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軟體與硬體介紹

1-1 Quartus II 與 ModelSim-Altera

Starter 軟體下載

1-2 軟體安裝

1-3 FBBCar 介紹

1-4 隨書光碟內容

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以下分幾個章節介紹本書所使用的軟體下載方式與硬體設備。1-1 為 Quartus II 與

ModelSim-Altera Starter 軟體下載，1-2 為軟體安裝，1-3 為 FBBCar 介紹。

1-1 Quartus II 與 ModelSim-Altera Starter

軟體下載

1-1-1 Quartus II軟體下載

Altera每季會更新軟體版本，可以從 altera官方網站 http://www.altera.com的網頁

下方有一個「Download Center」下載軟體，如圖 1-1 所示。

圖 1-1 Altera 網頁「DOWNLOADS」連結

從「DOWNLOAD」連結點進去，可以看到的頁面最下方有各版本的軟體選項，

選擇 12.1 Service Pack1，如圖 1-2 所示。本書範例使用 Web 版軟體就可以完成。若要

下載 Web 版軟體，則點選「Web Edition」。

圖 1-2 DOWNLOADS 頁面


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進入下載軟體之頁面，如圖 1-3 所示。選「Individual Files」，可分開下載不同軟體

的安裝檔。若是工作在 Windows作業系統，先選擇「12.1sp1_quartus_free_windows.exe」。

圖 1-3 選擇 Quartus II 安裝軟體

會進入「myAltera Log In」網頁，如圖 1-4 所示。若是還沒有在 altera網站註冊過，

則選擇下方「Create Your myAltera Account」，輸入您真實的 E-mail 帳號，再選擇「Create

Account」。

圖 1-4 「myAltera Log In」網頁

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會出現 myAltera Email Verification 頁面，提示要去前一頁面登記的信箱收信，驗

證信箱。

圖 1-5 myAltera Email Verification 頁面

進入信箱會收到 Altera寄的信箱驗證信如圖 1-6 所示，選擇連結。

圖 1-6 Altera 寄的信箱驗證信

信箱驗證完成會出現表單，填寫個人資料參考如圖 1-7 所示。填寫完按「Create

Account」。


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圖 1-7 輸入個人資料

建立帳號完成會切至登入頁面，輸入帳號密碼後，按「Log In」，如圖 1-8 所示。

圖 1-8 登入個人帳號

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登入個人帳號成功的話會看到如圖 1-9 所示之頁面，再按右邊「Download Quartus

Prime」。另外新開啟一頁面如圖 1-10 所示。

圖 1-9 登入成功之頁面

選擇軟體版本，例如 Version12.1 下的 12.1 Service Pack 1，如圖 1-10 所示。本書

使用 Web Edition 即可完成本書範例。點選「Web Edition」。

圖 1-10 選擇軟體版本


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接著需選擇配合不同作業系統的軟體檔案，例如選擇在 Window 作業系統下的

Quartus II 安裝檔「12_1sp1_quartus_free_windows.exe」，如圖 1-11 所示。

圖 1-11 選擇作業系統

接著會切至「About the Download Manager」頁面如圖 1-12 頁面，並出現「另存

新檔」之對話視窗，如圖 1-13 所示。

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圖 1-12 「About the Download Manager」頁面

將 Quartus II 安裝檔「12_1sp1_quartus_free_windows.exe」存至個人電腦資料夾，

例如，存至「d:/tools/qt12sp1/12.1sp1_243_quartus_free_windows.exe」，如圖 1-13 所示。

圖 1-13 儲存「12.1sp1_243_quartus_free_windows.exe」檔

1-1-2 ModelSim-Altera Starter軟體下載

ModelSim-Altera Starter 為不須付費的模擬軟體，可將 Quartus II 軟體所設計之電

路進行模擬。ModelSim-Altera Starter 軟體下載處同 Quartus II 軟體之下載頁面，如圖

1-14 所示。


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圖 1-14 ModelSim-Altera Starter 軟體下載

接著選擇在不同作業系統與不同版本的軟體，在此選擇「 12.1sp1_

modelsim_ase_windows」，如圖 1-15 所示。

圖 1-15 ModelSim-Altera Starter 軟體下載

將 ModelSim-Altera Starter 安裝檔「12.1sp1_243_modelsim_ase_windows.exe」存

至個人電腦資料夾，例如，存至「d:/tools/modelsim121sp1/12.1sp1_243_ modelsim_

ase_windows.exe」，如圖 1-16 所示。

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圖 1-16 儲存「12.1sp1_243_modelsim_ase_windows.exe」檔

