basys3实验指导手册-v1.0

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1、基础入门综合进阶1基础入门综合进阶文档版本修改记录表版本号修改日期修改内容V1.02014/9/7初稿2基础入门综合进阶第一章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板上集成了大量的I/O设备和FPGA所需的支持电路，让您能够构建无数的设计而不需要其他器件。主要规格/特殊功能产品规格：Basys3为想要学习FPGA和数字电路设计的用户提供一个理想的电路设计平

2、台。Basys3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（Digilent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。扩展信号的8针接口均采用ESD保护，附带的USB电缆，提供电源和编程接口，因此不需要额外配置电源或其他编程电缆,使之成为了入门或复杂数字电路系统设计的完美低成本平台。关键特性：●33,280个逻辑单元，六输入LUT结构●1,800Kbits快速RAM块●5个时钟管理单元,均各含一个锁相环(PLL)●90个DSPslices●内部时钟最高

3、可达450MHz●1个片上模数转换器(XADC)外围设备：●16个拨键开关●16个LED●5个按键开关●4位7段数码管●3个Pmod连接口●一个专用AD信号Pmod接口●12位的VGA输出接口●USB-UART桥●串口flash●用于FPGA编程和通信的USB-JTAG口●可连接鼠标、键盘、记忆棒的USB口3基础入门综合进阶序号描述序号描述1电源指示灯9FPGA配置复位按键2Pmod连接口10编程模式跳线柱3专用模拟信号Pmod连接口11USB连接口44位7段数码管12VGA连接口516个拨键开关13UART/JTAG共用USB接口616个LE

4、D14外部电源接口75个按键开关15电源开关8FPGA编程指示灯16电源选择跳线柱4基础入门综合进阶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：图1USB接口电路说明，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。5基础入

5、门综合进阶1.2LED灯电路LED部分的电路如图所示。当FPGA输出为高电平时，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。6基础入门综合进阶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。7基础入门综合进阶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，我们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

6、。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。位选位也是低电平选通。8基础入门综合进阶1.6VGA显示电路12VGA视频显示部分的电路如图所示。我们所用的电阻搭的12bit(2色)电路，由于没有采用视频专用DAC芯片，所以色彩过渡表现不是十分完美。9基础入门综合进阶1.7IO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板板，（Pmods是价格便宜的模拟和数字I/O模

7、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）。8针连接器上的信号免受ESD损害和短路损害，从而确保了在任何环境中的使用寿命更长。1.11FPGA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，一“Bit”文件转移到FPGA内存单元中实现逻辑功能和电路互连。借助赛灵思免费的Vivado软件可以通过VHDL，Verilog语言，或基于原理图的源文件创建.bit文件。编程下载：下载程序3种方式：●用Vivado通过JTAG方式下载.bit文件到FPGA芯片。●用Vivado通

8、过QSPI方式下载.bit文件到Flash芯片，实现掉电不易失。●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