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FPGA 入门系列实验教程——点亮 LED
1. 实验任务
点亮发光二极管.通过这个实验,熟悉并掌握 CPLD/FPGA 开发软件 Quartus II 的使用方法和开发流程以及 VHDL 的编程方法.
2. 实验环境
硬件实验环境为艾米电子工作室型号 EP2C5T144 开发套件. 软件实验环境为 Quartus II 8.1 开发软件.
3. 实验原理
FPGA 器件同单片机一样,为用户提供了许多灵活的独立的输入/输出 I/O 口 (单元) .FPGA 每个 I/O 口可以配置为输入,输出,双向,集电极开路和三态 门等各种组态.作为输出口时,FPGA 的 I/O 口可以吸收最大为 24mA 的电流, 可以直接驱动发光二极管 LED 等器件.图 1. 1 为 8 个发光二极管硬件原理图, 本原理图对应艾米电子工作室型号为 EP2C5T144 FPGA 开发板及接口板.通过 原理图可知如果要点亮这八个 LED,所以只要正确分配并锁定引脚后,在相应 的引脚上输出相应高电平"1" ,就可实现点亮该发光二极管的功能.本工作室开 发板均采用输出"1"点亮 LED 的模式,以后就不再另作说明.
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图 1. 1 发光二极管 LED 硬件原理图
4. 实验程序
library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity LED is // 实体 port(dout:out std_logic_vector(7 downto 0)); end LED;
//端口设置
architecture behave of LED is //构造体 begin dout<="10101010"; end behave; 代码分析: 控制 LED 的亮灭, 就是控制 LED 管脚电位的高低, 8 个管脚分别置为 1, 将 0, 1,0,1,0,1,0,则 8 个 LED 灯呈亮灭交叉排列.
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5. 实验步骤
1)打开 Quartus II 软件并建立工程 (1)通过桌面上的快捷方式打开 Quartus II 8.1 软件,进入集成开发环境,软 件界面如图 1. 2 所示. 菜单栏
标题栏
资源管理器
编译状态显示
工程栏
信息显示窗
图 1. 2
Quartus II 软件界面
我们首先简单了解一下各部分的作用: 标题栏:显示当前工程的路径和程序的名称. 菜单栏: 主要包括文件 (File ) 编辑 , (Edit) 视图 View) 工程 , ( , (Project) , 资源分配( Assignments),操作( Processing),工具( Tools), 窗口(Window),和帮助(Help),9 个下拉菜单组成. 工具栏:包含常用命令的快捷图标. 资源管理窗:显示当前工程中所有相关的文件. 工程工作区:对不同的工程文件进行各种操作. 编译状态显示窗:显示模块综合,布局布线过程和时间. 信息显示窗:显示软件综合,布局布线过程中的信息.
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(2)在图 1.2 中选择 File→ New project wizard 来新建一个工程.新建工程 向导说明对话框如图 1.3 所示.
图 1.3
新建工程向导说明对话框
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(3)在图 1.3 中单击 Next 进入如图 1.4 所示对话框
保存工程路径 工程名称
顶层实体名
图 1.4 新建工程路径,名称,顶层实体指定对话框
注意:文件夹所在路径名和文件夹名不能用中文,空格和括号,可以用下划线, 最好不要以数字开头.建议使用顶层文件的实体名作为工程名,即工程名和顶层 文件的实体名保持一致.
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(4)在图 1.4 中单击 Next 进入如图 1.5 所示对话框
图 1.5 新建工程添加文件对话框
(5)在图 1.5 中单击 Next 进入如图 1.6 所示对话框.在该对话框中指定目标器 件 , 这 里 我 们 选 择 的 是 艾 米 电 子 工 作 室 开 发 套 件 用 的 Cyclone II 系 列 的 EP2C5T144C8

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