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====硬件平台==== ------ [[STEP-MXO2第一代]] ====设计要求==== ------ - 初步了解数字设计的基本思想和开发流程 - 熟悉Diamond软件和仿真软件的使用方法及流程 - 控制LED闪烁，闪烁周期为1秒 ====工作原理==== 按照设计要求，控制LED闪烁的周期为1秒，则LED灯需要点亮0.5s，然后熄灭0.5s，然后点亮0.5s，然后熄灭0.5s，循环执行。 通过上面的分析，我们发现LED的控制信号就是一个周期为1s，占空比为50%的信号，我们可以定义一个寄存器和一个计数器，计数器负责计数满0.5s时寄存器翻转，实现对LED的闪烁控制。 小脚丫开发板晶振为25MHz，0.5s对应晶振12500000个周期的时间，所以计数器对晶振信号计数，当计12500000个数时，控制寄存器翻转。 ====硬件连接==== LED也叫发光二极管，可以把电能转化成光能，因为是二极管的一种，由一个PN接组成，具有单向导电性。它的正向伏安特性曲线很陡，使用时必须串联限流电阻以控制通过二极管的电流，LED的亮度与电流有关，一般LED能够承受的最大电流为20mA（具体需要看使用的LED的参数），本设计使用的限流电阻为1K。下图为LED的硬件电路： {{ :led电路连接.jpg |LED电路连接}} <WRAP centeralign>**LED电路连接** </WRAP> 本设计中我们只控制LD1(LED)进行闪烁，由上图可知当控制信号LED1端为高电平时D1熄灭，当控制信号LED1端为低电平时LD1点亮。 数码管模块、小脚丫与FPGA的引脚连接关系如下： ^ LED模块 |LED1 | ^ FPGA管脚 |A3 | ====代码设计==== ===设计文件=== {{ :blink.jpg |Blink}} 我们首先定义一个参数：parameter CNT_NUM = 12500000 ，我们将参数定义放在模块的端口声明中，这样在模块被其他模块调用时可以通过端口重新定义参数的值。 计数器cnt位宽为24， 2^24 = 16777216， 大于我们设定的计数终值CNT_NUM = 12500000。cnt计数范围为0~（CNT_NUM-1），共计12500000个数，0.5s。 然后使用计数器计数触发寄存器信号不断翻转，如下： {{:计数及翻转.jpg|计数器计数触发寄存器翻转}} ===测试文件=== 测试文件，也称testbench文件，是一种验证的手段，testbench文件在软件环境中模拟实际环境，产生被测模块输入端口需要的激励信号，对被测模块的输出信号分析，达到评估被测模块的目的。 对于测试文件，我们需要提供被测模块（Blink）需要的时钟（sys_clk）及复位（sys_rst_n），如下： {{:产生激励信号.jpg|产生激励信号}} 然后调用被测模块（Blink），注意模块调用时参数的重定义及端口的传递。如下 {{:模块调用参数及端口传递.jpg|模块调用参数及端口传递}} 引脚分配如下： ^ 管脚名称 | clk_in | rst_n_in | led_out | ^ FPGA管脚 | C1 | B1 | A3 | ====仿真结果==== {{:仿真结果.jpg|仿真结果}} ====资源报告==== ^ 资源 | 数量 | 比例 | 说明 | ^ LUTs | 36 | 3% | | ^ 寄存器 | 25 | 2% | | ^ 存储器 | 0 | 0% | | ^ IO管脚 | 3 | | | ^ 时钟频率 | 25MHz | | | ====知识点==== * LED闪烁原理 * 时钟分频 ====参考文档==== * {{:machxo2familydatasheet.pdf|Lattice MachXO2数据手册}} ====相关文档==== ^ **文件名称** | **功能** | ^ **[[Blink]]** | **LED闪烁** | ^ **[[Blink_test]]** | **测试文件** |