1-2 軟體安裝

執行 Quartus II 軟體安裝檔「12.1sp1_243_quartus_free_windows.exe」，出現軟體

安裝視窗，如圖 1-17 所示。按「Install」開始安裝。

圖 1-17 安裝視窗

出現歡迎視窗，如圖 1-18 所示，按「Next」。


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圖 1-18 歡迎視窗

出現使用權授權畫面，將右邊捲軸拉至最底，勾選「I agree to the terms of the

license agreement」，如圖 1-19 所示，再按「Next」。

圖 1-19 授權同意書頁面

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接著需設定軟體安裝目錄，保持預設路徑，如圖 1-20 所示。

圖 1-20 設定軟體安裝路徑

接著選擇安裝的軟體與元件，如圖 1-21 所示。再按「Next」。

圖 1-21 選擇安裝的軟體與元件


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接著出現進入 Summary 頁面，如圖 1-22 所示。如果確定安裝設定無誤就按「Next」

開始安裝，如圖 1-23 所示。

圖 1-22 Summary 頁面

圖 1-23 開始安裝

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安裝完成後，出現「Quartus II TalkBack」視窗，勾選「Enable sending TalkBack data

to Altera」，再按「OK」鍵。

圖 1-24 Quartus II TalkBack 視窗

接著會詢問是否移除暫存之解壓縮檔，如圖 1-25 所示，按「Yes」。

圖 1-25 詢問是否移除暫存之解壓縮檔

Quartus II 安裝完成畫面如圖 1-26 所示，按「Finish」鍵。

圖 1-26 Quartus II 安裝完成畫面


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執行 ModelSim-Altera Starter 軟體安裝檔「 12.1sp1_243_modelsim_

ase_windows.exe」，出現軟體安裝視窗，如圖 1-27 所示。按「Install」開始安裝，也是

採用預設設定進行安裝即可。

圖 1-27 安裝 ModelSim-Altera Starter 軟體

ModelSim-Altera Starter 安裝完成畫面如圖 1-28 所示，按「Finish」鍵。

圖 1-28 ModelSim-Altera Starter 安裝完成

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1-3 FBBCar介紹

FBBCar 輪型機器人的造型如圖 1-29 所示，具有可程式控制的左輪與右輪，與一

個尾輪。

圖 1-29 FBBCar 輪型機器人外型

此 FBBCar 搭載著一片 PCB 板，上方有一個 FPGA 開發板 DE0-Nano 與一個小麵

包板，如圖 1-30 所示。

圖 1-30 FBBCar 之 PCB 板與 FPGA 開發板 DE0-Nano

此輪型機器人的大腦是使用一塊 FPGA 開發板 DE0-Nano，DE0-Nano 的產品網站

為：http://www.terasic.com.tw/cgi-bin/page/archive.pl?Language=Taiwan&CategoryNo

=145&No=603。DE0-Nano 是一個 FPGA 開發平台，適用於自動控制裝置和便於攜帶

的產品原型電路設計，此平台採用具有 22,320 個邏輯單元(Les)的 Cyclone IV 晶片。

DE0-Nano 的介面包括兩個可以擴充的外接 GPIO、同步動態隨機存取記憶體(SDRAM)


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和可擦除記憶體(EEPROM)，可用於較大容量的數據儲存與緩衝，同時也配置一般用

戶經常使用的 LED指示燈和按鍵等周邊設備。

DE0-Nano 具有小尺寸與重量輕的優點，並且不需攜帶太多的硬體設備就能夠重

新配置，這些特點明顯地區分了 DE0-Nano 與其他一般用途的開發板。另外，對於大

部分可攜式設計來說，電源攜帶的方便性也是重要功能之一，這款 DE0-Nano 就提供

了 USB mini-AB 接口(5V)、兩針的外接電源接頭(3.6-5.7V)，和兩個 5V 直流電源接頭

接口，共三種供電模式。DE0-Nano 外觀正面說明如圖 1-31 所示。

圖 1-31 DE0-Nano 正面外觀說明

DE0-Nano 背面的 GPIO_2 公接頭（26 腳）與 PCB 板上的 26 腳之母接頭相接，

如圖 1-32 所示。

圖 1-32 GPIO_2 接頭

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小麵包板的周邊接口與 DE0-Nano 板之 GPIO_2 之接腳如圖 1-33 所示。

