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FPGA实验指导书讲述.doc

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FPGA实验指导书讲述

FPGA实验指导书 贺付亮 樊利 刘东卓编写 电子信息工程学院电子信息工程实验教学中心 目 录 实验一 熟悉实验环境:ISE 工具入门 1 实验二 选择器 3 实验三 计数器 4 实验四 触发器 5 实验五 编码器 8 实验六 译码器 10 实验七 分频器 12 实验八 加法器 13 实验九 流水灯设计 15 实验十 键盘控制实验 16 实验十一 表决器 18 实验十二 数据比较器 19 实验十三 数码管实验 21 实验十四 综合设计 23 实验一 熟悉实验环境:ISE 工具入门 实验目的: 1、 学会ISE 工具的使用流程,从最开始的源文件输入到最后的二进制文件的生成。 2、 学会7 段数码管显示原理 3、 学会拨码开关控制 LED 按钮控制 7 段数码管的数字电路的实现 实验器材 Digilent Anvyl FPGA 平台、Xilinx ISE Design Suite 13.4( FPGA 开发工具)、Digilent Adept 编程调试工具 实验预习 本实验旨在使读者学会 Xilinx 的 ISE 工具的使用,同时完成一个关于拨码开关控制 LED,按钮控制 7 段数码管的简单设计。 实验原理 Anvyl 板有 6 个(位) 7 段显示数码管。每一位都是由 7 个 LED 数码管构成的。 1 位数码管中的 7 个 LED 管是共阳极的,但它们的阴极是分离的。 7SD-C1 到 7SD-C5 为 6 位数码管各自的共阳极信号, 7SD-AA, 7SD-AB,7SD-AC, 7SD-AD, 7SD-AE, 7SD-AF, 7SD-AG, 7SD-DP 即 6 位数码管各自的 8 个共阴极信号(7SD-DP 用于显示小数点)。 实验内容 本实验旨在指导读者使用 Xilinx 的 ISE 工具完成一个关于 4x4 键盘控制 7 段数码管显示的数字系统的设计,然后在 Anvyl 平台上进行测试验证。 (详细步骤参看《AnvylTM开发板相关资料》 Lab1: ISE 工具入门) 实验由以下步骤组成: 1、 通过 Project Navigator 建立工程 2、 添加源文件 3、 输入拨码开关控制 LED 按钮控制 7 段数码管的数字电路的 VHDL 代码 4、 添加用户约束文件 5、 编译工程 6、 在 Anvyl 上进行测试验证 问答与习题: 1、按照实验步骤,总结实验流程,写不少于200字总结。 2、简述实验体会。 3、怎样对整个项目进行2选1数据选择器的思想: 两个输入信号a,b,根据控制信号s的取值0或1的不同,从输出端y选择输出。编写VHDL代码,综合后对齐仿真。 实验内容 1、启动Xilinx ISE建立一个空白工程,然后命名。 2、新建VHDL源程序文件并命名,输入程序代码并保存,进行综合编译,若在编译过程中发现错误,则找出并更正错误,直至编译成功为止。打印。 3、利用RTL Viewer工具,生成查看RTL图打印RTL图。 、新建仿真文件,对各模块设计进行仿真,验证设计结果。打印仿真结果。 5、对该工程文件进行全程编译处理,若在编译过程中发现错误,则找出并更正错误,直至编译成功为止。AnvylTM系统 问题与习题 对于8位数据宽度的4选1数据选择器,8位数据宽度的8选1数据选择器如何设计实现?1设计一个电路,实现“1”的计数器,它可以计算输入矢量中’1’的个数,见下表。编写VHDL代码,综合后对齐仿真。表计数器 实验内容 1、启动Xilinx ISE建立一个空白工程,然后命名。 2、新建VHDL源程序文件并命名,输入程序代码并保存,进行综合编译,若在编译过程中发现错误,则找出并更正错误,直至编译成功为止。打印。 3、利用RTL Viewer工具,生成查看RTL图打印RTL图。 、新建仿真文件,对各模块设计进行仿真,验证设计结果。打印仿真结果。 5、对该工程文件进行全程编译处理,若在编译过程中发现错误,则找出并更正错误,直至编译成功为止。 AnvylTM系统 问题与习题 实现“1”的计数器的其他设计方案? 学习触发器的设计、分析和测试方法。 实验器材 Digilent Anvyl FPGA 平台、Xilinx ISE Design Suite 13.4( FPGA 开发工具)、Digilent Adept 编程调试工具 实验预习 1、了解触发器电路设计的原理与方法。 2、提前预习,编写好主模块的VHDL程序。 实验原理 1、维持—J-K触表.1 J-K触真值表 边沿D触发器 特征方程 表.2 D触发器功能表 1、启动

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