FPGA入门系列实验教程——闪烁灯

FPGA入门系列实验教程——闪烁灯
FPGA入门系列实验教程——闪烁灯

FPGA入门系列实验教程——LED闪烁灯

1.实验任务

让实验板上的8个LED周期性的闪烁。通过这个实验,熟悉并掌握采用计数与判断的方式来实现分频的Verilog HDL的编程方法以及Quartus II软件的使用方法和开发流程。

2.实验环境

硬件实验环境为艾米电子工作室型号EP2C8Q208增强版开发套件。

软件实验环境为Quartus II8.1开发软件。

3.实验原理

艾米电子工作室开发套件板载50MHz的时钟源,假如我们直接把它输入到发光二极管LED,由于人眼的延迟性,我们将无法看到LED闪烁,认为它一直亮着。如果我们期望看到闪烁灯,就需要将时钟源的频率降低后再输出。本实验采用计数与判段的方式来实现降低时钟源的频率。计数电路可用计数器实现,每来一个时钟脉冲CLK,计数器就加1,而每当判断出计数器达到某个数值时,把输出状态求反,就使得8个LED的亮灭反转一次,即:周期性的输出高电平“1”和低电平“0”。这样设计相当于把50MHz的时钟源分频后输出。如果最终要使得LED1S闪烁一次,即输出1Hz的时钟脉冲,让计数器计到25000000便可以让LED亮0.5秒、灭0.5秒。

4.实验程序

module led1(clk,led);//模块名及端口参数

input clk;//输入端口定义

output[7:0]led;//输出端口定义

reg[7:0]led;//输出端口定义为寄存器型

reg[25:0]buffer;//中间变量buffer定义为寄存器型

always@(posedge clk)

begin//顺序语句,到end止

buffer<=buffer+1;//计数器buffer按位加1

if(buffer==26'd2*******)//判别buffer中的数值为25000000时,

//做输出处理

begin

led<=~led;//led[0]-led[7]反转一次。

buffer<=0;

end

end

endmodule

5.实验步骤

(1)建立新工程项目:

打开Quartus II软件,进入集成开发环境,点击File→New project

wizard建立一个工程项目led1。

(2)建立文本编辑文件:

点击File→New...,在该项目下新建Verilog HDL源程序文件led1.v,输

入试验程序中的源程序代码保存后选择工具栏中的

按钮,配置led[0]---led[7]以及clk的引脚。

(5)编译工程项目:

在Quartus II主页面下,选择Processing→Start Compilation或点击工具

栏上的

实验教程配套开发板一览:

了解详情登陆淘宝店铺:

艾米电子淘宝店:https://www.360docs.net/doc/df15890651.html,/

FPGA实验报告

数字电路与逻辑设计 用Verilog编程 用FPGA实现汽车尾灯控制系统 实验报告 学院:信息与通信工程学院 专业:电子信息工程 班级: 2015211103 组员:傅远昌 2015210077 张楷 2015210078

一.实验要求 根据汽车行驶状态自动控制汽车尾灯 1.直行:尾灯不亮 2.右转:右侧尾灯亮而且按秒闪烁,左侧尾灯不亮 3.左转:左侧尾灯亮而且按秒闪烁,右侧尾灯不亮 4.临时停车或故障:两侧尾灯同时闪烁 5.倒车显示 二.用FPGA实现方式设计 1.用三色LED代表左右汽车尾灯,为了便于区分,左尾灯选择靠左的三色LED且显示为蓝色,右尾灯选择靠右的三色LED且显示为红色。两灯同时闪烁表示停车或倒车。 2.用八个单色LED以流水灯的方式显示汽车的行驶状态,向前滚动表示汽车前行,向后滚动表示汽车到车,只有前四个LED 亮表示左转,只有后四个LED亮表示右转。 3.用四个拨码开关分别表示前行、左转、右转、故障(倒车),器输入组合1000表示前行,0100表示左转、0010表示右转、0001表示故障(倒车); 三.设计思路分析 1.使用不同的进程来分别处理时钟分频及各个状态下的灯光效果 2.用三色LED代表左右汽车尾灯

3.用拨码开关控制汽车行驶状态 4.用单色LED显示汽车行驶状态 5.使用状态机的思想来设计,通过过状态来决定灯光效果,通过外部输入来改变状态。 四.波形仿真 五.管脚分配 1.输入管脚分配: 2.输出管脚分配:

六.实验总结体会: (1)本次实验,我们采用模块化的设计方法,将整体分成不同功能的模块,如计时模块、分频模块、显示控制模块、LED灯显示模块,然后分模块编写程序(由小组人员分工完成),之后再将模块之间用变量连接起来,从而实现汽车尾灯显示要求。 (2)在实现本次设计的过程中,使我们了解了汽车尾灯的基本原理,从而让我们觉得,首次将我们的专业知识与生活联系起来,增强了我们对本课程的学习兴趣。 (3)在本次实验的实现过程中,通过调用case语句、always语句,是我们进一步加深了对case、always语句的认识,并且能够将其运用到其他设计中,使我们进一步熟练了这种设计方法和verilog程序设计语言。 七.实现代码

FPGA入门及Quartus II使用教程(内部资料)

