FPGA Basys3开发实验指导书 —— 《数字电路与逻辑设计》配套.pdf-资料库

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FPGA Basys3 开发实验指导书 FPGA Basys3 开发实验指导书

FPGA Basys3 开发实验指导书安全使用规范  使用扩展接口扩展电路应用前请关闭电路板总开关，避免损坏器件。  电路板建议在绝缘平台上使用，否则可能引起电路板损坏。  电路使用时应防止静电。  液晶显示器件或模块结雾时，不要通电工作，防止电极化学反应，产生断线。  电源正负极、输入/输出端口定义时需谨慎，避免应接反引起开发板的损坏。  保持电路板的表面清洁。  小心轻放，避免不必要的硬件损伤

FPGA Basys3 开发实验指导书目录实验一：熟悉 VIVADO 编译环境（一） ................................................................................ 1 一、实验目的 ..................................................................................................................... 1 二、实验内容 ..................................................................................................................... 1 三、实验要求 ..................................................................................................................... 1 四、实验步骤 ..................................................................................................................... 1 实验二：组合逻辑电路设计 ................................................................................................. 15 一、实验目的 ................................................................................................................... 15 二、实验内容 ................................................................................................................... 15 三、实验要求 ................................................................................................................... 15 四、实验步骤 ................................................................................................................... 15 五、实验结果 ................................................................................................................... 19 实验三：时序逻辑电路设计 ................................................................................................. 21 一、实验目的 ................................................................................................................... 21 二、实验内容 ................................................................................................................... 21 三、实验要求 ................................................................................................................... 21 四、实验步骤 ................................................................................................................... 21 五、实验结果 ................................................................................................................... 30 实验四：状态机 ..................................................................................................................... 32 一、实验目的 ................................................................................................................... 32 二、实验内容 ................................................................................................................... 32 三、实验要求 ................................................................................................................... 32 四、实验步骤 ................................................................................................................... 32 五、实验结果 ................................................................................................................... 37 实验五：模块化调用 ............................................................................................................. 38 一、实验目的 ................................................................................................................... 38 二、实验内容 ................................................................................................................... 38 三、实验要求 ................................................................................................................... 38 四、实验步骤 ................................................................................................................... 38

FPGA Basys3 开发实验指导书实验六：数码管显示 ............................................................................................................. 41 一、实验目的 ................................................................................................................... 41 二、实验内容 ................................................................................................................... 41 三、实验要求 ................................................................................................................... 41 四、实验背景知识 ........................................................................................................... 41 五、实验方案及实现 ....................................................................................................... 43 六、实验结果 ................................................................................................................... 45 实验七：交通灯 ..................................................................................................................... 47 一、实验目的 ................................................................................................................... 47 二、实验内容 ................................................................................................................... 47 三、实验要求 ................................................................................................................... 47 四、实验方案及实现 ....................................................................................................... 47 五、实验结果 ................................................................................................................... 52 实验八：秒表的设计 ............................................................................................................. 54 一、实验目的 ................................................................................................................... 54 二、实验内容 ................................................................................................................... 54 三、实验要求 ................................................................................................................... 54 四、实验方案及实现 ....................................................................................................... 54 五、实验结果 ................................................................................................................... 57 实验九: 蜂鸣器演奏实验 ..................................................................................................... 59 一、实验目的 ................................................................................................................... 59 二、实验内容 ................................................................................................................... 59 三、实验要求 ................................................................................................................... 59 四、实验背景知识 ........................................................................................................... 59 五、实验结果 ................................................................................................................... 64 实验十：字符型 LCM 驱动 .................................................................................................... 65 一、实验目的 ................................................................................................................... 65 二、实验内容 ................................................................................................................... 65 三、实验要求 ................................................................................................................... 65 四、实验背景知识 ........................................................................................................... 65

FPGA Basys3 开发实验指导书五、实验程序实现 ........................................................................................................... 69 六、实验结果 ................................................................................................................... 74 实验十一：VGA ....................................................................................................................... 76 一、实验目的 ................................................................................................................... 76 二、实验内容 ................................................................................................................... 76 三、实验要求 ................................................................................................................... 76 四、实验背景知识 ........................................................................................................... 76 五、实验结果 ................................................................................................................... 80 实验十二：PS/2 接口控制 ..................................................................................................... 81 一、实验目的 ................................................................................................................... 81 二、实验内容 ................................................................................................................... 81 三、实验要求 ................................................................................................................... 81 四、实验背景知识 ........................................................................................................... 81 五、实验方案及实现： ................................................................................................... 84 六、实验结果 ................................................................................................................... 90 实验十三：IP 核调用 ............................................................................................................. 92 一、实验目的 ................................................................................................................... 92 二、实验内容 ................................................................................................................... 92 三、实验要求 ................................................................................................................... 92 四、实验步骤 ................................................................................................................... 92

FPGA Basys3 开发实验指导书实验一：熟悉 VIVADO 编译环境（一）一、实验目的 1．熟悉 VIVADO 的编译环境； 2．了解在 VIVADO 环境下运用 Verilog HDL 语言的编程开发流程，包括源程序的编写、编译、模拟仿真及程序下载。二、实验内容 1． VIVADO 环境下源程序的编写、编译 2．模拟仿真 3．程序下载三、实验要求 1．在 VIVADO 环境下完成对简单电路工作情况的仿真模拟； 2．完成配置程序的下载，并在 Basys3 开发板上对程序进行最终验证。四、实验步骤 1．介绍在 VIVADO 环境下的编程开发流程 (1) 启动 VIVADO。如图 1.1 所示：图 1.1、VIVADO 窗口界面 1

FPGA Basys3 开发实验指导书 (2) 利用向导，建立一个新项目。  在 File 菜单中选择 New Project 选项启动项目向导。  填写所要新建的工程名。如这里的工程名： led ，工程所在位置： C:/Workspace/Vivado，然后点击 Next。如图 1.2 所示：图 1.2、VIVADO 项目名称、路径设定窗口  在 File 选择项目类型，如图 1.3 所示： 2

FPGA Basys3 开发实验指导书图 1.3、项目类型  由于我们是新建工程，所以此处默认没有可以添加的源文件，并且设置编程语言和仿真语言均设置为 Verilog。点击 Next，如图 1.4 所示：图 1.4、语言选择  没有可以添加的 IP，所以不添加 IP,直接点击 Next  也没有可以添加的约束文件，所以不添加，直接点击 Next  器件的选择是和实验平台的硬件相关的，根据我们的 Basys3 实验开发板，它使用的是 xc7a35tcpg236-1 的器件，找到相应的器件，如图 1.5 所示： 3

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