圖 1-33 小麵包板的周邊接口與 DE0-Nano 板之 GPIO_2 之接腳圖

感測器等電路可以插在小麵包板並利用周邊的接腳連接至 DE0-Nano 之 GPIO_2

與 FPGA 相接。感測器連接在小麵包板上之範例如圖 1-34 所示。

圖 1-34 感測器電路連接在小麵包板上之範例

1-4 隨書光碟內容

本書光碟內容整理如表 1-1 所示。


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表 1-1 隨書光碟內容

目錄內容說明

urre 藍芽接收控制程式 8-1

DE0-Nano Verilog logic 邏輯運算電路 2-1

mux 多工器 2-2

adder 加法器 2-3

flip_flop 暫存器 2-4

counter 計數器 2-5

state_machine 狀態機 2-6

VHDL logic 邏輯運算電路 2-1

mux 多工器 2-2

adder 加法器 2-3

flip_flop 暫存器 2-4

counter 計數器 2-5

state_machine 狀態機 2-6

DE0-Nano divider_v 除頻器之 Verilog HDL 設計 3-2-1

divider_vhd 除頻器之 VHDL 設計 3-2-2

pwm_v PWM訊號產生器之 Verilog HDL設計 3-3-1

pwm_vhd PWM 訊號產生器之 VHDL 設計

motor_control_v DE0-nano 控制連續旋轉馬達電路之

Verilog HDL 設計

3-4-1

motor_control_vhd DE0-nano 控制連續旋轉馬達電路

VHDL 設計

motor_switch_v 指撥開關控制馬達轉動電路之

Verilog HDL 設計

3-5-1

motor_switch_vhd 指撥開關控制馬達轉動電路之 VHDL

設計

forward FBBCar 前進控制電路設計 4-1-1

motor_360_v FBBCar 左轉一圈控制電路之 Verilog

HDL 設計

4-2-1

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表 1-1 隨書光碟內容（續）

目錄內容說明

motor_360_vhd FBBCar 左轉一圈控制電路之 VHDL

設計

motor_switch_two_v FBBCar 指撥開關控制兩個馬達轉動

之 Verilog HDL 設計

4-3-1

motor_switch_two_vhd FBBCar 指撥開關控制兩個馬達轉動

之 VHDL 設計

motor_action_v FBBCar 連續變換動作電路設計之

Verilog HDL 設計

4-4-1

motor_action_vhd FBBCar 連續變換動作電路設計之

VHDL 設計

motor_whisker_v FBBCar 觸鬚導航之 Verilog HDL 設

計

5-1-1

motor_whisker_vhd FBBCar 觸鬚導航之 VHDL 設計

DE0-Nano motor_whisker_speaker 壓電揚聲器控制電路設計 5-2-1

FBBcar_whisker_speaker FBBCar 觸鬚導航結合壓電揚聲器電

路設計

5-2-2

DE0_NANO_ADC 光敏電阻與 FBBCar 上 DE0-Nano 組

合

6-1

DE0_NANO_ADC 顯示一個光敏電阻感測值於 FBBCar

上之 LED 燈

6-2

DE0_NANO_ADC_2CH/D

E0_NANO_ADC/

顯示 2 個光敏電阻感測值於 FBBCar

之 LED 燈

6-3

DE0_Nano_ControlPanel 兩個光敏電阻與 FBBCar 組合 6-4-1

DE0_NANO_ADC_motor/

DE0_NANO_ADC/

沿黑色行走之 FBBCar 6-4-2

DE0_NANO_ADC_motor

_speaker/DE0_NANO_A

DC/

沿黑色行走之 FBBCar 結合壓電揚聲

器電路設計

6-4-3

LEDPLL 使用 PLL 產生 38KHz 的訊號 7-1-1

IR_LED_controller_v 紅外線 LED 驅動電路訊號控制器與

Signal Tap II 觀察訊號

7-1-2

IR_sensor_v 使用一組 IR 感測器訊號處理設計 7-2

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