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Lattice MXO2: 時鐘分頻

時鐘分頻在之前的實驗中我們已經(jīng)熟悉了小腳丫的各種外設(shè)，掌握了verilog的組合邏輯設(shè)計，接下來我們將學(xué)習(xí)時序邏輯的設(shè)計。硬件說明時鐘信號的處理是FPGA的特色之一，因此分頻器也是FPGA設(shè)計中使用頻率非常高的基本設(shè)計之一。一般在FPGA中都有集成的鎖相環(huán)可以實現(xiàn)各種時鐘的分頻和倍頻設(shè)計，但是通過語言設(shè)計進(jìn)行時鐘分頻是最基本的訓(xùn)練，在對時鐘要求不高的設(shè)計時也能節(jié)省鎖相環(huán)資源。在本實驗中我們將實現(xiàn)任意整數(shù)的分頻器，分頻的時鐘保持50%占空比。1，偶數(shù)分頻：偶數(shù)倍分頻相對簡單，比較容易理解。通過計數(shù)器計數(shù)是完
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Altera MAX10: 2位7段數(shù)碼管顯示

數(shù)碼管顯示本實驗將會讓你熟悉小腳丫上最后一種有意思的外設(shè)七段數(shù)碼管。====硬件說明====數(shù)碼管是工程設(shè)計中使用很廣的一種顯示輸出器件。一個7段數(shù)碼管（如果包括右下的小點可以認(rèn)為是8段）分別由a、b、c、d、e、f、g位段和表示小數(shù)點的dp位段組成。實際是由8個LED燈組成的，控制每個LED的點亮或熄滅實現(xiàn)數(shù)字顯示。通常數(shù)碼管分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管，結(jié)構(gòu)如下圖所示：圖1 共陽極、共陰極數(shù)碼管共陰8段數(shù)碼管的信號端低電平有效，而共陽端接高電平有效。當(dāng)共陽端接高電平時只要在各個位段上加上相應(yīng)的低電平
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Lattice MXO2: 2位7段數(shù)碼管顯示

數(shù)碼管顯示本實驗將會讓你熟悉小腳丫上最后一種有意思的外設(shè)七段數(shù)碼管。硬件說明數(shù)碼管是工程設(shè)計中使用很廣的一種顯示輸出器件。一個7段數(shù)碼管（如果包括右下的小點可以認(rèn)為是8段）分別由a、b、c、d、e、f、g位段和表示小數(shù)點的dp位段組成。實際是由8個LED燈組成的，控制每個LED的點亮或熄滅實現(xiàn)數(shù)字顯示。通常數(shù)碼管分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管，結(jié)構(gòu)如下圖所示：圖1 共陽極、共陰極數(shù)碼管共陰8段數(shù)碼管的信號端低電平有效，而共陽端接高電平有效。當(dāng)共陽端接高電平時只要在各個位段上加上相應(yīng)的低電平信號就可以使相應(yīng)
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Altera MAX10: 3-8譯碼器

在這個實驗里我們將學(xué)習(xí)如何用Verilog來實現(xiàn)組合邏輯。====硬件說明====組合邏輯電路是數(shù)字電路的重要部分，電路的輸出只與輸入的當(dāng)前狀態(tài)相關(guān)的邏輯電路，常見的有選擇器、比較器、譯碼器、編碼器、編碼轉(zhuǎn)換等等。在本實驗里以最常見的3-8譯碼器為例說明如何用Verilog實現(xiàn)。3-8譯碼器的真值表如下：從前面的實驗可以知道，當(dāng)FPGA輸出信號到LED為高電平時LED熄滅，反之LED變亮。同時我們可以以開關(guān)的信號模擬3-8譯碼器的輸入，這樣控制開關(guān)我們就能控制特定的LED變亮。====Verilog代碼=
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Lattice MXO2: 3-8譯碼器

在這個實驗里我們將學(xué)習(xí)如何用Verilog來實現(xiàn)組合邏輯。硬件說明組合邏輯電路是數(shù)字電路的重要部分，電路的輸出只與輸入的當(dāng)前狀態(tài)相關(guān)的邏輯電路，常見的有選擇器、比較器、譯碼器、編碼器、編碼轉(zhuǎn)換等等。在本實驗里以最常見的3-8譯碼器為例說明如何用Verilog實現(xiàn)。3-8譯碼器的真值表如下：從前面的實驗可以知道，當(dāng)FPGA輸出信號到LED為高電平時LED熄滅，反之LED變亮。同時我們可以以開關(guān)的信號模擬3-8譯碼器的輸入，這樣控制開關(guān)我們就能控制特定的LED變亮。Verilog代碼// *****
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Altera MAX10: 點亮RGB三色燈

