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【紫光同创国产FPGA教程】【第三章】按键检测实验

FPGA威廉希尔官方网站 专栏 来源:芯驿电子科技 作者:芯驿电子科技 2021-02-02 13:22 次阅读

原创声明:

本原创教程由芯驿电子科技(上海)有限公司(ALINX)创作,版权归本公司所有,如需转载,需授权并注明出处(alinx.com)。

适用于板卡型号:

PGL22G/PGL12G

1. 文档简介

通过按键检测实验,检测开发板的按键功能是否正常,了解硬件描述语言和FPGA的具体关系,学习PDS View RTL Schematic的使用。

2. 实验环境

  • Windows 10 64位

  • View RTL Schematic(Pango Design Suite 2020.3)

3. 实验原理

3.1 按键硬件电路

o4YBAGAY4XmAUvmuAAA4ZdRNvW0446.jpg开发板按键部分电路

从图中可以看到,电路的按键松开时是高电平,按下时是低电平。

3.2 程序设计

这个程序没有设计的很复杂,通过简单的硬件描述语言看透硬件描述语言和FPGA硬件的联系。首先我们将按键输入经过一个非门后再经过2组D触发器。经过D触发器的信号,会在D触发器时钟输入的上升沿锁存然后再送到输出。

pIYBAGAY4XqAblgLAAAYmquwab0802.jpg

在进行硬件描述语言编码之前,我们已经把硬件构建完成,这是一个正常的开发流程。有了硬件设计思路无论是通过画图还是通过Verilog HDL、VHDL都能完成设计,根据设计的复杂程序和对某种语言的熟悉程序来选择工具。

4. 工程分析

1)首先建立按键的测试工程,添加verilog测试代码,完成编译分配管脚等流程。

o4YBAGAY4XqAQJh_AAC-VlfxqbQ453.jpg

2)使用View RTL Schematic工具查看设计

pIYBAGAY4XuALBXMAAA4nYhOHnE067.jpg

3)分析RTL图,可以看出第一级D触发器经过取反后输入,第二级直接输入,和预期设计一致。

o4YBAGAY4XuAezUqAAA2-tyydA8765.jpg

5. 实验现象

程序下载到开发板以后, "LED1"、"LED2"、"LED3"、"LED4"都处于亮状态,按键“KEY1”按下“LED1” 灭,按键“KEY2”按下“LED2” 灭,按键“KEY3”按下“LED3” 灭, 按键“KEY4”按下“LED4”灭。

6. 附录

key_test.v(verilog代码)

`timescale1ns/1psmodulekey_test(inputsys_clk,//systemclock50Mhzonboardinputrst_n,//reset,lowactiveinput[3:0]key_in,//inputfourkeysignal,whenthekeydown,thevalueis0output[3:0]led//LEDdisplay,whenthesiganlhigh,LEDlighten);reg[3:0]led_r;//definethefirststageregister,generatefourDFlip-flop
reg[3:0]led_r1;//definethesecondstageregister,generatefourDFlip-flopalways@(posedgesys_clkornegedgerst_n)beginif(~rst_n)
led_r<=4'b0000;else
            led_r <=~key_in;//first stage latched dataendalways@(posedge sys_clk ornegedge rst_n)beginif(~rst_n)
            led_r1 <=4'b0000;else
            led_r1 <= led_r;//second stage latched dataendassign led = led_r1;endmodule

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