FPGA入门及Quartus II使用教程FPGA是英文Field Programmable Gate Array的缩写,即现场可编程门阵列,它是在可编程阵列逻辑PAL(Programmable Array Logic)、门阵列逻辑GAL(Gate Array Logic)等可编程器件的基础上上进一步发展的产物。 可以这样讲,ASIC(Application Specific Integrated Circuit )内部的所有资源,是用积木堆积起来的小房子,可以是一个欧美风情的房子,还可以是一个北京四合院…….而FPGA内部就可以说是一个个小积木,也就是内部有大量的资源提供给我们,根据我们的需求进行内部的设计。并且可以通过软件仿真,我们可以事先验证设计的正确性。 第一章FPGA的基本开发流程 下面我们基于Altera 公司的QuantusII 软件来说明FPGA 的开发流程。 下图是一个典型的基于Quartus II的FPGA开发整体流程框图。

1、建立工程师每个开发过程的开始,Quartus II以工程为单位对设计过程进行管 理。 2、建立顶层图。可以这样理解,顶层图是一个容器,将整个工程的各个模块包 容在里边,编译的时候就将这些模块整合在一起。也可以理解为它是一个大元件,比如一个单片机,内部包含各个模块,编译的时候就是生成一个这样的大元件。 3、采用ALTERA公司提供的LPM功能模块。Quartus软件环境包含了大量的常 用功能模块,比如计数器、累加器、比较器等等。 4、自己建立模块。由于有些设计中现有的模块功能不能满足具体设计的要求, 那就只能自己设计。使用硬件描述语言,当然也可以用原理图的输入方法,可以独立的把它们当成一个工程来设计,并且生成一个模块符号(Symbol),类似于那些LPM功能模块。这里可以理解为,如果我们需求的滤波器,没有现成的合适的,那我们可以通过LC自己来搭建一个滤波器。 5、将顶层图的各个功能模块连线起来。这个过程类似电路图设计,把各个芯片 连起来,组成电路系统。 6、系统的功能原理图至此已经基本出炉了,下一步就是选择芯片字载体,分配 引脚,设置编译选项等等。 7、编译。这个过程类似软件开发里德编译,但是实际上这个过程比软件的编译 复杂的多,因为它最终要实现硬件里边的物理结构,包含了优化逻辑的组合,综合逻辑以及布线等步骤。 8、编译后会生成2个文件,一个是*.sof文件,一个是*.pof文件,前者可以通过 JTAG方式下载到FPGA内部,可以进行调试,但断电后数据丢失;后者通过AS或者PS方式下载到FPGA的配置芯片里边(EEPROM或者FLASH),重新上电后FPGA会通过配置将数据读出。 9、对于复杂的设计,工程编译好了,我们可以通过Quartus软件或者其他仿真 软件来对设计进行反复仿真和验证,直到满足要求。(主要是时序仿真)。 第二章基于Quartus II的实例 一、建立工程 首先,打开Quartus II软件。

FPGA数电实验报告

实验报告 课程名称:数字电子技术实验姓名: 学号: 专业: 开课学期: 指导教师:

实验课安全知识须知 1.须知1:规范着装。为保证实验操作过程安全、避免实验过程中意外发生,学生禁止穿拖 鞋进入实验室,女生尽量避免穿裙子参加实验。 2.须知2:实验前必须熟悉实验设备参数、掌握设备的技术性能以及操作规程。 3.须知3:实验时人体不可接触带电线路,接线或拆线都必须在切断电源的情况下进行。 4.须知4:学生独立完成接线或改接线路后必须经指导教师检查和允许,并使组内其他同学 引起注意后方可接通电源。实验中如设备发生故障,应立即切断电源,经查清问题和妥善处理故障后,才能继续进行实验。 5.须知5:接通电源前应先检查功率表及电流表的电流量程是否符合要求,有否短路回路存 在,以免损坏仪表或电源。 特别提醒:实验过程中违反以上任一须知,需再次进行预习后方可再来参加实验;课程中违反三次及以上,直接重修。 实验报告撰写要求 1.要求1:预习报告部分列出该次实验使用组件名称或者设备额定参数;绘制实验线路图, 并注明仪表量程、电阻器阻值、电源端编号等。绘制数据记录表格,并注明相关的实验环境参数与要求。 2.要求2:分析报告部分一方面参考思考题要求,对实验数据进行分析和整理,说明实验结 果与理论是否符合;另一方面根据实测数据和在实验中观察和发现的问题,经过自己研究或分析讨论后写出的心得体会。 3.要求3:在数据处理中,曲线的绘制必须用坐标纸画出曲线,曲线要用曲线尺或曲线板连 成光滑曲线,不在曲线上的点仍按实际数据标出其具体坐标。 4.要求4:本课程实验结束后,将各次的实验报告按要求装订,并在首页写上序号(实验课 上签到表对应的序号)。请班长按照序号排序,并在课程结束后按要求上交实验报告。 温馨提示:实验报告撰写过程中如遇预留空白不足,请在该页背面空白接续。

使用QUARTUS II做FPGA开发全流程,傻瓜式详细教程

My First FPGA Design Tutorial 101 Innovation Drive San Jose, CA 95134 (408) 544-7000 https://www.360docs.net/doc/df15890651.html, TU-01002-1.0

