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gpio输出实验_点亮三色led
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版本 日期 作者 修改内容
V1.0 2020-07-01 gingko 初次建立

实验一:GPIO输出实验——三色LED交替闪烁

一、 实验目的与意义

  1. 了解FPGA输出引脚功能。
  2. 了解三色LED的特征和应用领域。
  3. 掌握QuartusII集成开发环境使用方法。
  4. 掌握FPGA引脚配置方法。

二、 实验设备及平台

  1. icore4开发板点击购买
  2. Blaster仿真器点击购买
  3. MicroUSB数据线。
  4. QuartusII开发平台。
  5. 装有WIN XP(及更高版本)系统的计算机。

三、 实验原理

  • 本实验根据led的驱动原理编写led控制程序, led的驱动原理是通过程序控制FPGA数字IO的电平变化实现led的亮灭。其硬件原理图如图1-1所示。

图1-1

  • 程序实现的功能为,icore4板上与FPGA芯片相连的三色LED灯快速交替闪烁。本程序程序实现原理为:通过硬件语言描述一个周期为0.2s的时间闸门信号,以该信号作为状态转移的触发信号来实现状态跳转,通过状态跳转实现不同led灯的亮灭。时间闸门信号由以下代码产生:
/*clk_25m上升沿或者rst_n下降沿到来执行always块内容*/
always @ (posedge clk_25m or negedge rst_n) 
	if(!rst_n)                        //rst_n=0时执行if中内容
		begin
			cnt <= 25'd0;     //cnt赋值为0
			led_cnt <= 1'd0;  // led_cnt赋值为0
		end
	else if(cnt == 25'd5000000)       //当cnt=5000000时执行else if中内容
		begin
			cnt <= 25'd0;                       //cnt赋值为0
			if(led_cnt == 3'd2)                 //当led_cnt=2时执行if中内容
				led_cnt <= 3'd0;            //led_cnt赋值为0
			else 
				led_cnt <= led_cnt + 1'd1;  //led_cnt自加1
		end		
		else
			begin
				cnt <= cnt + 1'd1;          //cnt自加1
			end

四、 新建工程

1、双击Quartus桌面图标打开软件,出现下面界面,如图1-2所示。 图1-2 2、点击新建图标出现下面对话框,选择New Quartus II Project选项,如图1-3所示。 图1-3 3、直接点击Next,如图1-4所示。 图1-4 4、在此界面选择工程存放的路径,设置工程名及顶层文件名称,如图1-5所示。 图1-5 5、此界面主要用来添加已经编辑好的模块文件,若没有直接下一步即可,如图1-6所示。 图1-6 6、选择设备所用的芯片型号,芯片的系列、封装、引脚数、速度等级的选项方便用户更快速精确的找到目标芯片的型号,如图1-7所示。 图1-7 7、进行仿真器的一些设置,可忽略,如图1-8所示。 图1-8 8、至此,工程建立完成,如图1-9所示。 图1-9 9、回到软件主界面可以看到新建的工程已经显示在左边列表中,如图1-10所示。 图1-10 10、重新点击新建图标进入下面界面选择将要编译的文件类型,此处选择Verilog HDL硬件语言描述类型,如图1-11所示。 图1-11 11、一个新的文件就建好了,此时文件时空的,点击file→save as保存文件。常将源文件保存在src文件夹下,且文件名称必须与模块名称一致,如图1-12所示。 图1-12 12、此时就可以写代码了,写好以后点击方框处的全部保存,如图1-13。 图1-13 13、点击assignments→device,出现下边窗口,再点击方框处的“devices and pin options”,在弹出的窗口左栏中选择箭头1所示的“unused pins”,在相应的右边栏红框处的下拉菜单中选择“as input ti-stated”。 图1-14 图1-15 图1-16 14、然后在左边栏中选择”Dual-purpose pins”,在相应的右边栏中双击图示位置会出现下拉菜单,选择”use as regular I/O”。 图1-17 15、这是选择好的界面,点击OK即可。 图1-18 16、点击图示方框中的按钮进行编译。 图1-19 17.编译完成后,点击Assignment→pin planner或直接点击图1-20方框中的按钮,进行引脚分配。 图1-20 18、在引脚分配窗口下方的列表中显示工程的输入输出引脚,双击location栏下(箭头指示的位置)会出现下拉菜单,根据自己的硬件连接,选择正确的引脚,完成之后关闭窗口即可。 图1-21 图1-22 图1-23 19、接下来再次编译程序,点击processing→start compilation或者直接点击图1-24小方框中的图标。可以在图1-25左侧看到编译进度,图示是编译完成的状态,右侧方框处是生成的报告(工程占用的资源数及引脚数等信息)。 图1-24 图1-25 20、按照上一实验中介绍的配置文件下载教程将配置文件下载至硬件,观察实验现象。

五、 实验现象

  • iCore4双核心板上与FPGA相连的三色LED(PCB上标示为FPGA-LED),红色、绿色、蓝色,快速交替闪烁。
gpio输出实验_点亮三色led.txt · 最后更改: 2022/03/22 10:27 由 sean