在這個實驗里我們將學(xué)習(xí)控制小腳丫STEP-MAX10上的RGB三色LED的顯示，基本的原理和點亮LED是相似的。====硬件說明====STEP-MXO2 V2開發(fā)板上面有兩個三色LED，我們也可以用按鍵或者開關(guān)控制三色LED的顯示。這是開發(fā)板上的2個三色LED，采用的是共陽極的設(shè)計，RGB三種信號分別連接到FPGA的引腳，作為FPGA輸出信號控制。當(dāng)FPGA輸出低電平時LED變亮，當(dāng)FPGA輸出高電平時LED熄滅，當(dāng)兩種或者三種顏色變亮?xí)r會混合出不同顏色，一共能產(chǎn)生8種顏色。====Verilog代碼=
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Lattice MXO2: 點亮RGB三色燈

在這個實驗里我們將學(xué)習(xí)控制小腳丫STEP-MXO2上的RGB三色LED的顯示，基本的原理和點亮LED是相似的。硬件說明STEP-MXO2 V2開發(fā)板上面有兩個三色LED，我們也可以用按鍵或者開關(guān)控制三色LED的顯示。這是開發(fā)板上的2個三色LED，采用的是共陽極的設(shè)計，RGB三種信號分別連接到FPGA的引腳，作為FPGA輸出信號控制。當(dāng)FPGA輸出低電平時LED變亮，當(dāng)FPGA輸出高電平時LED熄滅，當(dāng)兩種或者三種顏色變亮?xí)r會混合出不同顏色，一共能產(chǎn)生8種顏色。Verilog代碼// ******
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Altera MAX10: 點亮LED燈

恭喜你拿到我們的小腳丫開發(fā)板，在這個系列教程里你將更深入學(xué)習(xí)FPGA的設(shè)計同時更深入了解我們的小腳丫。如果你還沒有開始使用小腳丫，也可以從這里一步一步開始你的可編程邏輯學(xué)習(xí)。請先準(zhǔn)備好軟硬件文檔，因為FPGA的設(shè)計是和硬件息息相關(guān)，會經(jīng)常用到這些文檔。你還必須先安裝好Quartus Prime設(shè)計工具，這是用小腳丫STEP-MAX10必須用到的。硬件說明STEP-MAX10開發(fā)板雖然很小巧，上面也集成了不少外設(shè)，在本實驗里我們就看看如何用FPGA控制簡單外設(shè)，如何用按鍵或者開關(guān)控制LED的亮和
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Lattice MXO2: 點亮LED燈

恭喜你拿到我們的小腳丫開發(fā)板，在這個系列教程里你將更深入學(xué)習(xí)FPGA的設(shè)計同時更深入了解我們的小腳丫。如果你還沒有開始使用小腳丫，也可以從這里一步一步開始你的可編程邏輯學(xué)習(xí)。請先到云盤準(zhǔn)備好軟硬件文檔，因為FPGA的設(shè)計是和硬件息息相關(guān)，會經(jīng)常用到這些文檔。你還必須先安裝好Diamond設(shè)計工具，這是用小腳丫STEP-MXO2必須用到的。1. 硬件說明STEP-MXO2 V2開發(fā)板雖然很小巧，上面也集成了不少外設(shè)，在本實驗里我們就看看如何用FPGA控制簡單外設(shè)，如何用按鍵或者開關(guān)控制LED的亮和滅。這是開
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實驗22 4位串行累加器

實驗?zāi)康模?）熟悉和掌握FPGA開發(fā)流程和Lattice Diamond軟件使用方法；（2）通過實驗了解累加器的意義及原理方法（3）掌握使用Verilog HDL語言基于FPGA實現(xiàn)累加器的原理及實現(xiàn)方法實驗任務(wù)設(shè)計一個4位串行累加器，電路原理框圖如圖所示，在開關(guān)K處設(shè)置串行輸入數(shù)據(jù)，在CP端輸入8個脈沖，將完成一次，兩個四位串行數(shù)據(jù)的相加，結(jié)果存D-A中。實驗原理根據(jù)上述電路框圖，可以分割系統(tǒng)任務(wù)。累加器是一個具有特殊功能的二進(jìn)制寄存器，可以存放計算產(chǎn)生的中間結(jié)果，省去了計算單元的讀取操作，能加快計算單
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實驗21：智力競賽搶答器