Copyright ? 2007 Altera Corporation. All rights reserved. Altera, The Programmable Solutions Company, the stylized Altera logo, specific device des-ignations, and all other words and logos that are identified as trademarks and/or service marks are, unless noted otherwise, the trademarks and service marks of Altera Corporation in the U.S. and other countries. All other product or service names are the property of their respective holders. Al-tera products are protected under numerous U.S. and foreign patents and pending applications, maskwork rights, and copyrights. Altera warrants performance of its semiconductor products to current specifications in accordance with Altera's standard warranty, but reserves the right to make changes to any products and services at any time without notice. Altera assumes no responsibility or liability arising out of the ap- plication or use of any information, product, or service described herein except as expressly agreed to in writing by Altera Corporation. Altera customers are advised to obtain the latest version of device specifications before relying on any published in- formation and before placing orders for products or services. Printed on recycled paper

FPGA开发入门教程

Altera FPGA开发入门教程

目录 目录 第一章 Altera FPGA 开发流程概述 (1) 1.1 你需要准备的 (1) 1.2 Altera FPGA 基本开发流程 (1) 第二章 QuartusII 软件安装教程 (4) 第三章 完成第一个FPGA设计 (20) 3.1 启动和建立QuartusII工程 (20) 3.2 编辑我们的设计文件 (27) 3.3 综合、布局布线 (30) 3.4 引脚约束 (34) 3.5 再次综合、布局布线 (37) 第四章 配置FPGA (38) 4.1 JTAG配置 (38) 4.2 JIC烧写 (42)

第一章Altera FPGA 开发流程概述 本章介绍Altera FPGA的最基本最简单的开发流程,目的在于让您更直观了解FPGA开发设计过程,最快上手FPGA开发,最快找到感觉:-) 1.1你需要准备的 ●兴趣 无需多言,兴趣是最好的老师! ●基本电路知识 学习FPGA最好能懂一些模拟电路和数字电路的基础知识,比如知道什么是高电平、低电平、逻辑门、触发器、电阻电容、发光二极管等。只需基本概念即可,不要求你是专家。当然,如果你有单片机之类的开发经验,那会更好! ●Verilog语言 是的,我们用Verilog进行FPGA设计。因为近年来,Verilog的使用率已经远远超过VHDL。你不需要太精通Verilog的语法,但是你需要用硬件的思维来学习和使用Verilog。在接下来的FPGA学习中,我们会反复强调这一点,以便带给你更深的体会。 ●硬件平台 纸上得来终觉浅。一块优秀而又易用的入门级FPGA开发板,会祝您一臂之力! 1.2A ltera FPGA 基本开发流程 图1- 1展示了Altera FPGA的基本开发流程。 1

基于FPGA的单脉冲发生器

西安邮电大学FPGA课程设计报告 题目:可编程单脉冲发生器 院系:通信与信息工程学院专业班级:电子信息科学与技术学生姓名:韩萌 导师姓名:张丽果 起止时间:2012-9-10至2012-9-22 2012年09月20日

FPGA课程设计报告提纲 1.任务 根据输入的8位的脉宽参数,输出255种宽度的单次脉冲。 可编程单脉冲发生器是一种脉冲宽度可编程的信号发生器,在输入按键的控制下,产生单次的脉冲,脉冲的宽度由8位的输入数据控制。由于是8位的脉宽参数,故可以产生255 种宽度的单次脉冲。 2.目的 产生一个脉冲宽度可根据8位输入数据(data)可变的脉冲发生器。 可变的脉冲信号可以通过把输入的data赋值给一个count,通过对count信号做减1操作控制输出的脉冲宽度。把data赋给count后,在key键启动的情况下,输出脉冲pulse信号开 始输出低电平,count同时在每来一个时钟信号的时候做减1操作,而且pulse信号一直保持高 电平,当count减为0时,把pulse信号拉低。这样就输出了一个脉冲宽度可以根据data输入信 号可变的脉冲信号。 3.使用环境(软件/硬件环境,设备等) 布局布线使用的环境是Quartus II。 仿真测试使用的环境是ModelSim SE。 4.FPGA课程设计详细内容 4.1 技术规范 (一)、功能定义如下: 本设计实现一个可编程单脉冲发生器,具体功能如下: 1.异步信号复位,复位后信号输出可以重新开始。 2.把8为脉冲宽度data赋给计数信号count。 3.当有key按键使能时,输出脉冲信号,并做count减1操作,重复再按使能键无效。 4.使能按键后产生的单脉冲的上升沿与时钟取得同步。 5.当count减为0时,脉冲信号拉低。高电平持续的宽度,即所需的脉冲宽度。 6.产生的脉冲信号的最大宽度为255。 (二)、引脚定义

