字组成，不得含有特殊字符和空格)。

4)电路连线

Multisim有自动与手工两种连线方法。自动连线选择管脚间最好的路径自动完成连线，避免连线通过元件和连线重叠；手工连线要求用户控制连线路径。

(1)自动连线

U1和地自动连线：单击U1下边的管脚，单击接地上边的管脚。两个元件就自动完成了连线。结果如图附1.10所示：

用自动连线完成图附1.11连线。

按ESC结束自动连线。要删除连线，右击连线从弹出式菜单中选择Delete或按DELETE键。

(2)手工连线

手工连线可以精确地控制路径。

增加节点：选择Edit/Place Junction菜单命令，鼠标指示已经做好放置节点准备。单击U1输入间的连线放置节点。出现节点特性对话框，保持节点特性为缺省状态，单击OK。节点出现在连线上，右击电路窗口，从弹出式菜单中选择Grid Visible命令以显示格点。如图附1.12所示：

手工连线：单击刚才放置在U1输入端的节点。向元件的下方拖动连线，连线的位置是“固定的”。拖动连续至元件下方几个格点的位置，再次单击。向上拖动连线到LED1和VT2间连线的对面，再次单击。拖动连线至LED1与VT2间的连线上，再次单击。结果如图附1.13所示：

小方块(“拖动点”)指明了曾单击鼠标的位置，单击拖动点并拖动线段可以调整连线的形状，操作前请先储存文件。选中连线后可以增加拖动点：按住CTRL键然后单击要增加拖动点的连线，按住CTRL键然后单击拖动点可以删除它。

5)文本增加

Multisim允许增加标题栏和文本来注释电路。

增加标题栏：选择Edit/Set Title Block，输入标题文本单击OK，标题栏出现在电路窗口的右下角。

增加文本：选择Edit/Place Text；单击电路窗口，出现文本框；输入文本——比如“My tutorial circuit”；单击要放置文本的位置。

6)电路测试

为了测试电路的工作状态，Multisim提供一系列虚拟仪表，使用虚拟仪表显示仿真结果是检测电路行为最好、最简便的方法。

单击设计工具栏中的Instruments按钮，会出现仪表工具栏，每一个按钮代表一种仪表。各种仪表视图如图附1.14所示。

虚拟仪表有两种视图：连接于电路的仪表图标；打开的仪表，如图附1.15所示。

(1)添加仪表

打开已建立的电路文件，单击设计工具栏的Instruments 按钮出现仪表工具栏。

单击示波器 按钮，移动鼠标至电路窗口的右侧，然后单击鼠标，示波器图标出现在电路窗口中。

单击示波器的A通道图标，拖动连线到U1与R2间的节点上。

单击B通道图标，拖动连线到VT2与C1间的连线上。示波器接入电路结果如图附1.16所示。

(2)仪表设置

以示波器为例，说明仪表设置。双击示波器图标，打开示波器，如图附1.17所示：

选择Y/T时，时基(Timebase)控制示波器水平轴(X轴)的幅度，如图附1.18所示。为了得到稳定的读数，时基设置应与频率成反比——频率越高时基越低。

本次仿真电路示波器参数设置如图附1.19所示：

(3)电路仿真

将电路中所有的元件、连线与仪表均已正确连接并设置好，保存电路文件。

单击设计工具栏中的Simulate 按钮，或选择弹出式菜单中的Run/Stop命令。

采用电路中的示波器进行观察，如果仪表不处于“打开”状态，可以双击图标“打开”仪它。

如果正确地设置了示波器，呈现图附1.20所示结果，同时电路中的LED在闪烁。

单击设计工具栏中的Simulate按钮，或选择弹出式菜单中的Run/Stop命令，可停止仿真。

(4)电路分析

Multisim提供多种不同的分析类型，分析结果会在Multisim绘图器中以图表的形式显示。

单击设计工具栏的Analysis按钮 选择分析种类：时域分析与运行分析。

(5)混合仿真

Multisim支持SPICE、VHDL、Verilog仿真，以及任何这几种仿真的混合。HDL是专为描述复杂数字器件的行为设计的，所以它们被称为“行为层”语言，为SPICE难以建模的复杂数字IC建模，设计可编程逻辑电路。它们使用行为层模型(不是SPICE中的晶体管/门层)描述这些器件的行为。Multisim都支持常用两种HDL语言VHDL和Verilog。Multisim允许进行混合仿真(比如SPICE和VHDL)，既可以用已有的VHDL模型也可以用自编的VHDL码。

