EDA技術(shù)-按鍵控制LED實(shí)驗(yàn)

昆明理工大學(xué)信息工程與自動(dòng)化學(xué)院學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告（201—201學(xué)年第學(xué)期）課程名稱：EDA技術(shù)年級(jí)、專業(yè)、班開(kāi)課實(shí)驗(yàn)室：學(xué)號(hào)年月日姓名成績(jī)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱按鍵控制LED實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師教師評(píng)語(yǔ)該同學(xué)是否了解實(shí)驗(yàn)原理：A.了解□B.基本了解□C.不了解□B.中等□C.差□B.基本達(dá)到□C.未達(dá)到□B.基本規(guī)范□C.不規(guī)范□B.一般□C.沒(méi)有□該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ篈.強(qiáng)□該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)是否達(dá)到要求：A.達(dá)到□實(shí)驗(yàn)報(bào)告是否規(guī)范：A.規(guī)范□A.詳細(xì)□實(shí)驗(yàn)過(guò)程是否詳細(xì)記錄：教師簽名：年月日一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉FPGA開(kāi)發(fā)完整流程2、熟悉管腳分配，熟悉編程二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1、帶有quartusII軟件的PC機(jī)一臺(tái)。2、FPGA實(shí)驗(yàn)箱以及電源線下載線。三、實(shí)驗(yàn)要求實(shí)現(xiàn)8個(gè)SW按鍵控制8個(gè)led燈亮滅。四、實(shí)驗(yàn)原理1、按鍵控制led燈原理：本實(shí)驗(yàn)是通過(guò)按鍵的電平控制led燈。其示意圖如圖2.1。圖2.1按鍵控制led示意圖8個(gè)SW按鍵控制相對(duì)的時(shí)，此時(shí)SW1為高電平，這時(shí)SW1對(duì)應(yīng)的led被點(diǎn)亮。2、模塊符號(hào)：圖2.2為按鍵控制led模塊符號(hào)。8個(gè)led燈，當(dāng)SW1在上方，其余按鍵在下方圖2.2按鍵控制led模塊符號(hào)3、源碼：modulekey1(key,led);input[7:0]key;output[7:0]led;reg[7:0]led;always@(key)begincase(key)8'b00000001:led<=8'b00000001;8'b00000010:led<=8'b00000010;8'b00000100:led<=8'b00000100;8'b00001000:led<=8'b00001000;8'b00010000:led<=8'b00010000;8'b00100000:led<=8'b00100000;8'b01000000:led<=8'b01000000;8'b10000000:led<=8'b10000000;8'b00000000:led<=8'b00000000;endcaseendendmodule五、實(shí)驗(yàn)步驟1、打開(kāi)quartusII開(kāi)發(fā)環(huán)境，建立工程、添加相應(yīng)源文件（選目標(biāo)芯片時(shí)，應(yīng)采用EP2C35F672C8芯片）。2、分配管腳1）修改tcl文件：?要在FPGA硬件芯片上運(yùn)行程序，通過(guò)管腳分配才能實(shí)現(xiàn)我們的程序與硬件的連接，所以，管腳分配是很重要的一步，若是分配不對(duì)，就不能實(shí)現(xiàn)預(yù)期效果。?其實(shí)，管腳分配也是很簡(jiǎn)單的。有一個(gè)文件，以.tcl為后綴名，這個(gè)文件不會(huì)編譯自動(dòng)生成，需針對(duì)相應(yīng)的芯片編寫(xiě)。本實(shí)驗(yàn)不需自己編寫(xiě)此文件（已針對(duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)編寫(xiě)好setup_35.tcl），以后每次自己建立工程，只要把這個(gè)文件復(fù)制到自己的工程文件夾里就可以了，下面是這個(gè)文件的一部分內(nèi)容。#clkset_location_assignmentPIN_P1-toclk#rstset_location_assignmentPIN_R4-torst#ledset_location_assignmentPIN_H23-toled\[0\]set_location_assignmentPIN_G26-toled\[1\]set_location_assignmentPIN_G25-toled\[2\]set_location_assignmentPIN_K22-toled\[3\]set_location_assignmentPIN_G24-toled\[4\]set_location_assignmentPIN_G23-toled\[5\]set_location_assignmentPIN_P18-toled\[6\]set_location_assignmentPIN_N18-toled\[7\]?