FPGA学习指南

PS:笔者强烈建议诸位注册一个EETOP的账号,每天签到或者发贴、回贴就有积分了,里面的资源非常丰富,各种软件、资料都能找到。 一、入门首先要掌握HDL(HDL=verilog+VHDL)。 第一句话是:还没学数电的先学数电。然后你可以选择verilog或者VHDL,有C语言基础的,建议选择VHDL。因为verilog太像C了,很容易混淆,最后你会发现,你花了大量时间去区分这两种语言,而不是在学习如何使用它。当然,你思维能转得过来,也可以选verilog,毕竟在国内verilog用得比较多。 接下来,首先找本实例抄代码。抄代码的意义在于熟悉语法规则和编译器(这里的编译器是硅编译器又叫综合器,常用的编译器有:Quartus、ISE、Vivado、Design Compiler、Synopsys的VCS、iverilog、Lattice的Diamond、Microsemi/Actel的Libero、Synplify pro),然后再模仿着写,最后不看书也能写出来。编译完代码,就打开RTL图,看一下综合出来是什么样的电路。 HDL是硬件描述语言,突出硬件这一特点,所以要用数电的思维去思考HDL,而不是用C语言或者其它高级语言,如果不能理解这句话的,可以看《什么是硬件以及什么是软件》。在这一阶段,推荐的教材是《Verilog传奇》、《Verilog HDL高级数字设计》或者是《用于逻辑综合的VHDL》。不看书也能写出个三段式状态机就可以进入下一阶段了。 此外,你手上必须准备Verilog或者VHDL的官方文档,《verilog_IEEE官方标准手册-2005_IEEE_P1364》、《IEEE Standard VHDL Language_2008》,以便遇到一些语法问题的时候能查一下。 二、独立完成中小规模的数字电路设计。 现在,你可以设计一些数字电路了,像交通灯、电子琴、DDS等等,推荐的教材是《Verilog HDL应用程序设计实例精讲》。在这一阶段,你要做到的是:给你一个指标要求或者时序图,你能用HDL设计电路去实现它。这里你需要一块开发板,可以选Altera的cyclone IV系列,或者Xilinx的Spantan 6。还没掌握HDL之前千万不要买开发板,因为你买回来也没用。这里你没必要每次编译通过就下载代码,咱们用modelsim仿真(此外还有QuestaSim、NC verilog、Diamond的Active-HDL、VCS、Debussy/Verdi等仿真工具),如果仿真都不能通过那就不用下载了,肯定不行的。在这里先掌握简单的testbench就可以了。推荐的教材是《WRITING TESTBENCHES Functional Verification of HDL Models》。 三、掌握设计方法和设计原则。 你可能发现你综合出来的电路尽管没错,但有很多警告。这个时候,你得学会同步设计原则、优化电路,是速度优先还是面积优先,时钟树应该怎样设计,怎样同步两个异频时钟 《Altera FPGA/CPLD 等等。推荐的教材是《FPGA权威指南》、《IP核芯志-数字逻辑设计思想》、 设计》第二版的基础篇和高级篇两本。学会加快编译速度(增量式编译、LogicLock),静态时序分析(timequest),嵌入式逻辑分析仪(signaltap)就算是通关了。如果有不懂的地方可以暂时跳过,因为这部分还需要足量的实践,才能有较深刻的理解。 四、学会提高开发效率。 因为Quartus和ISE的编辑器功能太弱,影响了开发效率。所以建议使用Sublime text 编辑器中代码片段的功能,以减少重复性劳动。Modelsim也是常用的仿真工具,学会TCL/TK 以编写适合自己的DO文件,使得仿真变得自动化,推荐的教材是《TCL/TK入门经典》。你可能会手动备份代码,但是专业人士都是用版本控制器的,所以,为了提高工作效率,必须掌握GIT。文件比较器Beyond Compare也是个比较常用的工具。此外,你也可以使用System Verilog来替代testbench,这样效率会更高一些。如果你是做IC验证的,就必须掌

FPGA基础试验之流水灯

综合实验报告 第四组 组长:韩欢02081535 陈洁钰02081536 侯旭涛02081514 高耀02081510 李欣昊02081508 李昊02081506

FPGA基础试验之流水灯 一、实验目的 通过此实验进一步了解、熟悉和掌握Quartus II开发软件的使用方法及Verilog 语言的编程方法。学习简单时序电路的设计分析和硬件测试。 二、实验内容 1.熟悉信号产生板中的FPGA的普通I/O的连接; 2.根据实际的流水灯分析时序,体会用Verilog语言的编程产生相应时序;3.熟悉集成开发工具Quartus II,学会使用Quartus II对Cyclone系列FPGA的程序开发、编译与调试; 4.掌握Cyclone系列FPGA的程序加载,熟练掌握将.sof文件加载到实验板的FPGA中,实现流水灯的效果。 三、实验原理 流水灯,顾名思义就是让LED像水一样的点亮。如果把流水做慢动作播放,可以想象到其实就是移动,即:把水块不断地向同一方向移动,而原来的水块保持不动,就形成了流水。同样,如果使得最左边的灯先亮,然后通过移位,在其右侧的灯,从左向右依次点亮,而已经亮的灯又不灭,便形成了向右的流水灯。初始状态时,四个灯都不亮,每来一个时钟脉冲,CLK,计数器就加1.这样通过移位依次点亮所有的灯,就形成了流水灯。而当四个灯都点亮时,需要一个操作使得所有的灯恢复为初始状态。然后,再一次流水即可。如果是右移位,就出现向右流水的现象;反之,向左流水。 四、实验要求 控制4个LED进行花式显示,根据硬件设施设计两种模式:S0:从全亮到全灭,再到全亮,依次循环;S1:从LED0开始依次点亮,为LED1亮,LED2亮,LED3亮,后再LED2亮,LED1亮,LED0亮,不停循环。即输出为:S0时,从0000到1111不停循环转换;S1时,0111,1011,1101,1110,1101,1011,0111不断循环。 五、实验步骤 (1)建立工程 (2)建立Verilog文件,编写相关程序 (3)将verilog文件编译为可视化电路图文件 (4)将可视化电路图文件添加输入输出组合成电路图文件 (5)编译语法及验证原理图 (6)根据需要分配管脚并进行编译

