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研究生FPGA实验项目(LED显示及秒表计时器设计).doc 立即下载
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FPGA实验项目实验一、LED译码显示实验实验目的:1、掌握QuartusII6.0等EDA工具软件的基本使用;2、熟悉VHDL硬件描述语言编程及其调试方法;3、学习用FPGA控制LED电路实现显示器设计。实验内容:本实验目标是利用FPGA逻辑资源,编程设计实现一个LED显示控制器。实验器材为EDA实验箱,FPGA芯片型号为EPF10K20RC208-4。电路设计采用VHDL硬件描述语言编程实现,开发软件为QuartusII6.0。7段数码显示译码器基本原理在数字电路中,常常需要把运算结果用十进制数显示出来,这就要用显示译码器。现以驱动七段发光二极管的二-十进制译码器为例说明显示译码器的设计原理,如图1.1。图1.17段数码显示译码器的原理示意图7段显示译码器实际上是一种代码变换器,它是将4位二进制码转换成7位代码,燃亮LED显示器a、b、c、d、e、f、g七段中的对应段,显示出十进制数的字型。表2.17段显示译码器真值表(以共阴极数码管为例)在EDA实验箱中验证这个项目,可用数据开关表示输入,用LED数码管表示输出。实验步骤:创建工程文件先打开“我的电脑”,在E盘新建名为“fpga_lab1”文件夹。然后,利用QuartusII软件创建工程向导(NewProjectWizard)创建一个新的工程。步骤如下:1)打开QuartusII6.0软件界面,在“文件”菜单下选择“NewProjectWizard”,点击“next”后弹出如下对话框点选第一行右侧的“…”选择工程目录为“F:\fpga_lab1”,在第二行输入项目名称:led_display,第三行默认把项目名设为顶层文件名,点击“next”,该窗口可为项目添加已经编辑好的程序文件,默认为空,点击“next”,该窗口选择FPGA硬件信息,在Family下拉框内选择“FLEX10K”,在Avaliabledevices窗口选择芯片型号为:EPF10K20RC208-4,其它选项默认。点击“next”该窗口用来添加其它EDA工具软件参与综合、仿真、时序分析等工作,本实验默认不选,点击“next”该窗口为建立的项目信息,点击“Finish”项目建立完毕。子模块电路设计(包括各个模块的功能仿真)LED显示译码器设计程序编写:在“文件”菜单下选择“New”,在弹出的窗口点击“VHDLFile”点击“OK”打开vhdl编辑窗口。编辑输入LED显示译码器程序,编辑完毕后保存,文件名保存为“decorder4_7”(注:文件名必须与程序中实体名一致)选中“Addfiletocurrentproject”选项,添加当前文件到项目。--文件名为decorder4_7.vhd--功能:把4位二进制数变为七段LED显示码libraryieee;useieee.std_logic_1164.all;entitydecorder4_7isport(A:INSTD_LOGIC_vector(3downto0);Y:OUTSTD_LOGIC_vector(6downto0));enddecorder4_7;architecturebehaveofdecorder4_7isbeginprocess(A)begincaseAiswhen"0000"=>Y<="0000001";when"0001"=>Y<="1001111";when"0010"=>Y<="0010010";when"0011"=>Y<="0000110";when"0100"=>Y<="1001100";when"0101"=>Y<="0100100";when"0110"=>Y<="0100000";when"0111"=>Y<="0001111";when"1000"=>Y<="0000000";when"1001"=>Y<="0000100";when"1010"=>Y<="0001000";when"1011"=>Y<="1100000";when"1100"=>Y<="0110001";when"1101"=>Y<="1000010";when"1110"=>Y<="0110000";when"1111"=>Y<="0111000";whenothers=>Y<="XXXXXXX";--注意X要大写endcase;endprocess;endbehave;文件编译:保存文件后,选择“Project”菜单,点击“SetasTop-Lev
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