可编程数字ASIC设计_实验指导书

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1、长春建筑学院《可编程数字ASIC设计》课程实验指导书电气信息学院16FPGA系列实验一——点亮LED1.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QuartusII的使用方法和开发流程以及VerilogHDL的编程方法。2.实验环境硬件实验环境为FPGA实验开发系统。软件实验环境为QuartusII13.0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

2、为24mA的电流，可以直接驱动发光二极管LED等器件。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。开发板均采用输出“1”点亮LED的模式，以后就不再另作说明。164.实验程序(1)利用连续赋值assign语句来实现（文件名led.v）moduleled1(led);//模块名ledoutput[7:0]led;//定义输出端口assignled=8'b10101010;endmodule(2)利用过程赋值语句来实现（文件名led1.v）moduleled1(led);/

3、/模块名led1output[7:0]led;//定义输出端口reg[7:0]led;alwaysbeginled=8'b10101010;endendmodule5.实验步骤（1）建立新工程项目：打开QuartusII软件，进入集成开发环境，点击File→Newprojectwizard建立一个工程项目led。（2）建立文本编辑文件：点击File→New...，在该项目下新建VerilogHDL源程序文件led.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启动编译，若在编译中发现错误，则找出并更正错误，直到编译成功为止。（3）选择器件型号及引脚的其

4、他设置：选择所用的FPGA器件，以及进行一些配置。选择配置器件EPCS4，设置不需要使用的IO功能为Asinputs，tri-stated。点击两次ok，回到主界面。（4）配置FPGA引脚：在QuartusII软件主页面下，选择Assignments→Pins或选择工具栏上按钮，配置led[0]---led[7]以及clk的引脚。16（5）编译工程项目：在QuartusII主页面下，选择Processing→StartCompilation或点击工具栏上的按钮启动编译，直到出现“FullCompilationReport”对话框，点击OK即可。（6）波形仿真：

5、由于本次试验比较简单，波形仿真将在后面实验详细讲解。（7）下载设计程序到目标FPGA。6.实验现象第一个实验终于完成了，看到实验板上的8个LED灯间隔点亮，是不是特有成就感！只要动手，一切都这么简单！让我们进行下面的实验吧！以后的实验将会更精彩！16FPGA系列实验二——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VerilogHDL的编程方法以及QuartusII软件的使用方法和开发流程。2.实验环境硬件实验环境为FPGA实验开发系统。软件实验环境为QuartusII13.0开发软件。3

6、.实验原理开发套件板载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250000

7、00便可以让LED亮0.5秒、灭0.5秒。4.实验程序moduleled1(clk,led);//模块名及端口参数inputclk;//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@(posedgeclk)begin//顺序语句，到end止buffer<=buffer+1;//计数器buffer按位加1if(buffer==26'd25000000)//判别buffer中的数值为25000000时，16//做输出处理

8、beginled<=~led;//le