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第1章 FPGA开发入门1

1.1 FPGA基础入门1

1.2 FPGA的优势在哪里4

1.3 FPGA应用领域5

1.4 FPGA开发流程6

第2章 实验平台“勇敢的芯”板级电路详解9

2.1 板级电路整体架构9

2.2 电源电路10

2.3 复位与时钟电路13

2.3.1 关于FPGA器件的时钟13

2.3.2 关于FPGA器件的复位15

2.3.3 实验平台电路解析15

2.4 FPGA下载配置电路17

2.5 SRAM接口电路18

2.6 ADC/DAC芯片电路19

2.7 UART接口电路20

2.8 RTC接口电路21

2.9 导航按键电路22

2.10 VGA显示接口电路22

2.11 蜂鸣器、数码管、流水灯、拨码开关电路23

2.12 超声波接口、外扩LCD接口电路24

第3章 逻辑设计基础25

3.1 0和1——精彩世界由此开始25

3.2 表面现象揭秘——逻辑关系27

3.3 内里本质探索——器件结构31

第4章 软件安装与配置37

4.1 ISE 14.6 软件安装37

4.1.1 安装文件复制与解压缩37

4.1.2 虚拟光驱或解压缩安装38

4.1.3 ISE 14.6 安装38

4.2 Modelsim SE 10.1 安装45

4.2.1 安装文件复制与解压缩45

4.2.2 Modelsim SE安装45

4.3 文本编辑器Notepad++安装50

4.4 ISE中使用Notepad++的关联设置52

4.5 ISE与Modelsim联合仿真库编译54

4.5.1 操作系统确认54

4.5.2 Xilinx库编译55

4.6 ISE与Modelsim联合仿真关联设置61

4.6.1 modelsim.ini内容复制与粘贴61

4.6.2 ISE设置64

4.7 Platform Cable USB驱动安装65

4.8 串口芯片驱动安装69

4.8.1 驱动安装69

4.8.2 设备识别70

第5章 基于仿真的第一个工程实例71

5.1 新建工程71

5.2 Verilog源码文件创建与编辑74

5.2.1 Verilog源码文件创建74

5.2.2 Verilog源码文件编辑77

5.3 Verilog语法检查78

5.4 Modelsim仿真验证80

5.4.1 ISE基本设置80

5.4.2 测试脚本创建与编辑82

5.4.3 调用Modelsim仿真85

第6章 基于板级调试的第二个工程实例87

6.1 PWM蜂鸣器驱动之功能概述87

6.1.1 功能概述87

6.1.2 设计源码88

6.2 PWM蜂鸣器驱动之引脚分配89

6.2.1 工程移植89

6.2.2 PlanAhead引脚分配89

6.2.3 脚本直接引脚分配91

6.3 PWM蜂鸣器驱动之综合、实现与配置文件产生93

6.4 PWM蜂鸣器驱动之FPGA在线下载配置94

6.4.1 开启iMPACT94

6.4.2 初始化下载线缆95

6.4.3 下载配置98

6.5 PWM蜂鸣器驱动之FPGA配置芯片固化99

6.5.1 PROM烧录文件生成99

6.5.2 固化PROM102

6.6 PWM蜂鸣器驱动之复位与FPGA重配置功能105

6.6.1 复位功能105

6.6.2 在线重配置功能105

6.6.3 配置状态指示灯106

第7章 基础入门实例107

7.1 蜂鸣器开关实例107

7.1.1 功能简介107

7.1.2 代码解析108

7.1.3 打开工程109

7.1.4 下载配置操作110

7.2 流水灯实例111

7.2.1 功能简介111

7.2.2 代码解析112

7.2.3 下载配置112

7.3 3-8译码器实验112

7.3.1 功能简介112

7.3.2 代码解析113

7.3.3 板级调试114

7.4 按键消抖与LED开关实例114

7.4.1 按键消抖原理114

7.4.2 功能简介116

7.4.3 代码解析116

7.4.4 板级调试118

7.5 经典模式流水灯实验118

7.5.1 功能简介118

7.5.2 代码解析119

7.5.3 板级调试121

7.6 基于PLL分频计数的LED闪烁实例121

7.6.1 PLL概述121

7.6.2 功能简介121

7.6.3 新建IP核文件122

7.6.4 PLL配置124

7.6.5 模块化设计概述128

7.6.6 模块化设计实践129

7.6.7 代码解析130

7.6.8 板级调试132

7.7 数码管驱动实例132

7.7.1 数码管驱动原理132

7.7.2 功能概述133

7.7.3 代码解析133

7.7.4 板级调试138

7.8 SRAM读写测试138

7.8.1 SRAM读写时序解读138

7.8.2 功能简介141

7.8.3 代码解析142

7.8.4 Xilinx库设置148

7.8.5 功能仿真149

7.8.6 FPGA在线配置150

7.8.7 触发采样波形152

7.9 UART loopback测试153

7.9.1 功能概述153

7.9.2 代码解析154

7.9.3 板级调试162

7.10 VGA驱动ColorBar显示163

7.10.1 VGA概述163

7.10.2 功能简介166

7.10.3 代码解析167

7.10.4 板级调试173

7.11 LCD基本驱动实例174

