basys3实验指导手册

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1、Basys3实验指导手册第一章Basys3硬件电路Basys3是围绕着一个XilinxArtix-7FPGA芯片XC7A35T-1CPG236C搭建的，它提供了完整、随时可以使用的硬件平台，并且它适合于从基本逻辑器件到复杂控制器件的各种主机电路。Basys3上集成了大量的I/O设备和FPGA所需的电路，由此可以构建无数设备而不需其他器件。主要规格/特殊功能产品规格：Basys3为想要学FPGA和数字电路设计的用户提供了一个理想的电路设计平台。Basys3开发板提供完整的硬件存取电路，可以完成从基本逻辑到复杂控制器的设计。四个标准扩展连接器配合用户设计的电路板，或Pmods（D

2、igilent设计的A/D和D/A转换，电机驱动器，传感器输入等）其他功能。附带USB电缆提供电源和编程接口，使得其成为入门复杂数字电路设计系统的完美低成本平台。关键特性：1、33,280个逻辑单元，六输入LUT结构2、1,800Kbits快速RAM块3、5个时钟管理单元,均各含一个锁相环(PLL)4、90个DSPslices5、内部时钟最高可达450MHz6、1个片上模数转换器(XADC)外围设备：1、16个拨键开关2、16个LED3、5个按键开关4、4位7段数码管5、3个Pmod连接口6、一个专用AD信号Pmod接口7、12位的VGA输出接口8、USB-UART桥9、串口

3、flash10、用于FPGA编程和通信的USB-JTAG口11、可连接鼠标、键盘、记忆棒的USB口1.1电源电路Basys3开发板可以通过2种方式进行供电，一种是通过J4的USB端口供电；另一种是通过J6的接线柱进行供电（5V）。通过JP2跳线帽的不同选择进行供电方式的选择。电源开关通过SW16进行控制，LD20为电源开关的指示灯。电源的电路如下图所示：说明，如果选用外部电源（即J6）那么应该保证：1，电源电压在4.5V-5.5V范围内；2，至少能提供1A的电流。注意：只有在特别情况下电源电压才可以使用3.6V电压。1.1LED灯电路LED部分的电路如图所示。当FPGA输出为

4、高电平时，相应的LED点亮；否则，LED熄灭。板上配有16个LED，在实验中灵活应用，可用作标志显示或代码调试的结果显示，既直观明了又简单方便。1.3拨码开关电路拨码开关的电路如图所示。在使用这个16位拨码开关时请注意一点，当开关打到下档时，表示FPGA的输入为低电平：1.4按键电路按键部分的电路如图所示。板上配有5个按键，当按键按下时，表示FPGA的相应输入脚为高电平。在学习过程中，建议每个工程都有一个复位输入，这对代码调试将大有好处：1.5数码管电路数码管显示部分的电路如图所示。我们使用的是一个四位带小数点的七段共阳数码管，当我们相应的输出脚为低电平时，该段位的LED点亮

5、。位选位也是低电平选通：1.6IO扩展电路4个标准的扩展连接器（其中一个为专用AD信号Pmod接口）允许设计使用面包板、用户设计的电路或Pmods扩展Basys3板，（Pmods是价格便宜的模拟和数字I/O模块，能提供一个A/D＆D/A转换，电机驱动器，传感器投入和许多其他功能）。1.7USB—UART转换电路Basys3开发板包含由FT2232芯片搭建而成的USB—UART的转换电路。这使得你可以通过标准的Windows系统的COM端口用PC机上的应用于开发板进行通讯。在安装好驱动后，PC机可以从COM口向FPGA的B18和A18引脚发送I/O命令，从而产生串行数据通信。B

6、asys3开发板上提供两个状态指示灯，来提供产生数据通信时的直观视觉提示：发送数据指示灯LED（LD18）与接收数据指示灯（LD17）。FT2232芯片同时可以用来控制USB—JTAG电路，然而两个电路的功能可以独立运行，并且两个电路同时运行时并不会相互影响。因此虽然只有一根MicroUSB线，却可以同时进行程序下载、UART通讯以及供电。1.8FPGA调试及配置电路上电后，Basys3板上必须配置FPGA，然后才能执行任何有用功能。在配置过程中，bit文件转移到FPGA内存单元中实现逻辑功能和电路互连。通过赛灵思公司免费的Vivado软件可以通过VHDL，Verilog语言

7、，或基于原理图的源文件创建.bit文件。下载程序有3种方式：1、用Vivado通过JTAG方式下载.bit文件到FPGA芯片。2、用Vivado通过QSPI方式下载.bit文件到Flash芯片，实现掉电不易失。3、用U盘或移动硬盘通过J2的USB端口下载.bit文件到FPGA芯片（建议将.bit文件放到U盘根目录下，且只放1个），该U盘应该是FAT32文件系统。1.9引脚分配表格第一章XADC实验这一章我们将通过硬件描述语言HDL——Verilog，在Basys3上进行AD转换的实验。这个简单的XADC