在上述电路中加入VHDL元件，从杂项数字元件箱如图附1.21中选择VHDL族，并在图附1.22中选择元件。

滚动并选择74LS00D，单击OK放置元件。由于电路中已经有了一个SPICE与非门，需要删除它为VHDL与非门腾出位置，选中此与非门，单击Delete，

下面要连接VHDL模型与非门。将此元件放置在原来74LS00D的位置上，连线方式与原来相同。完成后如图附1.23所示。

混合仿真的方法与仿真纯SPICE电路相同。

7)输出报告

Multisim可以产生材料清单、数据库族列表、元件细节报告。

单击设计工具栏中的Reports按钮，从出现的菜单中选择Bill of Material，出现报告(BOM)如图附1.24所示。材料清单列出了电路所用到的元件，提供了制造电路板时所需元件的总体情况。提供的信息包括：

● 每种元件的数量；

● 元件描述。包括元件类型(如：电阻)和元件值(如：5.1 Kohm)；

● 每个元件的参考ID；

● 每个元件的封装或管脚图。

单击Print 按钮，打印BOM出现标准打印窗口，可以选择打印机、打印份数等等。

单击Save 按钮，出现标准的文件储存窗口，可以定义路径和文件名。

因为材料清单是帮助采购和制造的，所以只包含“真实的”元件。要观察电路中的-虚拟元件，单击Others 按钮，出现的另一个窗口只显示这些元件。

附录2　SE-5M型EDA实验开发系统

SE-5M型EDA实验开发系统是一种多功能、高配置、高品质的EDA教学与开发设备。图附2.1为系统的结构资源分布图。

附2.1　下载板

下载板是实验系统的核心，板上配有一片实验用FPGA。实验中下载板要插在系统主板上，才可形成一个完整的实验系统。下载板配有5V电源插口、晶体振荡器和单步时钟电路，下载板上设有下载电路，与PC机接口(并口)相连，可下载程序。下载板的这些功能使得下载板既可与主板相配形成一个实验系统，也可作为一个科研开发工具独立使用。下载板设有保护电路，确保用户在误操作时不会烧毁FPGA芯片。

附2.2 　实验主板的主要技术指标

(1)主板可与六种不同的下载板相配合使用。

(2)具有多种输出方式

①七段LED显示器：动态显示(M1～M 8)，静态显示4位(M1～M4)；

②发光二极管输出：32位。

(3)多种输入方式

①输入拨动开关：16位；

②输入按键开关：16位。

(4)多种时钟信号

①单步信号：用于调试；

②有晶体振荡器产生并通过分频获得 1Hz～4.19MHz等12个连续标准方波信号；可用短路帽进行选择，并分成两组时钟信号CP1、CP2。

(5)多种接口

①配有RS232接口；

②配有VGA接口；

③2个YJ1、YJ2液晶显示接口；

④16个 I/O转接扩展插口。

(6)A/D转换器

①配有串行A/D转换器TL C549；

②并行D/A转换器TL C7528。

(7)存储功能

配有存储器62256。

(8)配有1片单片机系统 (AT89C51)。

(9)1片管理芯片 EPM712 8。

与SE-5M型EDA实验开发系统配套使用的下载板，其芯片FPGA是 Altera公司的EPF10K10LC84-4/EP1K10QC208-3，其资源为：10000/300000门，I/O： 52/132个。

