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one_led [2021/09/15 12:08] gongyu [2. 最简单的Verilog代码，点亮一颗LED] |
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| - | ## 点亮LED | ||
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| - | 就像软件编程里的“Hello World”，点灯是FPGA学习的第一步，不要小瞧这么一颗小小的灯，点灯的方式可以有多种。在本节，我们通过几个点灯的程序达到以下的目标： | ||
| - | - 体验LED的工作原理； | ||
| - | - 了解Verilog代码的结构 | ||
| - | - 体验FPGA设计从创建工程 --》 输入代码 --》 逻辑综合 --》 分配管脚 --》 生成可下载的JED文件 --》 配置FPGA整个过程（理论知识参见[[fpga_design_tool|FPGA设计流程]]） | ||
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| - | 在本实例中，我们以Web IDE为例，同样的示例也可以通过Lattice的官方FPGA设计工具[[Diamond]]或Intel的官方设计工具[[quartus_prime]]来实现。 | ||
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| - | ### 1. 硬件说明 | ||
| - | 在这个实验中，我们主要用到小脚丫FPGA开发板上的以下几个外设： | ||
| - | * 板上有8个LED灯，可以选用其中的任何一个做单LED的实验 | ||
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| - | {{ :led.png?600 |}} <WRAP centeralign> 这是开发板上的8个红色LED，LED1~8信号连接到FPGA的引脚，作为FPGA输出信号控制。当FPGA输出低电平时LED变亮，当FPGA输出高电平时LED熄灭。</WRAP> | ||
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| - | * 板上有4个按键和4个开关，用做输入控制 | ||
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| - | {{ ::button.png?600 |}} <WRAP centeralign> 这是开发板上4个按键和4个开关，Key1~4是按键控制信号，SW1~4是开关控制信号，都连接到FPGA的引脚，作为FPGA的输入信号。当按键断开时，FPGA输入为高电平，当按键按下时，FPGA输入为低电平；当开关断开（OFF）时，FPGA输入为低电平，当开关合上（ON）时，FPGA输入为高电平。</WRAP> | ||
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| - | 所以我们可以用开关或者按键来控制LED的亮灭。 | ||
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| - | ### 2. 用最简单Verilog代码点亮一颗LED | ||
| - | <code verilog> | ||
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| - | module one_led_on(led); | ||
| - | output led; | ||
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| - | assign led = 1'b0; | ||
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| - | endmodule | ||
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| - | </code> | ||
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| - | 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，类似软件里面的子程序; | ||
| - | * 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，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assign语句 - assign led = 1'b0, 1’b0表示为一位的数字，而且值为“0” | ||
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| - | {{ :oneled_on.jpg?800 |}} <WRAP centeralign> 在“管脚分配”里将第三颗LED配置为亮 （ON）</WRAP> | ||
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| - | ### 2. Verilog代码 | ||
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| - | <code verilog> | ||
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| - | // ******************************************************************** | ||
| - | // >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> COPYRIGHT NOTICE <<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<< | ||
| - | // ******************************************************************** | ||
| - | // File name : LED.v | ||
| - | // Module name : LED | ||
| - | // Author : STEP | ||
| - | // Description : control LED | ||
| - | // Web : www.stepfpga.com | ||
| - | // | ||
| - | // -------------------------------------------------------------------- | ||
| - | // Code Revision History : | ||
| - | // -------------------------------------------------------------------- | ||
| - | // Version: |Mod. Date: |Changes Made: | ||
| - | // V1.0 |2017/03/02 |Initial ver | ||
| - | // -------------------------------------------------------------------- | ||
| - | // Module Function:利用按键和开关的状态来控制LED灯的亮灭。 | ||
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| - | module LED (key,sw,led); | ||
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| - | input [3:0] key; //按键输入信号 | ||
| - | input [3:0] sw; //开关输入信号 | ||
| - | output [7:0] led; //输出信号到LED | ||
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| - | assign led = {key,sw}; //assign连续赋值。大括号是拼接符，表示把key和sw拼接组成一个新的8位数赋值给led | ||
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| - | endmodule | ||
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| - | </code> | ||
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| - | ### 3. 引脚分配 | ||
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| - | 综合(synthesize)完成之后一定要配置FPGA的引脚到相应的外设，这样下载FPGA程序后才能达到我们想要的效果。 | ||
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| - | {{led1.png?300|}} {{button1.png?300|}} | ||
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| - | ### 4. 小结 | ||
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| - | 下载完程序后就可以实现按键开关控制LED灯的亮灭。了解小脚丫STEP-MXO2 V2上的外设LED、按键和开关的使用。如果你对Diamond软件的使用不了解，请参考这里：[[lattice_diamond的使用|Diamond的使用]]。 | ||
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