FPGA入门系列实验教程——LED跑马灯

艾米电子工作室FPGA入门系列实验教程 FPGA入门系列实验教程V1.0 前言 目前市场销售FPGA开发板的厂商很多,但大多只提供些简单的代码,没有详尽的文档和教程提供给初学者。经验表明,很多学生在学习FPGA设计技术的过程中,虽然刚开始学习热情很高,但真正坚持下来一直到“学会”的却寥寥无几,除了学生个人毅力的因素外,另外一个更主要的原因就是所选的开发板缺少配套的说明文档和手把手系列的入门教程。原本FPGA的学习门槛相对于单片机来说就高了不少,再加上缺少手把手系列教程资料,这就给初学者学习FPGA增添了更多的困难,很多初学者因为找不到入门的方法而渐渐失去了学习FPGA的兴趣和信心。 作者从接著到系统学习FPGA有两年多的时间了,学习FPGA的时间不长,期间因为没有专业的老师指导,自己摸索学习FPGA走了很多的弯路。有过问题迎刃而解的快乐,也有过苦苦寻求结果和答案的痛苦历程,回想起自己学习FPGA的历程,从开始的茫然,到后来的疯狂看书,购买开发板,在开发板上练习各种FPGA实例,到最后能独立完成项目,一路走来,感受颇多。发觉学习FPGA只要选择正确的方法是有捷径可走的,有很多人学习FPGA很长时间,因为没有找到正确的方法还是停留在入门阶段。 针对现状,作者从初学者的角度出发,结合作者学习FPGA的经验和亲身体会,遵循“宁可啰嗦一点,也不放过细节”的原则编写了详尽的实验教程作为艾米电子工作室开发套件的配套教程使用,主要面向FPGA初学者。FPGA的学习只有通过大量的操作与实践才能很好并快速的掌握。为此本实验教程从点亮LED 灯写起,深入浅出,以图文并茂的方式由易到难地列举了很多实例,采用手把手、Step by Step的方式让初学者以最快的方式掌握FPGA技术的开发流程以及Quartus II软件的使用,从而激起初学者学习FPGA的兴趣。在教程中作者采用“授人以渔”的方式,努力做到不仅讲述怎样进行试验,而且分析为什么这样做,以便初学者深刻理解并快速掌握FPGA的学习方法。 本实验教程的所有实例均在艾米电子工作室开发套件上验证通过,本教程虽然简单但编写也花费了作者大量的时间和精力,对于转载需要注明出处:https://www.360docs.net/doc/df15890651.html,(艾米电子工作室作者:静水流深),并未经艾米电子工作室同意不得用于其他商业用途。 FPGA技术是不断发展变化的,要掌握FPGA技术的精髓,需要设计者在实践中不懈地摸索与积累,逐步提高自己的设计水平,本实验教程试图对初学者起到快速入门的作用。但由于作者学习FPGA时间不长,水平有限,错漏和不严谨之处在所难免,欢迎大家批评指正。并请您将阅读中发现的错误或建议发送到作者Email:zhoujie9220@https://www.360docs.net/doc/df15890651.html,,以使本教程不断地完善。

郑州航院EDA实验报告模板

《EDA技术及应用》 实验报告 系部:电子通信工程系 指导教师:张松炜 学号:121307214 ____ 姓名:李俊杰_______

2014___年_6___月__19_日 实验一点亮LED设计 一、实验目的 通过此试验可以让大家逐步了解,熟悉和掌握FPGA开发软件Quartus II的使用方法及VerilogHDL的编程方法。 二、实验内容 本实验是一个简单的点亮LED灯的实验,具体包括: 1)使用Quartus II建立一个工程; 2)Quartus II工程设计; 3)设置编译选项并编译硬件系统; 4)下载硬件设计到目标FPGA; 5)观察LED的状态; 三、实验原理 和单片机一样,向片子里写进数据,输出高电平(对于共阴极的),或者输出低电平(对于共阳极)。根据Cyclone片子已经分配好的针脚设置好针脚。 四、实验步骤 建立-----个工程-----输入程序-----软件编译 ------生成下载文件-----下载—调试。

五、实验程序 module led1(led); //模块名led1 output[7:0] led; //定义输出端口 reg[7:0] led; //定义寄存器 always //过程1 begin led = 8'b10101010; //输出0xAA end endmodule 六、思考题 (1)写出使用QuartusII软件开发工程的完整的流程。 建立一个工程—输入程序—软件编译综合—生成下载文件— 下载—硬件调。 实验二流水灯实验 一、实验目的 通过此试验让大家进一步了解熟悉和掌握FPGA开发软件的使用方法及软件编程方法。学习简单的时序电路的设计和硬件测试。 二、实验内容 本实验的内容是建立用于控制LED流水灯的简单硬件电路,要求在SmartSOPC上实现LED1-LED8发光二极管流水灯的显示。 三、实验原理