#號(hào)后的是注釋，不是實(shí)質(zhì)內(nèi)容，這個(gè)文件里的內(nèi)容格式都是這樣的，包含了本實(shí)驗(yàn)的模，塊包括clk，rst，led等的管腳分配，其中用紅色標(biāo)注的部分是FPGA芯片的引腳名，在做開(kāi)發(fā)板時(shí)，F(xiàn)PGA芯片和各個(gè)模塊（led，key等）都連接好了，所以這些引腳也就和各個(gè)模塊連著了。?用藍(lán)色標(biāo)注的部分是我們程序中的引腳名。這個(gè)文件就是把程序中的clk，led和開(kāi)發(fā)板上的真的clk，led連起來(lái)，這樣程序才能在開(kāi)發(fā)板上運(yùn)行。我們只要保證程序中的引腳名和藍(lán)色部分一樣就好了，無(wú)論修改哪里，這個(gè)過(guò)程就是管腳分配，所以不管我們編輯什么程序，只要將藍(lán)色部分改成我們編寫(xiě)程序的輸入輸出引腳名就行。2)Runtcl文件：?分配好管腳后，保存，我們還要run一下這個(gè)文件，來(lái)到quartus界面，看下圖2.3圖2.3Tools菜單欄?選擇菜單tools，點(diǎn)擊，在下拉菜單中選擇tclscripts，出現(xiàn)下圖2.4。圖2.4tclscripts?選中圖中藍(lán)色部分，然后run，分配成功后，會(huì)出現(xiàn)下圖2.5。圖2.5引腳分配成功?分配成功后，如果是原理圖輸入的模塊中clk端會(huì)出現(xiàn)這樣的標(biāo)志，如果沒(méi)分配成功，回去查看.tcl文件是否有錯(cuò)。3、配置：?編譯前要進(jìn)行一項(xiàng)設(shè)置，如下圖2.6。圖2.6配置目標(biāo)芯片屬性?在在圖中藍(lán)色部分右鍵，選擇device，彈出界面如下圖2.7。圖2.7配置目標(biāo)芯片屬性?點(diǎn)擊圖標(biāo)，彈出界面如下圖2.8。圖2.8配置目標(biāo)芯片屬性?點(diǎn)擊圖標(biāo)，彈出界面如下圖2.9。圖2.9配置目標(biāo)芯片屬性?這里選擇EPCS16，這是用來(lái)固化程序時(shí)用的，我們下載程序分兩種方式，一種是下載到SDRAM中，掉電程序丟失；另一種下載到flash中，掉電不丟失。這項(xiàng)設(shè)置就是為了使程序正確下載到flash中。設(shè)置好后確定。4、編譯Run后就5、下載1)下載（掉電丟失）：?本實(shí)驗(yàn)不可以編譯了，不成功檢查程序或引腳分配。需要波形圖仿真，編譯成功后就開(kāi)始在開(kāi)發(fā)板上運(yùn)行，我們先用掉電丟失的下載方式。首先給實(shí)驗(yàn)板供上電，接上jtag接口。然后點(diǎn)擊圖標(biāo)，打開(kāi)下載器，把我們的程序下載到開(kāi)發(fā)板上，如下圖2.10。圖2.10下載界面?下載器驅(qū)動(dòng)裝好后，如果上邊第二個(gè)紅框是nohardware，則點(diǎn)擊hardwaresetup添加硬件，把生成的sof文件導(dǎo)入進(jìn)來(lái)后，開(kāi)始點(diǎn)start，下載成功后，如下圖2.11。圖2.11jtag模式下載完成?下載成功后，就在開(kāi)發(fā)板上看到我們程序效果了，實(shí)現(xiàn)了跑馬燈功能。2)下載（掉電不丟失）：?接下來(lái)我們?cè)囍玫綦姴粊G失的下載方式，這里這樣設(shè)置，如下圖2.12。?導(dǎo)入pof文件后，Start開(kāi)始下載，然后也能實(shí)現(xiàn)和jtag下載一樣的功能了，而且掉電也不會(huì)丟失，除非在燒進(jìn)新的程序時(shí)，會(huì)自動(dòng)擦出舊程序。實(shí)驗(yàn)截圖：心得體會(huì)：經(jīng)過(guò)這次實(shí)驗(yàn)，我對(duì)按鍵控制LED有了進(jìn)一步的了解，對(duì)如何通過(guò)編程利用按鍵控制LED的亮滅，怎樣調(diào)整LED的閃爍頻率有了進(jìn)一步的經(jīng)驗(yàn)。六、思考練習(xí)實(shí)現(xiàn)按鍵控制跑馬燈，按1鍵從左向右，按2鍵從右到左，選目標(biāo)芯片，EP2C35F672C8芯片.本實(shí)驗(yàn)箱核心板采用moduleled_water(clk,led,key);inputclk;input[1:0]key;output[7:0]led;reg[7:0]led;reg[50:0]cnt;reg[3:0]cntm;always@(posedgeclk)beginIf(key==2’b00)//當(dāng)?shù)谝粋€(gè)按鍵按下時(shí)，燈從左向右亮，否則就從右向左亮beginif(cnt>=50000000)//判斷是否延時(shí)到了規(guī)定時(shí)間begincntm<=cntm+1;//cntm加1，燈向右移一個(gè)cnt<=0;//計(jì)時(shí)清零endelsebegincnt<=cnt+1;計(jì)時(shí)加1endif(cntm>=8)//如果cntm大于等于8，就清零begincntm<=0;endendelseif(cnt>=50000000)begincntm<=cntm-1;//cnmt減1，燈向左移一個(gè)cnt<=0;endelsebegincnt<=cnt+1;endif(cntm<=0)//如果燈移到最左邊，就給cnmt賦值8，讓流水燈從最左//邊開(kāi)始亮

begincntm<=8;endendalways@(posedgeclk)begincase(cntm)0:led<=8'b10000000;//01:led<