FPGA实验指导书
实验九 流水灯设计
实验目的
学习流水灯的设计、分析和测试方法。
实验器材
Digilent Anvyl FPGA 平台、Xilinx ISE Design Suite 13.4（ FPGA 开发工具）、Digilent Adept 编程调试工具
实验预习
1、了解流水灯电路设计的原理与方法。
2、提前预习，编写好主模块的VHDL程序。
实验原理
所谓流水灯，就是让LED灯的亮灭模拟流水，按照顺序使LED灯依次点亮。编写一个让8个灯依次点亮的流水灯实验。
实验内容
1、启动Xilinx ISE建立一个空白工程，然后命名。
2、新建VHDL源程序文件并命名，输入程序代码并保存，进行综合编译，若在编译过程中发现错误，则找出并更正错误，直至编译成功为止。打印源程序。 3、利用RTL Viewer工具，生成查看RTL图。打印RTL图。
4、新建仿真波形文件，选择FPGA器件型号，分配FPGA引脚。对各模块设计进行功能仿真与时序仿真，验证设计结果。打印波形文件。打印功能仿真与时序仿真结果。
5、对该工程文件进行全程编译处理，若在编译过程中发现错误，则找出并更正错误，直至编译成功为止。 6、利用Digilent Adept 编程调试工具，下载至AnvylTM系统，调试成功。照片记录调试结果。
（详细步骤参看《AnvylTM开发板相关资料》 Lab2: 流水灯设计）
习题与问答
编写一个16个灯依次点亮的流水灯实验，并仿真。
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实验十 键盘控制实验
实验目的
?、学会往工程中添加已有的源文件
2、学会通过 corgen 来生成一个 bram IP core，以及如何对该 bram 进行读写 3、学会实例化模块（调用模块）
实验器材
Digilent Anvyl FPGA 平台、Xilinx ISE Design Suite 13.4（ FPGA 开发工具）、Digilent Adept 编程调试工具
实验预习
本实验旨在指导读者使用 Xilinx 的 ISE 工具完成一个关于 4x4 键盘控制 7 段数码管显示的数字系统的设计。
实验原理
Anvyl 平台上有一个 4x4 键盘，其原理图如下图。该键盘一共有 8 个输入输出引脚，分别为行 4 路，列 4路，以扫描的方式完成 16 个键的信号的采集。对应 FPGA 芯片来说， 4x4 键盘的行 4 路引脚 ROW1-ROW4 为输入引脚，列 4 路 COL1-COL4 为输出引脚。 4 路 COL 信号相当于该列 4 个键的扫描使能信号，低电平有效，该列电平为 0 时，按下该列的键，对应的ROW 信号中的引脚可以检测到低电平信号。 例如， COL1 列信号为低时，将会使能 1，4，7， * 这 4 个键，此时，按下 4 键， ROW2 信号为低电平，其余 ROW 信号还是高电平；按下 7 键，则 ROW3 为低电平。于是扫描以如下方式进行： COL1-COL4 循环输出“1110”， “1101”， “1011”， “0111”，循环使能 4 列的按键。然后检测ROW4 路信号中是否有低电平信号，有的话说明键盘上有相应的键按下。
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实验内容
本实验旨在指导读者使用 Xilinx 的 ISE 工具完成一个关于 4x4 键盘控制 7 段数码管显示的数字系统的设计，然后在 Anvyl 平台上进行测试验证。 实验由以下步骤组成：
1． 通过 Project Navigator 建立工程 2． 添加源文件
3． 通过 corgen 来生成一个 bram IP core 4． 实例化模块 5． 编译工程
6． 在 Anvyl 上进行测试验证
（详细步骤参看《AnvylTM开发板相关资料》 lab3：4x4键盘控制7段数码管显示）
问答与思考
与STM32单片机的键盘控制有什么异同
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实验十一 表决器
实验目的
三人投票表决器的实现
实验器材
Digilent Anvyl FPGA 平台、Xilinx ISE Design Suite 13.4（ FPGA 开发工具）、Digilent Adept 编程调试工具
实验预习
1、投票表决器的原理与结构。
2、书写预习报告，必须有完整的VHDL设计程序及实验步骤。
实验原理
设开关状态0，1代表三人投票情况s1，s2，s3，二极管的亮灭代表投 票结果win，lose。画卡诺图（表11.1）：
化简卡诺图得:win=s1s2+s2s3+s1s3 则：lose=~win
实验内容
1） 创建工程；
2） 新建VHDL文件，输入编写的VHDL程序； 3） 编译工程，查看RTL；
4） 创建波形仿真文件，设置s1,s2,s3的波形，进行仿真；
5） 投票表决器除了可以用VHDL语言实现外还可以用原理图进行实现；用原理图法的实现接下来步骤同3）、4）
问答与习题
设计具有一个优先级的多人表决器。
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