Verilog流水灯实验报告

流水灯实验报告 实验二 流水灯 一、 实验目的 学会编写一个简单的流水灯程序并掌握分频的方法。熟悉Modelsim 仿真软件的使用。 二、 实验要求 用Quartus 编写流水灯程序,在Modelsim 软件中进行仿真。 三、 实验仪器和设备 1、 硬件:计算机 2、 软件:Quartus 、Modelsim 、(UE ) 四、 实验内容 1、 将时钟周期进行分频。 2、 编写Verilog 程序实现LED 等依次亮灭,用Modelsim 进行仿真,绘制波形图。 五、 实验设计 (一)分频原理 已知时钟周期f 为50MHz ,周期T 为1/f ,即20ns 。若想得到四分频计数器,即周期为80ns 的时钟,需要把时钟进行分频。即每四个时钟周期合并为一个周期。原理图如图1所示。 rst_n clk clk_4 图1 四分频原理图 (二)流水灯设计思路 1、实现4盏LED 灯依次隔1s 亮灭,即周期为1s ; 2、计算出频率f 为1/T=1Hz ; 3、设置计数器cnt ,当检测到clk 上升沿时开始计数,当cnt 计数到24_999_999时,clk_4跳变为1,LED 灯亮起,当cnt 计数49_999_999时,clk_4置0,LED 灯熄灭。 4、给LED 赋初值4’b0001,第一盏灯亮。 5、利用位拼接,实现循环。 (三)设计框图

FPGA clk cnt LED LED 图2 设计基本框图 (四)位拼接的用法 若输入a=4'b1010,b=3'b101,c=4'b0101,想要使输出d=5'b10001 用位拼接,符号“{ }”:d<={b[2:1],c[1],a[2:1]} 即把b 的低1~2位10,c 的低1位0,a 的低1~2位01拼接起来,得到10 0 01。 流水灯 4'b0001 4'b0010 4'b0100 4'b1000 相当于把低三位左移,并最高位放在最低位。 用位拼接可写为: led<={led[2:0], led[3]}; 低三位 最高位 六、 实验方法和步骤 (一)时钟分频 1、 编写分频程序。 2、 编写测试程序。 3、 进行仿真,波形如图3所示。 图3 分频仿真结果 (二)流水灯 1、编写分频程序。

西电EDA实验报告

交通灯控制器设计报告 交通控制器 一.选题目的 尝试用所学eda和vhdl编程知识,解决生活中常见的问题。做到学而时习之。 二.设计目标(课题内容) 设计一个十字路口交通控制系统,其东西,南北两个方向除了有红、黄、绿灯指示是否 允许通行外,还设有时钟,以倒计时方式显示每一路允许通行的时间,绿灯,黄灯,红灯的 持续时间分别是40、5和45秒。当东西或南北两路中任一道上出现特殊情况,例如有消防车, 警车要去执行任务,此时交通控制系统应可由交警手动控制立即进入特殊运行状态,即两条 道上的所有车辆皆停止通行,红灯全亮,时钟停止计时,且其数字在闪烁。当特殊运行状态 结束后,管理系统恢复原来的状态,继续正常运行。 三.实现方案(包括原理框图和hdl设计流程图) 1原理框图 从题目中计数值与交通灯的亮灭的关系如图(1)所示 1.交通灯的显示状况: 东西南北 图(1)计数值与交通灯亮灭的关系 2.交通等的原理示意图如图(2) 图(2)交通灯的示意图 3.hdl设计流程图如图(3): 四.设计过程(包括关键模块的仿真结果) 1.总体思路 第一部分:clk时钟秒脉冲发生电路 在红绿灯交通信号系统中,大多数情况是通过自动控制的方式指挥交通的。 因此为了避免意外事件的发生,电路必须给一个稳定的时钟(clock)才能让系统正常运 作。模块说明:系统输入信号: clk: 由外接信号发生器提供10hz的时钟信号;系统输出信号: clk_out:产生每 秒一个脉冲的信号; 第二部分:计数秒数选择电路 计数电路最主要的功能就是记数负责显示倒数的计数值,对下一个模块提供状态转换信 号。模块说明: 系统输入:clk_out: 接收由clk电路的提供的1hz的时钟脉冲信号;系统输出信号: countnum:倒计数值; 第三部分:红绿灯状态转换电路本电路负责红绿灯的转换。模块说明: 系统输入信号:clock,hold,countnum; 系统输出信号:numa,numb: 接收计数秒数选择电路状态转换信号; reda,greena,yellowa,redb,greenb,yellowb :负责红绿灯的状态显示。 第四部分:时间显示电路 本电路负责红绿灯的计数时间的显示。bcd_data 模块说明: 系统输入信号:clock,hold,numin(即接收numa,numb的值):倒计数值秒数位变化控制 信号; 系统输出信号:numa,numb: 负责红绿灯的显示秒数位。 2.单元电路设计 (1)分频器的设计

Xilinx_FPGA中文教程

Spartan-3E Starter Kit Board User Guide

Chapter 1: Introduction and Overview Chapter 2: Switches, Buttons, and Knob Chapter 3: Clock Sources Chapter 4: FPGA Configuration Options Chapter 5: Character LCD Screen Chapter 6: VGA Display Port Chapter 7: RS-232 Serial Ports Chapter 8: PS/2 Mouse/Keyboard Port Chapter 9: Digital to Analog Converter (DAC) Chapter 10: Analog Capture Circuit Chapter 11: Intel StrataFlash Parallel NOR Flash PROM Chapter 12: SPI Serial Flash Chapter 13: DDR SDRAM Chapter 14: 10/100 Ethernet Physical Layer Interface Chapter 15: Expansion Connectors Chapter 16: XC2C64A CoolRunner-II CPLD Chapter 17: DS2432 1-Wire SHA-1 EEPROM

