此書為FPGA套件V3.0版本教程108頁,配套的實驗例子有9個,個個精心設計,從簡單到復雜安排,每個實驗旨在讓學習者掌握數個功能,由淺入深地將您引入FPGA和NiosII開發的殿堂,教程里面每個實驗都圖文并茂,詳細說明了實驗的步驟,并針對某些關鍵步驟和注意事項做了說明。這本教程僅隨產品以印刷版提供,教程旨在讓每一個初學者短期內掌握FPGA/SOPC開發。對于有一定基礎的工程師,其中的代碼和設計思路也可以作為開發中的參考。以下簡要介紹教程內容:
FPGA實驗介紹
實驗一 最簡單的FPGA設計
實驗目的:通過一個最簡單的例子作為引子,讓初學者快速了解FPGA的基本開發流程,熟識quartusII軟件基本功能的使用——迅速建立起學習的興趣和信心——FPGA學習并不難!
實驗二 7段數碼管實驗
實驗目的:
1.進一步了解FPGA的設計流程和加深對QII的使用。
2.學習和了解動態掃描數碼管的工作原理的程序設計方法。
3.加強和熟悉VHDL語言的設計方法和特點,學會掌握常用的計數器,譯碼器的設計。
本實驗中設計的電路有:模N計數器、加計數器、減計數器、BCD多路選擇器、3-7數碼管譯碼器、調用功能宏模塊設計的計數時鐘。
實驗三 用FPGA設計PS2鍵盤接口
一.實驗目的
4.學習用FPGA設計簡單通信協議的方法。
5.學習鍵盤的工作原理,掃描碼的ASCII碼的轉換。
6.加強和熟悉VHDL語言的設計方法和特點,了解D觸發器做為記憶體的使用方法
本實驗設計的電路有:是串并轉換電路,FPGA查表電路,D觸發器,實驗二中的數碼管掃描顯示電路。
實驗結果:看到數碼管高2位顯示掃描碼,低2位顯示ASCII碼。在采集掃描碼時如果有一位錯位,那么后面的碼都會出錯,在數碼管高2位會顯示出錯誤的掃描碼,而低2位一直顯示80沒有變化。因為出現了錯位,如果得不到F0斷碼的開始標志,則轉換器會認為沒有鍵按下,會一直顯示80,直到F0到來。這時可以按reset進行復位更正。
SOPC實驗介紹
實驗一:核心板上的兩個LED交替閃爍
實驗目的:
1掌握NiosII軟核的定制流程;
2掌握NiosII軟件開發流程;
3熟識NiosII IDE開發環境的使用;
4掌握基本的軟件調試方法;
5學會使用Cyclone內部的PLL的使用方法。
實驗原理:在本實驗中,我們用軟件來控制核心板上的兩個LED交替閃爍。
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實驗二:SOPC設計4位7位數碼管顯示及flash的燒寫教程
實驗目的:
1進一步熟悉SOPC的設計流程;
2掌握在sopc builder中SDRAM,FLASH_ROM的添加和應用;
3學習和掌握在QII5.1下flash的燒寫原理和方法;
4直觀地比較SOPC與FPGA兩種不同設計方法;
實驗原理:
核心板上加有8Mbyte SDRAM和2Mbyte Flash(或4M),可容納更多的用戶程序和數據。如果用戶程序和數據比較大,超出了EPCS1的容量,則程序和數據可以保存在普通Flash中;如果用戶程序較大,超出了EP1C6所能定制的最大內部RAM容量,則也可以將程序放在SDRAM中運行。
本實驗將設計一個SOPC控制的4位7段數碼管顯示程序,程序在SDRAM中運行,調試完后將程序下載到FLASH中,上電后從Flash中Bootload到SDRAM運行。
... ...
實驗三:蜂鳴器樂曲彈奏及定時器中斷、按鍵中斷
實驗目的:
1了解NIOSII的中斷原理;
2學習NiosII的中斷編程方法
實驗原理:
Nios系統中的定時器是一個簡單的32位下降計數器,在NiosII軟件開發中主要通過幾個相關的寄存器進行讀寫操作來控制該定時器。
定時器模塊內部的一個控制位對應定時中斷使能,如果該控制位為1,則當定時器計數值為0時會生成一個中斷請求信號。
定時器軟件開發一般包含以下幾個步驟:
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實驗四 ALL_TEST綜合設計
包括LCD顯示,數碼管顯示,按鍵中斷控制,LED閃動,串口通信...
實驗五 burn flash全綜合設計
VGA控制器,鍵盤輸入數據顯示于數碼碼和LCD,并通過USB發送到電腦端顯示。
增加了uclinux詳盡移植教程,及應用程序開發教程,并提供在各款核心板(EP1C6、EP1C12、EP2C5、EP2C8)相對應的已編譯好的內核和文件系統,用戶可以使用相關工程直接下載到flash中,接上USB線,在串口調試工具軟件中便可觀察uclinux的運行和操作過程(如下圖)。真正手把手教會您學會uclinux的移植,全部移植過程都是在windows操作系統和NIOS IDE環境下進行,大大降低其移植難度和移植步驟。
教程中增加了對uc/osII操作系統的說明,因為Nios IDE已集成了uc/osII操作系統開發環境,所以對其開發也相當簡單。也許只用幾分鐘用戶便可學會在uc/osII操作系統下的應用程序的編程方法。
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