FPGA开发环境入门.docx

《FPGA开发环境入门》 FPGA（Field-Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑器件，允许用户根据需求定制电路。这篇文档主要介绍了如何入门FPGA开发环境，并通过实际的实验来熟悉FPGA的数字设计方法和步骤。 实验一主要分为两个部分：3/8线译码器和5人表决器的设计。 1. 3/8线译码器： - 3/8线译码器是一种将3位二进制输入转换为8位输出的逻辑电路。在这个实验中，使用Basys 2开发板上的SW2，SW1和SW0作为输入，通过译码器可以表示8种不同的状态，并在LD7到LD0的8个LED上显示。 - 输入与输出之间的逻辑关系是通过非门、与门和或门等基本逻辑门构建的，确保了输入状态的唯一对应输出。 2. 5人表决器： - 5人表决器利用5个拨位开关（SW4到SW0）代表5个人的表决，当超过3人同意时，表决通过。表决结果在LD0上显示，通过票数在数码管SEG0上显示。 - 真值表列出所有可能的输入组合及其对应的表决结果。学生需要根据真值表推导出逻辑表达式，这通常涉及异或、与、或等运算。 - 为了实现人数统计，需要设计一个加法器，用于计算同意票的数量。这可能涉及到半加器和全加器的组合。 - 数码管静态显示部分，Basys 2开发板使用的是共阳极四位数码管，通过位选择端an0-an3来选通特定的7段数码管，显示通过票数。 实验步骤包括： 1. 创建工程并命名。 2. 编写Verilog源代码（vote.v）。 3. 综合源代码。 4. 创建测试文件（test.v）进行仿真。 5. 编写约束文件（vote.ucf）。 6. 代码实现并生成编程文件。 7. 下载编程文件到FPGA。 8. 功能测试以验证设计是否符合预期。 实验报告应包含实验目的、内容、设备信息、实验方案、测试记录、结果分析和思考题解答。其中，Verilog HDL代码的设计和仿真、仿真结果以及约束文件代码需详细记录。 在思考题部分，学生需要设计实现表决票与表决结果真值表部分功能的门电路，以及通过人数统计结果部分功能的门电路。 这个实验旨在帮助初学者掌握FPGA开发环境的基本操作，理解数字设计流程，以及如何使用Verilog HDL语言进行逻辑电路设计。通过实际操作，学生能够加深对FPGA工作原理的理解，提高逻辑设计能力。