### 点亮一颗LED
在这个示例中，我们先以点亮FPGA核心板上的任意一个LED为例，看一下LED的工作原理以及小脚丫FPGA上的LED的配置，Verilog的基本语法。

### 1. 知识点
  * LED的工作原理
  * Web IDE的使用
  * FPGA管脚的配置和使用
  * FPGA的设计流程 - 从创建项目到下载代码
  * Verilog的基本语法结构

### 2. 原理图
{{drawio>fpga_one_led.png}}

从这个图中可以看出，如果连接该LED的FPGA的IO管脚是高电平（在Verilog代码中设置为1‘b1），LED两端都是高电平，无电流通过LED，将连接该LED的FPGA的IO管脚电平拉低（在Verilog代码中设置为1‘b0），LED两端的压差让电流流过，流过的电流取决于限流电阻的大小：
I =（3.3V - Vfd）/ R
其中Vfd为LED的前向电压，可见要点亮LED，供电电压必须超过Vfd才行，多数LED的Vfd在1.7V-1.8V左右，用1.2V的电压来直接驱动LED是不可能的。
电流的大小会影响LED的亮度，对于同一颗LED，限流电阻变大，会让LED的亮度变暗，限流电阻变小，LED的亮度会变大，在本核心板上，LED的限流电阻都为1kΩ。

LED的亮度也取决于其工艺和材料，这个需要查阅生产厂商提供的数据。

总之，要让LED亮，就要把对应的IO管脚设置为低电平。

### 3. Verilog代码

根据[[https://www.stepfpga.com/doc/online_ide|Web IDE的使用流程介绍]]，我们先创建一个工程，并在该工程里面创建一个.v的代码（.v表示verilog的代码，代码名字跟工程的名字不需要一致）：

<code verilog>

module one_led_on(led);
output led;

assign led = 1'b0;

endmodule

</code>

这段代码可以说是最简单的一段[[Verilog]]程序了，从这段程序中可以看出Verilog语言的基本结构
  * 以module（模块）开始，endmodule结束的一段程序为描述某一项功能的基本单元，类似基于对象编程软件里面的"类”，写一次可以被多次调用。简单的设计可能只需要一个module来包含所有的逻辑功能，复杂的设计可能就需要多个module，它们通过module的端口信号互相连接起来，它们可以并行执行。模块化的好处就是你可以直接调用别人封装好的module来使用；
  * 每个模块都有其名字，建议用贴切含义的英文来命名（比如本示例里面的one_led_on)，可读性强，也不会出现莫名其妙的编译错误;
  * 每个模块都有用()包裹起来的端口 - 跟其它模块或FPGA的外围电路打交道的输入输出信号，在本示例只用了一个端口led，因此()中只有一个端口的名字；
  * 对每一个端口的属性进行定义 - 是输入还是输出，如果是内部信号，它们是导线wire类型，还是存储器reg类型？ 在这里只用了一个输出端口led，对其属性“output”进行了定义，指定其为输出信号；
  * 定义完端口，就开始逻辑的主体，在这里也很简单，只是让led这个管脚信号为低电平，使用连续赋值的assign语句 - assign led = 1'b0, 1’b0表示为一位的数字，而且值为“0”。从电路结构角度讲，每个连续赋值语句对应一个子模块，其左侧的变量表示为电路的输出，右侧的逻辑表达式为电路需要执行的逻辑操作。

### 4. 管脚分配
点击Web IDE的第二个功能键“逻辑综合”，系统会自动将你写好的Verilog代码进行综合，如果没有语法错误，则给你一个Success的信息，你就可以走到下一步 - “管脚分配”了。 我们的Web IDE会根据你写好的module自动提取输入输出管脚的名字，你只要使用鼠标，通过图形化的界面将这些module里的端口信号的名字映射到相应的管脚上即可，在这里我们将led映射到板子上的第三个led，鼠标指向led3，其右侧会弹出一个向下的箭头，点击该箭头，就可以看到led的名字了（如果多个端口还没有分配管脚，这些未分配的端口信号的名字会出现在列表中），选中led，完成映射

{{ :oneled_on.jpg?800 |}} <WRAP centeralign> 在“管脚分配”里将第三颗LED配置为亮 （ON），分配了管脚的地方会亮起来 </WRAP>

点击“FPGA映射”，系统会自动根据你分配好的管脚执行，生成JED文件，如果没有错误，会列出一堆的信息后，告诉你生成了jed的文件，在这段信息中也会有详细的资源使用报告，这些资源报告的信息也是很重要的，为完成同样一个功能，不同的人写出来的逻辑占用的资源也是不同的。

### 5. 功能验证

这时候您可以点击“文件下载”，选择第二个按钮“下载JED文件”，鼠标右键 --》另存为。。。指向到StepFPGA的盘即可完成对FPGA的下载编程。

{{ :one_led_on.jpg?800 |}} <WRAP centeralign> 配置到FPGA以后的效果，第三颗LED灯亮 </WRAP>