【FPGA礼物教程】你的第一个fpga程序

只看该作者 · 2011-5-25 21:25

本帖最后由 giftFPGA 于 2011-6-16 14:02 编辑

FPGA入门图文教程（一）LED

基于quartus10.0和冠方科技 FPGA礼物开发板A3 mini

LED程序对于Verilog HDL就像Hello World程序对于C语言一样，初学者首先应该完成的程序应该就是LED程序。
本实验的软硬件环境：
1 软件Quartus II 10.0
SPI
2 硬件：FPGA礼物开发板 giftFPGA-A3 mini 核心芯片是Cyclone III EP3C5
与单片机相比，FPGA点亮LED更加容易，只需将相应的的引脚输出高电平即可。以下是A3 mini开发板的LED部分电路图。

LED1-4分别于Cyclone III EP3C5的PIN_34，PIN_38，PIN_39，PIN_42相连，只需根据需要将这四个引脚输出高电平即可。
以下是详细步骤：
打开Quartus II 10.0
SPI软件

点击工具条上的“新建”标签，如上图所示

默认为 “New Quartus II Project”,不用更改，直接点击”OK”;

直接点击 Next

此处需要输入工程路径和工程名称，注意：路径不要有中文和空格，工程名不能以数字开头，工程名要与后面Verilog代码的模块名和文件名一致。

直接点击 Next

这一步选则FPGA礼物开发板A3 mini使用的器件Cyclone III ,和EP3CE144C8。
后面不用更改，直接点击Finish即可。

再次点击工具条上的“新建“标签。

选择Verilog HDL File.。
在文件中输入以下代码内容
module led (input CLK, output[3:0] LED);

reg[3:0] led_r;

always @(posedge CLK) led_r=4’b1111;

assign LED=led_r;
endmodule
保存为led.v文件，注意，此处文件名必须为led.v。第一次接触FPGA人的可能对上面的代码不能完全理解，不过没关系，完成几个实验后，自然就理解了。上面代码中CLK为时钟输入，在FPGA礼物开发板中，与EP3C5 PIN_22对应。LED为LED输出，与PIN_34，PIN_38，PIN_39，PIN_42对应。通过上面的代码，几个简单的赋值语句，就可以点亮A3 mini开发板上四个LED.
文件保存后，首先编译以下，看有没有错误。方法是点击工具条上的紫色三角形标签。

接下来需要进行引脚分配，点击下图中标签。

按下图分配引脚

重新编译一次。接下来就可以将程序下载到开发板中运行了,点击下图中的标签

确保开发板和Usb blaster下载线连接正确，点击Start，开发板上四个LED应该就被点亮了。

实现点亮LED,下面来实现经典的LED跑马灯程序，你可以先将上面的代码注释掉，方法与C语言相同，单行用 //, 多行用/*
*/,
将下面的代码输入。
module led (input CLK, output[3:0] LED);

reg[3:0] led_r;

reg[25:0] cnt;
//26为计数器

always @(posedge CLK)

begin

cnt<=cnt+1'b1;

if(cnt==26'd50000000)
//修改此值，可以改变跑马灯的频率

begin

led_r=led_r<<1;

if(led_r==4'b0000)

led_r<=4'b0001;

cnt<=0;

end

end

assign LED=led_r;
endmodule

上面的代码与第一个代码主要的不同，就是增加了一个计数器和移位运算，我们的FPGA礼物开发板上使用的晶振是50M, 在语句if(cnt==26'd50000000)中，此时跑马灯的频率就是1秒，显得有些慢，可以改为26’d10000000。频率0.2秒。移位运算是将一个四位二进制数（其中三位为零，一位为一）中的一不断的循环左移，这样就实现了跑马灯效果。

giftFPGA-A3 mini定位与低成本、入门级的开发板，但其功能却非常强大，性价比非常高，不仅能进行基本Verilog HDL实验，而且能非常好的完成NIOS II SOPC实验，物超所值。
●Altera Cyclone III EP3C5 芯片
●16Mbit(2M Byte)FLASH配置芯片EPCS16
●64Mbit(8M Byte) SDRAM
●四个轻触按键
●四个滑动开关
●四个LED
●四位七段数码管
●50MHz晶振输入
●VGA输出
●RS232串口
●SD CARD插槽
●JTAG和AS下载接口
●5V直流电源输入
冠方科技 www.gifteks.com