勇敢芯伴你玩轉(zhuǎn)xilinx fpga6

第六章基于板級(jí)調(diào)試的第二個(gè)工程實(shí)例《勇敢的芯伴你玩轉(zhuǎn)XilinxFPGA》6.1PWM蜂鳴器驅(qū)動(dòng)之功能概述6.2PWM蜂鳴器驅(qū)動(dòng)之引腳分配6.3PWM蜂鳴器驅(qū)動(dòng)之綜合、實(shí)現(xiàn)與配置文件產(chǎn)生6.4PWM蜂鳴器驅(qū)動(dòng)之FPGA在線下載配置6.5PWM蜂鳴器驅(qū)動(dòng)之FPGA配置芯片固化6.6PWM蜂鳴器驅(qū)動(dòng)之復(fù)位與FPGA重配置功能PWM信號(hào)蜂鳴器是一種最簡(jiǎn)單的發(fā)聲元器件，它的應(yīng)用也非常廣泛，大都是作為報(bào)警或發(fā)聲提醒裝置。PWM即脈沖寬度調(diào)制，PWM的輸出只有高電平1和低電平0。PWM不停的重復(fù)輸出周期為T，其中高電平1時(shí)間為t的脈沖，t/T是它的占空比，1/T是它的頻率。蜂鳴器電路蜂鳴器與PWM發(fā)聲映射BEEP網(wǎng)絡(luò)連接到FPGA的IO上，當(dāng)BEEP=1時(shí)，三極管Q1的BE導(dǎo)通，則CE也導(dǎo)通，那么U4的2端直接接地，因此在它兩端有5V的電壓，那么蜂鳴器就發(fā)聲了。同理，BEEP=0時(shí)，Q1截止，U4的2端相當(dāng)于開路，則蜂鳴器不會(huì)發(fā)出聲音?；诜澍Q器在FPGA的IO輸出1就發(fā)聲、0則不發(fā)聲的原理，我們給IO口一個(gè)占空比為50%的PWM的信號(hào)，讓蜂鳴器間歇性的發(fā)聲鳴叫。如果它的頻率高則發(fā)聲就顯得相對(duì)尖銳急促一些，如果它的發(fā)聲頻率低則發(fā)聲就顯得低沉平緩一些。我們期望產(chǎn)生一個(gè)輸出頻率為25Hz（40ms）、占空比為50%的PWM信號(hào)去驅(qū)動(dòng)蜂鳴器的發(fā)聲。因此，我們使用系統(tǒng)時(shí)鐘25MHz（40ns）進(jìn)行計(jì)數(shù)，每計(jì)數(shù)1,000,000次，這個(gè)計(jì)數(shù)器就清零重新計(jì)算。此外，為了得到輸出的PWM占空比為50%，那么我們只要判斷計(jì)數(shù)值小于最大計(jì)數(shù)值的一半即500000時(shí)，輸出高電平1，反之輸出低電平0。復(fù)制sp6ex1整個(gè)文件夾，將其更名為sp6ex2。然后我們打開“…\sp6ex2\source_code”文件夾下的sp6.v源代碼文件。刪除sp6.v文件原有的代碼，將上一個(gè)lesson的源碼整個(gè)復(fù)制進(jìn)去。接著使用ISE打開剛剛移植好的sp6ex2文件夾下的工程。sp6ex2代碼工程移植這個(gè)例程的頂層源碼里有3個(gè)接口：這3個(gè)信號(hào)都是FPGA引腳上定義和外部設(shè)備連接的信號(hào)，因此我們需要將這些信號(hào)和FPGA的引腳進(jìn)行映射。I/OPinPlanning菜單PlanAhead提示PlanAead引腳分配I/OPorts分配引腳原理圖映射除了使用PlanAead這種圖形界面方式分配引腳，也可以直接使用腳本語法分配引腳。下面先新建這個(gè)腳本文件，即ucf文件，我們前面在PlanAead界面分配的引腳信息也會(huì)存儲(chǔ)在這個(gè)ucf文件中。新建源文件新建ucf源文件名稱與路徑設(shè)置腳本直接引腳分配新建源文件Summary新建好的ucf文件腳本直接引腳分配ucf文件腳本“Processes”中出現(xiàn)了很多項(xiàng)目前面都是“？”，這是表示該工程代碼還未編譯過，這些步驟是從上到下依次進(jìn)行的，若我們雙擊某一步，它上面的步驟都會(huì)相應(yīng)的執(zhí)行。大體上來說，ISE中把FPGA的編譯分為3個(gè)步驟，即綜合（Synthesize）、實(shí)現(xiàn)（Implementation）和配置文件產(chǎn)生（GenerateProgrammingFile）。Design視窗綜合編譯綜合成功成功生成燒錄文件

iMPACT菜單警告窗口開啟iMPACTiMPACT界面啟動(dòng)BoundaryScan初始化下載線纜連接好XilinxPlatformUSBCable、同時(shí)給SF-SP6板子上電雙擊“iMPACTFlows”下面的“BoundaryScan”。InitializeChain菜單白色界面任意右擊

IdentifySucceeded初始化下載線纜接著，我們選擇sp6ex2工程文件夾下的sp6.bit文件。選擇bit文件PROM添加選擇選擇它配置文件選擇目標(biāo)FPGA器件Program菜單燒錄成功下載配置輸出波形我們?nèi)羰褂檬静ㄆ鳒y(cè)量FPGA輸出用于驅(qū)動(dòng)蜂鳴器的三極管的IO，那么波形是標(biāo)準(zhǔn)的25Hz方波。此時(shí)，蜂鳴器也開始非常清脆的滴滴滴響起來了~CreatePROMFile菜單選擇存儲(chǔ)器類型PROM燒錄文件生成添加存儲(chǔ)器設(shè)置存儲(chǔ)器容量設(shè)置mcs文件生成路徑增加器件PROM燒錄文件生成選擇bit文件增加另一個(gè)器件器件器件完成生成mcs文件PROM燒錄文件生成成功生成mcs文件增加SPIFlash固化PROM選擇mcs文件設(shè)置SPIFlash型號(hào)FLASH圖標(biāo)固化PROMProgram菜單

器件燒錄屬性窗口燒錄成功我們需要給SF-SP6開發(fā)板斷電，然后再上電我們就能聽到清脆的滴滴滴的蜂鳴器響聲復(fù)位功能復(fù)位電路C23和R27組成的阻容復(fù)位電路保證FPGA上電后，RST_N信號(hào)從0到1上升有一些延時(shí)，最終保持在穩(wěn)定的3.3V高電平。而S1按鍵若被按下，則RST_N信號(hào)的電平值就會(huì)被拉低，那么我們?cè)谠O(shè)計(jì)中就會(huì)讓系統(tǒng)再次進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。復(fù)位按鍵在線重配置功能FPGA重配置按鍵FPGA的在線燒錄金額FPGA配置PROM的固化兩種情況下，按下重配置按鍵后的效果是不同的。在線燒錄時(shí)，若按下并松開CONFIG按鍵，則FPGA原有的代碼丟失；而PROM固化后，若按下并松開CONFIG按鍵，則FPGA仍然能夠正常運(yùn)行原有的代碼。F_PROG信號(hào)在正常情況下是高電平，當(dāng)按鍵按下后，則被拉低，F(xiàn)PGA就進(jìn)入沖配置狀態(tài)，松開后，F(xiàn)PGA將重新配置。重配置按鍵電路配置狀態(tài)指示燈狀態(tài)指示燈D1在前面按