7.11.1 LCD驱动时序174

7.11.2 功能简介175

7.11.3 代码解析176

7.11.4 装配180

7.11.5 板级调试180

7.12 LCD字符显示驱动181

7.12.1 字符取模181

7.12.2 ROM初始化文档创建184

7.12.3 新建源文件185

7.12.4 IP选择186

7.12.5 ROM配置187

7.12.6 功能简介188

7.12.7 代码解析190

7.12.8 板级调试194

第8章 FPGA片内资源应用实例196

8.1 基于ChipScope的超声波测距调试196

8.1.1 超声波测距原理196

8.1.2 功能简介197

8.1.3 代码解析197

8.1.4 硬件装配200

8.1.5 ChipScope源文件创建200

8.1.6 ChipScope配置203

8.1.7 ChipScope调试208

8.2 FPGA片内ROM实例212

8.2.1 功能概述212

8.2.2 代码解析212

8.2.3 ROM初始化文档创建215

8.2.4 新建源文件216

8.2.5 IP选择217

8.2.6 ROM配置217

8.2.7 Xilinx库设置220

8.2.8 功能仿真221

8.2.9 FPGA在线调试222

8.2.10 触发采样波形224

8.3 FPGA片内RAM实例225

8.3.1 功能概述225

8.3.2 代码解析225

8.3.3 新建源文件228

8.3.4 IP选择229

8.3.5 RAM配置229

8.3.6 功能仿真231

8.3.7 FPGA在线调试232

8.4 FPGA片内FIFO实例233

8.4.1 功能概述233

8.4.2 代码解析233

8.4.3 新建源文件236

8.4.4 IP选择237

8.4.5 FIFO配置238

8.4.6 功能仿真240

8.4.7 FPGA在线调试241

8.5 FPGA片内异步FIFO实例243

8.5.1 功能概述243

8.5.2 代码解析244

8.5.3 新建源文件247

8.5.4 IP选择248

8.5.5 FIFO配置248

8.5.6 功能仿真251

8.5.7 FPGA在线调试252

8.6 FPGA片内ROM FIFO RAM联合实例之功能254

8.6.1 功能概述254

8.6.2 代码解析254

8.6.3 功能仿真258

8.6.4 FPGA在线调试260

第9章 综合进阶实例263

9.1 基于数码管显示的超声波测距回响脉宽计数263

9.1.1 功能简介263

9.1.2 代码解析264

9.1.3 板级调试266

9.2 基于均值滤波处理的超声波测距回响脉宽计数266

9.2.1 功能简介266

9.2.2 滤波算法与实现267

9.2.3 代码解析268

9.2.4 板级调试270

9.3 基于进制换算的超声波测距结果显示270

9.3.1 功能简介270

9.3.2 距离计算公式实现270

9.3.3 进制换算实现271

9.3.4 代码解析271

9.3.5 乘法器IP核创建、配置与例化273

9.3.6 除法器IP核创建、配置与例化278

9.3.7 板级调试282

9.4 倒车雷达实例282

9.4.1 倒车雷达应用背景282

9.4.2 功能简介282

9.4.3 代码解析284

9.4.4 板级调试285

9.5 基于SRAM批量读写的UART bulk测试286

9.5.1 功能概述286

9.5.2 代码解析287

9.5.3 板级调试295

9.6 基于数码管显示的RTC读取297

9.6.1 RTC芯片解析297

9.6.2 功能简介299

9.6.3 代码解析300

9.6.4 板级调试309

9.7 基于UART发送的RTC读取310

9.7.1 功能简介310

9.7.2 代码解析310

9.7.3 板级调试313

9.8 基于UART收发的RTC读写314

9.8.1 功能简介314

9.8.2 代码解析315

9.8.3 板级调试318

9.9 基于UART控制的VGA多模式显示319

9.9.1 功能简介319

9.9.2 代码解析320

9.9.3 板级调试320

9.10 基于LED显示的D/A输出驱动实例322

9.10.1 D/A芯片概述322

9.10.2 功能简介322

9.10.3 代码解析323

9.10.4 板级调试328

9.11 基于按键调整和数码管显示的D/A输出实例329

9.11.1 功能简介329

9.11.2 代码解析329

9.11.3 板级调试329

9.12 波形发生器330

9.12.1 功能简介330

9.12.2 代码解析331

9.12.3 IP核CORDIC配置与例化336

9.12.4 Xilinx库设置338

9.12.5 功能仿真340

9.12.6 板级调试341

9.13 基于数码管显示的A/D采集实例342

9.13.1 A/D芯片接口概述342

9.13.2 功能简介342

9.13.3 代码解析343

9.13.4 板级调试347

9.14 A/D和D/A联合测试347

9.14.1 功能简介347

9.14.2 代码解析348

9.14.3 板级调试350

9.15 RTC时间的LCD显示和UART设置350

9.15.1 功能简介350

9.15.2 代码解析351

9.15.3 板级调试354