附2.3　下载板与主板的连接

下载板中央放置一块可插拔的PLCC封装的FPGA芯片。

下载板右侧有一个IDC26分装的插座(称编程通信口)，通过一根 26芯排线(也称下载电缆)将该插座与PC机并口连接，即完成PC与FPGA通信。

下载板上下两侧分别有双排焊点(正面)和双排插针(反面)。焊点旁边的数字即为与FPGA芯片相连管脚号，管脚旁的括号内的符号名为主板上的主要信号名(见附表：下载板与主板器件连接关系表)。下载板背面装有一排电阻，该电阻连接双排焊点与FPGA芯片I/O口之间起限流保护作用，以防止实验时误操作将FPGA的I/O误接VCC或GND，或两个I/O互连造成的短路现象。确保在误操作时不损坏FPGA芯片。

上下两排焊点的最左边的焊点为VCC，最右边的焊点为GND，分别与FPGA芯片VCC和 GND的相连，插在主板上可从主板获得+5V电源。下载板与主板配合使用，可形成一个完整的实验系统。

下载板也可作为一个开发工具独立使用。下载板左上角设有直流+5V电源插座，设有一路单步STEP信号(按一下“STEP”按键，其上方指示灯亮，表明输出一个单次脉冲，该脉冲已经过消抖处理)CP1和一路 10MHz晶振时钟信号CP2，通过插接 JPI插座上的短路帽与FPGA的时钟输入端相连，使下载板上的FPGA获得时钟信号(注意：与主板配合使用，JPI上不能插短路帽)。表附2.1表示主板与下载板主要器件连接关系。

附录3　伟福公司开发的EDA实验系统

EDA6000实验系统可完成SOPC/FPGA/DSP等各种实验，并且板上自带仿真器EDA6000，具有以下特点：

(1)软开放： 采用软开放式结构，对于用户而言，可以用软件方式按设计要求连接各IO引脚。在软件上连接好线路后，下载到实验系统中实现硬件连线，如连线过程有错误，软件会发出提示，有效避免接错线可能导致的设备损坏。另外，软件连线可将定义好的接线保存在磁盘上，下次实验与设计时可从盘上读出，便于再次使用。

(2)逻辑分析仪： EDA6000实验系统提供八种逻辑分析仪。

(3)智能译码： 与软件连线技术相似，软件上设置好译码方式后，下载到实验系统中可实现所要求的译码电路。

(4)软、硬结合： 可在PC机上连线，下载到实验板上，实验运行结果可在软件上观察。

(5)模式可变： 采用软件配置技术，可设置不同的模式。

(6)适配板独立： 实验系统所用的显示译码、键盘输出均不占用适配板的资源。

(7)多种外部设备： 并、串行ADC、DAC、VGA、USB、PS2鼠标等。

(8)用户控制电路： 用户CPU、外围键盘、液晶显示屏、八段数码显示等电路。

下面以前面设计的计数器为例，说明EDA6000实验系统的使用方法。因为在Max+plusⅡ10.0进行设计、仿真步骤与前述完全相同，在此不再赘述，主要介绍器件编程的设计步骤。

1)选择器件

在较为简单的电路模拟仿真通过以后，就可以进行器件编程。首先选择器件，Max+plusⅡ10.0支持Altera公司的多种器件，本次采用的目标器件为ACEX1K系列中的EP1K10TC144-1，器件选择步骤如下：

从图形输入编辑窗口的菜单下选择“Assign”，再选择“Device”项，可打开器件选择对话框；单击“Device Family”区的下拉按钮，可进行器件系列选择，选择ACEX1K系列。选择器件系列后，在具体器件型号列表区双击所要选择的器件EP1K10TC144-1即可。单击“OK”，关闭对话框，完成器件选择，下面进行管脚锁定。

2)选择相应管脚

选择的器件EP1K10TC144-1共有144个管脚，因此选择哪个管脚进行输入输出就需要一定的依据。故根据EDA6000中的管脚使用情况来确定对器件EP1K10TC144-1的管脚锁定。通过开始菜单或桌面上的快捷方式打开EDA6000，如图附3.1。

