【紫光同创盘古PGX-Nano教程】——（盘古PGX-Nano开发板/PG2L50H_MBG324第一章）LED灯闪烁实验例程

​适用于板卡型号：

紫光同创PG2L50H_MBG324开发平台（盘古PGX-Nano）

一：盘古盘古PGX-Nano开发板简介

PGX-Nano 是一套以紫光同创 FPGA 为核心的开发板，选用紫光同创 logos2 系列 28nm 工艺的 FPGA（PG2L50H_MBG324）。集成下载器芯片，极大的便利 了用户的使用。 板卡搭载一颗容量为 2MB 的 SRAM 用于数据缓存，DAC 芯片用于产生模 拟信号进行测试验证，esp32 模组进行 WIFI、蓝牙透传；预留了丰富的扩展 IO 用于用户验证、测试外接模块电路功能，一组串口进行串行通信；同时为用户提 供基础的硬件电路资源，例如 led 灯、按键、拨码开关等。

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二：实验目的
控制8个LED灯点亮和熄灭。

三：实验原理

通常的时，分，秒的计时进位大家应该不陌生；1小时=60分钟=3600秒，当时针转动1小时，秒针跳动3600次；

在数字电路中的时钟信号也是有固定的节奏的，这种节奏的开始到结束的时间,我们通常称之为周期（T）。

在数字系统中通常关注到时钟的频率,那频率与周期的关系如下：

PGX-Nano板卡上单端时钟有一个50MHz的晶振提供时钟给到PG2L50H;
实验分析:
控制LED亮灭需要控制IO输出的高低电平即可(高电平点亮,低电平熄灭),原理图如下：

控制LED依次0.5s亮,0.5s灭,需要控制IO依次输出0.5s高电平,0.5s低电平周期变化,如下图波形:

使用50MHz外部输入时钟，时钟周期为20ns（在verilog设计中的计数器的计时原理基本上是一致的，确认输入时钟周期和目标计时时间后可得到计数器的计数值到达多少后可得到计时宽度）;
0.5s=25000000*20ns=25000000×T50MHz;
IO输出状态只有两种：1或0；我们可以使用一个计数器，计数满25000000个时钟周期时对LED灯进行点亮和熄灭操作。

四：实验源码设计
文件头设计
在module之前添加文件头，文件头中包含信息有：公司，作者，时间，设计名，工程名，模块名，目标器件，EDA工具(版本)，模块描述，版本描述（修改描述）等信息；以及仿真时间单位定义；

timescale1ns/1ps表示仿真精度是1ns，显示精度是1ps；defineUD#1定义UD表示#1；#1仅仿真有效，表示延时一个仿真精度，结合上一条语句表示延时1ns；

设计module
创建module，确定输入输出信号

此段代码是标准的module创建的模型，module创建时需要确认输入输出信号并定义好位宽，之后在对module进行具体的逻辑设计；管脚与管脚之间用“,”隔开，最后一个管脚不用间隔符号；
创建module时需要定义输入输出信号;本实验输入时钟和复位即可，输出是控制LED的亮灭，PGX-Nano板卡上共有8个LED，故而输出8bit位宽的信号；
设计一个计数器；
单个状态计数25_000_000，即24_999_999=25’b1_0111_1101_0111_1000_0011_1111;所以计数器的位宽为25位即可，此处请结合数字电路中的同步计数器的工作原理分析；

当计数器计数到25'd24_999_999时，计数过程包含了从0～26'd2499_9999的时钟周期，故而总时长时25’d25_000_000×Tcik；硬件输入时钟为50MHz，所以此计数器的计数周期是0.5s；

led显示状态控制
在指定的时间刻度上对LED的状态进行变更，以达到控制LED依次亮灭的目的；
led_light_cnt的计时周期为0.5s，故在led_light_cnt上取一个点来变更LED的显示状态即可完成每隔0.5sLED显示发生变化；由于LED亮和灭只有两个状态，在赋值处理上将寄存器进行取反操作；

完整的Module（不含注释）

硬件管脚分配
PGX-Nano的LED和CLK与FPGA的IO连接部分的原理图如下，详情可查看硬件使用手册或原理图：

复位设计是低电平有效，PGX-Nano开发板提供了5个用户按键（PB0～PB4），按键低电平有效，但按键按下时，IO上的输入电压为低；当没有按下按键时，IO上的输入电压为高电平；选择任一个用户按键作为复位输入即可。

五：实验步骤
PSD软件相关

（1）PSD软件安装包获取：
软件版本：PDS_2022.1（注：本文档中所有实验均使用PDS_2022.1版本实现）
软件安装包位置：5_Software\PDS2022.1；

（2）PSD软件license申请：
方法一：通过紫光同创官网申请license，官网链接：https://www.pangomicro.com/；
方法二：虚拟网卡设置MAC，参考文档：7_doc\虚拟网卡设置MAC；

（3）PSD软件安装流程：
PSD软件安装步骤参考文档：1_Demo_document\工具使用篇；

（4）PDS软件使用：
a.快速使用手册可查看文档：1_Demo_document\工具使用篇\02_PDS快速使用手册
b.PDS各工具使用可查看：安装路径下doc文件夹，示意图如下：

六：下载与Flash固化
下载与flash固化可参考文档：1_Demo_document\工具使用篇\04_FPGA&CPLD的下载与固化

七：实验现象
8颗LED灯按照设定的时间进行点亮和熄灭。

相关配套资料可联系：17665247134

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