文档介绍：生
产
实<br****br/>报
告
目录
前言 1
实****背景 1
实****地点 1
FPGA实****2
1、实****目的和要求 2
2、实****任务 2
3、实****所用EDA工具、仿真软件和开发板 2
4、ZX-2开发板概述 2
5、实****内容 3
实验一:熟悉软件操作流程 3
实验二:流水灯 3
实验三:IP核调用 7
实验四:层次化设计 9
实验五:按键消抖和自动售货机 12
实验六:数码管显示 20
实验七:DDS函数发生器 25
6、实****总结 26
前言
实****背景
为响应大众创新万众创新国家号召,以及增加理工大本科生的就业竞争力,学校邀请至芯科技有限公司的几位培训工程师到校进行为期两周的有关FPGA基础知识和工程应用的培训。FPGA是在电信等电子专业比较流行的一类可编程的逻辑硬件。FPGA是20世纪80年代出现的一种新型的可编程逻辑器件,其结构不同于基于与或阵列的器件,最大特点是可实现现场编程。所谓现场编程是指对于已经焊接在PCB上或正在工作的芯片实现逻辑重构,当然也可在工作一段时间后修改逻辑。
实****地点
河南理工大学电气与自动化学院401教室、328实验室。
FPGA实****br/>实****目的和要求
为了让学生更好的理解本专业课程知识,增加学生的就业竞争力。通过本次实训让学生掌握FPGA的基础知识,使学生能够自己设计完成一些中等难度的课题。同时增加学生的知识认识面和就业面。
实****任务
了解FPGA的内部结构,理解什么是现场可编程逻辑器件。掌握VerlogHDL语言,理解硬件描述语言和程序语言的本质区别。了解FPGA的发展历程,以及FPGA的运行机制。理解并行处理和顺序处理的差距。能够本质区分FPGA和以前学的51单片机的不同。
实****所用EDA工具、仿真软件和开发板
EDA工具为QuartusII、仿真软件是Modelsim、开发板是由至芯科技有限公司提供的ZX-2开发板。
ZX-2开发板概述
ZX-2 开发板专门为零基础想学****FPGA 的客户设计,在功能上做到最大化,价格做
到最低化,让大家学的起。
下边是各个功能的简介如图 1:
1. 四个轻触按键
2. 蜂鸣器
3. Sdram 是现代的 HY57V281620A
4. 138 译码的数码管,译码芯片为 74H138
5. VGA接口
6. PS2 键盘接口
7. USB 转串口接口
8. 30pin 外接 IO,间距为 的接插件
9. AS接口用于烧写 FPGA配置 FLASH。
10. Jtag调试接口,用于调试 FPGA
11. FPGA主芯片 Cyclone iv EP4CE6E22C8
12. DA 数模转换芯片是 TI 公司的 TLC5620
13. AD 模数转换芯片是 TI 公司的 TLC549,电位器来控制 AD 的模拟电压输入
14. EEPROM 存储器
15. 4 个 LED 灯
实****内容
实验一:熟悉软件操作流程
(1)、新建一个文件夹命名为quartus working本文件夹名字不能含有汉字(这是很多工程软件都必须遵守的行业标准)
(2)、在quartus working下边建立本次实验文件夹。
(3)、创建工程
File选项卡下点开new project → next →工程文件夹路径→ next →芯片型号→描述语言→ finish
(4)、文件创建(ctrl + n)
(5)、编写程序
(6)、编写测试文件
(7)、进行仿真测试和分析仿真结果
(8)、下板
实验二:流水灯
流水灯是实训老师第一天教给我们的第一个程序目的在于让我们了解和熟悉FPGA编程的步骤,包括建立工程,创建工程文件,写调试文件,进行仿真以及最终的下板。同时也给我们讲解了一下关于VerlogHDL语言的语法知识,程序的编写格式。其中老师也讲述了关于
工程中FPGA是如何正确合适的运用到实际生活中,其中包含产品功能分析,产品功能建模,FPGA选型、设计产品模块。
在写程序之前老师先讲了一下流水灯的硬件电路。
电路图如下图:
RTL图:
FPGA内部实际生成的电路模块
流水灯程序编写主要设计问题是如何增加led灯的点亮时间,来让人眼能够分辨出led等闪烁的频率。我自己编写的程序是采用分频的方法,来增加点亮时间。程序代码如下:
module led2 (clk, ist_n, pio_led);
//-------------------------宏定义---------------------------
parameter s0 = 2'b00;
parameter s1 = 2'b01;