Chapter 1:Introduction and Overview Spartan-3E 入门实验板使设计人员能够即时利用Spartan-3E 系列的完整平台性能。 设备支持设备支持::Spartan-3E 、CoolRunner-II 关键特性关键特性::Xilinx 器件: Spartan-3E (50万门,XC3S500E-4FG320C), CoolRunner?-II (XC2C64A-5VQ44C)与Platform Flash (XCF04S-VO20C) 时钟时钟::50 MHz 晶体时钟振荡器 存储器: 128 Mbit 并行Flash, 16 Mbit SPI Flash, 64 MByte DDR SDRAM 连接器与接口: 以太网10/100 Phy, JTAG USB 下载,两个9管脚RS-232串行端口, PS/2类型鼠标/键盘端口, 带按钮的旋转编码器, 四个滑动开关,八个单独的LED 输出, 四个瞬时接触按钮, 100管脚hirose 扩展连接端口与三个6管脚扩展连接器 显示器: VGA 显示端口,16 字符- 2 线式 LCD 电源电源::Linear Technologies 电源供电,TPS75003三路电源管理IC 市场: 消费类, 电信/数据通信, 服务器, 存储器 应用: 可支持32位的RISC 处理器,可以采用Xilinx 的MicroBlaze 以及PicoBlaze 嵌入式开发系统;支持DDR 接口的应用;支持基于Ethernet 网络的应用;支持大容量I/O 扩展的应用。 Choose the Starter Kit Board for Your Needs Spartan-3E FPGA Features and Embedded Processing Functions Spartan3-E FPGA 入门实验板具有Spartan3-E FPGA 系列突出独特的特点和为嵌入式处理发展与应用提供了很大的方便。该板的特点如下: Spartan3-E 特有的特征:并行NOR Flash 配置;通过并行NOR Flash PROM 实现FPGA 的多种配置方式 嵌入式系统:MicroBlaze? 32-bit 嵌入RISC 处理器;PicoBlaze? 8-bit 嵌入控制器;DDR 存储器接口 Learning Xilinx FPGA, CPLD, and ISE Development Software Basics Spartan3-E FPGA 入门实验板比其他的入门实验板先进、复杂。它是学习FPGA 或CPLD 设计和怎样运用ISE 软件的基础。 Advanced Spartan-3 Generation Development Boards 入门实验板示范了MicroBlaze? 32-bit 嵌入式处理器和EDK 的基本运用。其更先进的地方

vhdl流水灯课程设计报告

院系: 姓名: 学号: 课程设计名称: 指导老师: 时间:

摘要 VHDL的特点 应用VHDL进行系统设计,有以下几方面的特点。 (一)功能强大 VHDL具有功能强大的语言结构。它可以用明确的代码描述复杂的控制逻辑设计。并且具有多层次的设计描述功能,支持设计库和可重复使用的元件生成。VHDL是一种设计、仿真和综合的标准硬件描述语言。 (二)可移植性 VHDL语言是一个标准语言,其设计描述可以为不同的EDA工具支持。它可以从一个仿真工具移植到另一个仿真工具,从一个综合工具移植到另一个综合工具,从一个工作平台移植到另一个工作平台。此外,通过更换库再重新综合很容易移植为ASIC设计。 (三)独立性 VHDL的硬件描述与具体的工艺技术和硬件结构无关。设计者可以不懂硬件的结构,也不必管最终设计实现的目标器件是什么,而进行独立的设计。程序设计的硬件目标器件有广阔的选择范围,可以是各系列的CPLD、FPGA及各种门阵列器件。 (四)可操作性 由于VHDL具有类属描述语句和子程序调用等功能,对于已完成的设计,在不改变源程序的条件下,只需改变端口类属参量或函数,就能轻易地改变设计的规模和结构。 (五)灵活性 VHDL最初是作为一种仿真标准格式出现的,有着丰富的仿真语句和库函数。使其在任何大系统的设计中,随时可对设计进行仿真模拟。所以,即使在远离门级的高层次(即使设计尚未完成时),设计者就能够对整个工程设计的结构和功能的可行性进行查验,并做出决策。VHDL的设计结构 VHDL描述数字电路系统设计的行为、功能、输入和输出。它在语法上与现代编程语言相似,但包含了许多与硬件有特殊关系的结构。 VHDL将一个设计称为一个实体Entity(元件、电路或者系统),并且将它分成外部的可见部分(实体名、连接)和内部的隐藏部分(实体算法、实现)。当定义了一个设计的实体之后,其他实体可以利用该实体,也可以开发一个实体库。所以,内部和外部的概念对系统设计的VHDL是十分重要的。