實驗?zāi)康模?）熟悉和掌握FPGA開發(fā)流程和Lattice Diamond軟件使用方法；（2）通過實驗理解和掌握搶答器原理；（3）學(xué)習(xí)用Verilog HDL描述方法描述搶答器。實驗任務(wù)本實驗的任務(wù)是設(shè)計一個智力競賽搶答器，帶復(fù)位和主持人控制功能。一共4組選手，用開關(guān)k1,k2,k3,k4表示主持人復(fù)位開始搶答，獲得搶答的選手顯示對應(yīng)led，答題時間超過30秒報警每位選手初始分?jǐn)?shù)5分（RESET復(fù)位），主持人控制加分減分按鍵，每次增加或減少1分（最多9分），答題選手分?jǐn)?shù)顯示在數(shù)碼管實驗原理根據(jù)搶答器的功能，
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實驗20：步進(jìn)電機(jī)2

實驗?zāi)康模?）熟悉和掌握FPGA開發(fā)流程和Lattice Diamond軟件使用方法；（2）通過實驗理解和掌握步進(jìn)電機(jī)技術(shù)與實現(xiàn)方法；（3）學(xué)習(xí)用Verilog HDL行為描述方法描述步進(jìn)電機(jī)。實驗任務(wù)本實驗的任務(wù)設(shè)計一個步進(jìn)電機(jī)運行控制電路，A、B、C、D分別表示步進(jìn)電機(jī)的四相繞組，步進(jìn)電機(jī)按四相四拍的方式運行。如要求電機(jī)正傳時，控制端T＝1，電機(jī)的四相繞組的通電順序為AC—DA—BD—CB—AC……如要求電機(jī)反傳時，控制端T＝0，電機(jī)的四相繞組的通電順序為AC—CB—BD—DA—AC……。實驗原理為了
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FPGA 江湖，山雨欲來

前不久，英特爾通過官網(wǎng)宣布將負(fù)責(zé)開發(fā)英特爾的 Agilex、Stratix 和其他 FPGA 產(chǎn)品的可編程解決方案部門（PSG）剝離，作為獨立業(yè)務(wù)運營，目標(biāo)是在兩到三年后 IPO 中出售部分業(yè)務(wù)。當(dāng)英特爾正式宣布分拆 FPGA 業(yè)務(wù)時，F(xiàn)PGA 江湖的風(fēng)又開始飛揚。FPGA 江湖之爭FPGA 起源FPGA（現(xiàn)場可編程門陣列）是可重構(gòu)的計算機(jī)芯片，可以通過編程實現(xiàn)任何數(shù)字硬件電路。FPGA 可以在制造后重新編程以模擬數(shù)字電路，非常適合在批量生產(chǎn)前制作新功能的原型，或者服務(wù)于對于定制芯片來說不經(jīng)濟(jì)的罕見用例。
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實驗19：步進(jìn)電機(jī)1

實驗?zāi)康模?）熟悉和掌握FPGA開發(fā)流程和Lattice Diamond軟件使用方法；（2）通過實驗理解和掌握步進(jìn)電機(jī)的原理和設(shè)計方法；（3）學(xué)習(xí)用Verilog HDL描述一個步進(jìn)電機(jī)電路。實驗任務(wù)本實驗的任務(wù)是設(shè)計控制四相繞組的步進(jìn)電機(jī)電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止的控制電路。要求如下：電機(jī)運轉(zhuǎn)規(guī)律為：正轉(zhuǎn)30s→停10s→反轉(zhuǎn)30s→停10s→正轉(zhuǎn)30s……實驗原理步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件。當(dāng)電流流過定子繞組時，定子繞組產(chǎn)生一矢量磁場。該磁場會帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一角度，使得轉(zhuǎn)
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實驗18：秒表計數(shù)器

實驗?zāi)康模?）熟悉和掌握FPGA開發(fā)流程和Lattice Diamond軟件使用方法；（2）通過實驗理解和掌握計數(shù)器原理；（3）掌握用Verilog HDL數(shù)據(jù)流和行為級描述寄存器單元的方法。實驗任務(wù)設(shè)計簡單秒表(60進(jìn)制），并要求帶啟動、復(fù)位、暫停功能。實驗原理如下所示，秒表（60進(jìn)制）即顯示從00到59循環(huán)跳轉(zhuǎn)計數(shù)。并且通過開關(guān)設(shè)置，達(dá)到復(fù)位至00，任意時刻暫停和啟動的功能。我們通過將開發(fā)板的12M晶振分頻（參考分頻程序）出1Hz的計時頻率，實現(xiàn)秒鐘的效果。將clk_1s的上升沿作為觸發(fā)信號計時。通過
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