单击左边列中的新建模式，创建一个模式。在弹出的对话框中输入模式名称，如： “pj1”，然后选择也保存到Max+plusⅡ文件所在的位置。

单击窗口第一行中的“IO管脚定义”按钮，得到图附3.2所示界面。首先在“选择FPGA/EPLD板”中选择与Max+plusⅡ文件中选用一致的设备，即EP1K10TC144-1。在下面的各组管脚中，有与所有管脚相对应的IO号。注意，在对Max+plusⅡ文件中的设备进行管脚锁定时用的是管脚号而非IO号。EDA6000有64个IO脚，分别对应不同的EDA适配板上的FPGA的管脚，在IO管脚定义窗口中，可用下拉菜单选择EDA适配板。当选好适配板后，IO脚与FPGA芯片的管脚的对应关系以分组的方式表示出来，当实验系统运行时，可以实时观察到该管脚的状态。

回到第一行中的结构框图界面，如图附3.1。图中S0~S7是8个提供使用的数码管，L0~L15是16个发光二极管，K0~K7则是8个按钮。

本实验选择S0来显示q0~q3的输出结果，用L0来显示cout的输出，先选用系统自带的时钟脉冲信号来作为CP输入。(系统自带的时钟信号输入只有IO30和IO31两个，即125和55管脚)

在S0处单击鼠标右键，弹出如图附3.3所示对话框，在连接类型选项中选择6-16译码器，且为Bit0~Bit3从低位到高位确定对应的IO号，点击“OK”即可。

在L0处单击鼠标右键，弹出如图附3.4所示的对话框，在连接类型处选择“连接到IO”，并确确定所使用的IO端口，注意，前面已经使用过的IO号和系统分配的时钟脉冲信号IO端口就不能再使用了。另外还可以选择发光二极管要发出的光的颜色，再点击“OK”完成设置。

设置好连接模式后，点击“保存模式”按钮，完成设置，界面如图附3.5。

注意： 关闭EDA6000时，软件不会提示是否保存，所以，设置好模式以后一定要点击保存模式，避免丢失。

3)管脚锁定

(1)在设置完模式的EDA6000界面中，将鼠标放置于右侧IO号上，此时会有相应的芯片管脚号显示，见图附3.5。

(2)根据这些管脚号，分别锁定q0~q3，cout和cp。具体方法为：

在Max+plusⅡ中打开文件pj1.gdf。分别选中q0~q3每一个引脚，单击鼠标右键，弹出如图附3.6所示对话框，选择“Assign”下的“Pin/Location/Chip...”选项，得到图附3.7所示对话框，在“Pin”后面填入与EDA6000相对应的端口号，并保证“Pin_Type”类型选择正确，单击“OK”即可。

同样的方法可以分别将cout和cp引脚管脚锁定。锁定结束后的计数器电路见图附3.8，此后要对文件pj1.gdf进行重新编译。

4)硬件编程/配置

通过项目编译后的文件，可以下载到实验箱中，且在EDA6000和实验箱上可同时看到该计数器的计数结果。

(1)设置硬件编程/配置

①将下载电缆一段插入LTP1(并行口)，另一端插入实验箱的系统板，打开系统板电源。

②若第一次运行编程器，必须在弹出的对话框或“Option”菜单下的“Hardware Setup”中进行硬件选择。本实验选择“ByteBlaster(MV)”选项。

(2)创建编程器日志文件

从Max+plusⅡ菜单中选择“Programmer”可打开编程器对话框，单击“Configure”键即可完成下载。此时再次转到EDA6000中的模式，单击界面左列的“连接EDA实验仪”，然后再单击“启动/暂停”，就可在EDA6000中定义的数码管和发光二极管观察十二进制计数器的计数过程，同时在实验箱上，也会有同样的结果显示。

附录4　常用逻辑符号对照表

附录5　常用集成电路的型号及引脚排列图