实验二--彩灯实验.doc

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1、实验二彩灯实验一、实验项目彩灯控制实验：利用开发实验平台上的8个LED实现常见彩灯实验。二、实验目的1、学习QuatusII开发软件的基本操作。2、熟悉教学实验板的使用。3、初步掌握VHDL语言的设计、输入、编译、仿真和调试过程。4、掌握USB－BLASTER下载工具的安装、以及程序下载方法。三、实验内容1、首先编译下载给定的VHDL硬件描述语言编写的彩灯控制示例程序，仔细观察在实验板上的现象。2、用VHDL语言编辑彩灯控制程序，通过按键控制开发实验平台上的8个LED灯的点亮顺序：（1）按键可选择核心板上的按键，或EDA主板上矩阵键盘作为按键

2、，或DKA系列按键；（2）通过一个按键控制8个LED灯从左向右依次循环点亮；（3）通过一个按键控制8个LED灯从右向左依次循环点亮；（4）通过一个按键控制8个LED灯从中间向两边依次循环点亮；（5）通过一个按键控制8个LED灯从两边向中间依次循环点亮；（6）通过一个按键控制8个LED灯全部点亮；（7）通过一个按键控制8个LED灯全部熄灭。（8）以上共使用了六个按键控制六种点亮方式3、扩展内容：能够设置8个LED灯的点亮频率（通过时钟、分频器实现）。4、使用三个按键控制LED点亮的六种方式。5、在QuatusII平台上进行波形仿真，保存一组通过

3、按键控制8个LED灯从中间向两边依次循环点亮的仿真波形图。6、描述在实验板上观察到的现象。四、实验仪器计算机、USB－BLASTER下载线、数字系统实验箱、5V稳压电源。五、实验原理1、EDA主板上8个LED灯的电路连接如图1所示。8个LED采用74LS244进行隔离驱动，当FPGA对应I/O口为高电平时，相应的LED灯点亮；为低电平时，灯熄灭。1、表1是对应的FPGA映射管脚表，即编译通过后，进行器件管脚分配时必须按照相应的管脚号进行分配，否则就无法进行硬件验证测试。图18个LED灯的电路连接图表1LED灯对应的FPGA映射管脚表器件名网络

4、名FPGA映射管脚LED－0SD0165LED－1SD1166LED－2SD2167LED－3SD3168LED－4SD4169LED－5SD5170LED－6SD6173LED－7SD71742、FPGA时钟连接电路及管脚分配分别如图2和表2所示。LED灯的循环点亮频率根据所选择时钟信号确定，或者选择某个固定时钟，然后通过分频器来改变循环点亮频率。图2时钟电路连接图表2时钟管脚映射表器件名网络名FPGA映射管脚CLK1CLK1152CLK2CLK229CLK3CLK3281、核心板上的四个按键电路连接及管脚映射表如图3所示。按下键相应的I/

5、O口为低电平，未按下为高电平。图3核心板上的四个按键电路连接及管脚映射表1、EDA主板上4x4矩阵键盘电路连接电路图及管脚映射表如图4所示。图4EDA主板上4x4矩阵键盘电路连接电路图及管脚映射表2、EDA主板上DKA系列按键电路连接图及管脚映射表如图5所示。器件名网络名FPGA映射管脚DKA0DKA0156DKA1DKA1158DKA2DKA2159DKA3DKA3160DKA4DKA4161DKA5DKA5162DKA6DKA6163DKA7DKA7164图5EDA主板上DKA系列按键电路连接图及管脚映射表根据功能要求，可将8路彩灯控制器

6、的输出按花形循环要求列成表格，其中。Q7-Q0是控制器输出的8路彩灯的控制信号，高电平时彩灯亮。当按下不同的按键时，LED的控制信号不同。按下Key1，8个LED同时为低电平，即全灭，按下Key2,8个LED控制信号同时为高电平，即全亮；按下Key3，8个LED的控制信号按照时钟信号或分频器依次赋值为-------。通过调整时钟或分频器可调整LED的点亮速度。同理，按照上述方法分别按下Key4，Key5，Key6，实现不同的点亮方式。全灭Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0Key100000000全亮Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0Key2111

7、11111从左到右点亮Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0Key31000000001000000001000000001000000001000000001000000001000000001从右到左点亮Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0Key40000000100000010000001000000100000010000001000000100000010000000从中间到两边点亮Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0Key50001100000100100010000101000000100011000001001000100001010000

8、001从两边到中间点Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0Key6亮100000010100001000100100000110001000000101000010001