FPGA入门实验教程 适合初学者

艾米电子工作室—让开发变得更简单https://www.360docs.net/doc/df15890651.html, FPGA 入门系列实验教程——点亮LED 1. 实验任务 点亮发光二极管。通过这个实验,熟悉并掌握CPLD/FPGA 开发软件Quartus II 的使用方法和开发流程以及Verilog HDL的编程方法。 2. 实验环境 硬件实验环境为艾米电子工作室型号EP2C5T144 开发套件。 软件实验环境为Quartus II 8.1 开发软件。 3. 实验原理 FPGA 器件同单片机一样,为用户提供了许多灵活的独立的输入/输出I/O 口 (单元)。FPGA 每个I/O 口可以配置为输入、输出、双向、集电极开路和三态门等各种组态。作为输出口时,FPGA 的I/O 口可以吸收最大为24mA 的电流, 可以直接驱动发光二极管LED 等器件。图1. 1 为8 个发光二极管硬件原理图, 本原理图对应艾米电子工作室型号为EP2C5T144 FPGA 开发板及接口板。通过 原理图可知如果要点亮这八个LED,所以只要正确分配并锁定引脚后,在相应 的引脚上输出相应高电平“1”,就可实现点亮该发光二极管的功能。本工作室开 发板均采用输出“1”点亮LED 的模式,以后就不再另作说明。 图1. 1 发光二极管LED 硬件原理图 艾米电子工作室—让开发变得更简单https://www.360docs.net/doc/df15890651.html, FPGA 入门系列实验教程——LED 闪烁灯 1. 实验任务 让实验板上的8 个LED 周期性的闪烁。通过这个实验,熟悉并掌握采用计数 与判断的方式来实现分频的Verilog HDL 的编程方法以及Quartus II 软件的使 用方法和开发流程。 2. 实验环境 硬件实验环境为艾米电子工作室型号EP2C8Q208 增强版开发套件。 软件实验环境为Quartus II 8.1 开发软件。 3. 实验原理 艾米电子工作室开发套件板载50MHz 的时钟源,假如我们直接把它输入到发光二极管LED,由于人眼的延迟性,我们将无法看到LED 闪烁,认为 它一直亮着。如果我们期望看到闪烁灯,就需要将时钟源的频率降低后再输

FPGA实验报告

电子科技大学成都学院 实验报告册 课程名称:FPGA实验 姓名: 学号: 院系:微电子技术系 专业:集成电路设计与集成系统 教师: 2014 年12 月20日

实验一:奇数分频 一、实验目的: 1、熟悉QuartusII的VHDL的文本设计流程全过程,学习计数器的设计与仿真。 2、掌握简单逻辑电路的设计方法与功能仿真技巧。 3、学习并掌握VHDL语言、语法规则。 4、学习使用VHDL语言进行奇数分频器的设计。 二、实验原理和内容: 要实现占空比为50%的N倍奇数分频,首先上升沿触发进行模N计数,计数到某一个值n时输出时钟进行翻转,然后再计数(N-1)/2次,再进行翻转得到一个占空比非50%奇数n分频时钟。同时进行下降沿触发的模N计数,等计数到n 时,输出时钟进行翻转,同样再计数(N-1)/2次,输出时钟再次翻转生成占空比非50%的奇数n分频时钟。两个占空比非50%的n分频时钟进行或运算,即得到占空比为50%的奇数N分频时钟。 三、实验步骤:

1、启动QuartusII软件,建立工程。点击fiel→new project Wizard...进入命名窗口,如图1.1 图1.1 2、点击右下角next→next,选择参数如图1.2 图1.2 点击finish。 3、建立源文件:点击file→new→Verilog HDL File 如图1.3

图1.3 点击OK,进入程序编写页面。 4、程序写完后点击编译按钮,如图1.4 图1.4 左边第一个紫色三角符号为编译按钮。 5、查看电路图:确定编译无误后,点击tools→Netlist Viewers→Technology Map Viewer. 6、建立波形仿真文件:点击fiel→new→Vector Waveform File,如图1.5

CPLD入门教程

目录 前言 (2) 第一章 MAX+plusII 软件和license的获得 (6) 第二章 MAX+plusII 软件的安装和license及驱动的设置 2.1 MAX+plusII 软件的安装 (7) 2.2 MAX+plusII 软件的license设置 (8) 2.3 MAX+plusII 软件的驱动设置 (12) 第三章用VHDL语言设计三人表决器 3.1打开MAX+plusII (22) 3.2新建VHDL文档 (23) 3.3输入设计文件 (24) 3.4保存文件 (25) 3.5检查编译 (27) 3.6创建symbol (32) 3.7波形防真 (33) 3.8下载验证 (40) 第四章用原理图输入的方式设计三人表决器 (47) 第五章用verilog-HDL语言设计三人表决器 (51)

前言 编写本入门教程(V1.2)的目点是为了让FPGA/CPLD初学者快速地入门。该教程的特点是通过基本概念讲解和实际的例子来让初学者迅速了解FPGA/CPLD。该教程是共享文件,可以复制、下载、转载,如果转载该文章请注明出处:https://www.360docs.net/doc/df15890651.html,;该教程未经许可,不得用于商业用途。 FPGA/CPLD是电子设计领域中最具活力和发展前途的一项技术,它的影响丝毫不亚于70年代单片机的发明和使用。 FPGA/CPLD的基本知识: 1.什么是FPGA/CPLD FPGA (Field Programmable Gate Array)是现场可编程门阵列,CPLD是复杂的可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device)的简称,不同厂家有不同的称呼,Xilinx把SRAM工艺,要外挂配置用的EEPROM的PLD叫FPGA,把Flash工艺(类似EEPROM工艺),乘积项结构的PLD叫CPLD; Altera把自己的PLD产品MAX系列(EEPROM工艺),FLEX/ACEX/APEX系列(SRAM工艺)都叫作CPLD,即复杂PLD(Complex PLD),由于FLEX/ACEX/APEX系列也是SRAM工艺,要外挂配置用的EPROM,用法和Xilinx的FPGA一样,所以很多人把Altera的FELX/ACEX/APEX系列产品也叫做FPGA. 但由于FPGA和CPLD功能基本相同,只是工艺和实现形式不同,所以初学者可以不要详细区分,我们可以统称为FPGA/CPLD。 2.FPGA/CPLD的用途:

相关文档
最新文档