FPGA 开发板用户手册
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FPGA_Cyclone_II_EP2C5/EP2C8 核心板FPGA_Cyclone_II_EP2C5/EP2C8 核心板特点:1. 系用双层PCB设计,高密度走线。
电源和时钟设计完善,性能稳定可靠、结构美观。
支持FPGA开发,提供引脚信息,预留PLL资源,支持扩展设计;2. 该核心板配置有Flash和SDRAM,是一块独立的SOPC最小系统板,支持SOPC开发,支持基于Nios II 软核处理器和多内核的开发;3. 核心板适合于产品原型的快速开发、学生参加各种电子设计大赛、学习FPGA和SOPC设计技术等,亦可用于系统设计前期快速评估设计方案;4. 例程采用了模块化设计的方案,简单明了,容易上手。
例程中的各个功能模块可在以后的项目开发中直接使用,可加快项目的系统搭建速度,实用性强;5. FPGA的所有I/O口全部引出,均可用于扩展。
6. 性价比高。
针对学生用户定价,让更多的学生加入FPGA学习的行列。
FPGA_Cyclone_II_EP2C5/EP2C8 核心板配置:1. FPGA芯片:EP2C5Q208C8 / EP2C8Q208C8EP2C5Q208C8:含4,608 Les;119,808 RAM bits;2 个PLL;13 Multipliers;143个 I/O口EP2C8Q208C8:含8,256 Les;165,888 RAM bits;2 个PLL;18 Multipliers;139个 I/O口2. 配置芯片:EPCS1 / EPCS4 FPGA串行配置芯片含1 M bit Flash / 4 M bit FlashEP2C5Q208C8:配置EPCS1EP2C8Q208C8:配置EPCS43. FLASH:AM29LV160DB 16M bit(2 M×8 Bit/1 M×16 Bit)4. SRAM :IS61LV25616 256K×16 Bit5. I2C存储器电路:24LC16B 16K bit(8 Blocks×256×8 Bit)6. SPI存储器电路:93LC46B 1K bit(64×16 Bit)7. 有源晶振:50 MHz8. 电源芯片:LM1117-3.3V、LM1117-1.5V9. 调试接口:AS、JTAG调试接口10.核心板尺寸:100mm×79mm套件包括:1. 一块已测试好的 FPGA_Cyclone_II_EP2C5/EP2C8 核心板2. 配套光盘一张(模块例程,PDF格式原理图,相关技术文档,数据手册)说明:FPGA_Cyclone_II_EP2C5核心板和FPGA_Cyclone_II_EP2C8核心板为主控芯片和配置芯片不同,其余部分完全一致。
Periphery_For_FPGA外设板Periphery_For_FPGA外设板特点:1. 该外设板是基于FPGA的硬件描述语言和软内核嵌入式系统的SOPC开发平台。
系统采用双层PCB设计,电源和时钟设计完善,性能稳定可靠、结构紧凑美观。
板载资源、周边接口较多,可扩展性强。
伴上器件调试方便,配置容易,方便学习者快速入门与提高。
2. 设计独特,既适合学生学习使用,也适合于实际项目设计中快速搭建系统原型以验证设计方案。
多种核心板可供选择(EP1C3型/ EP1C6型/ EP1C12型/ EP2C5型/ EP2C8型);3. 扩展灵活。
市售FPGA学习板多将FPGA与外设实验电路集成一体,虽然预留了一些FPGA的I/O供扩展,但预留的I/O个数有限,当用户学习到一定程度并初步具备自主设计能力的时候,这样的学习板不能较好满足进一步的设计要求。
Periphery_For_FPGA外设板采用FPGA核心板和外设实验板相分离的结构,核心板是个最小系统,其所有的I/O都以插针的方式引出。
以便用户将核心板插到自主设计的实验板上,做进一步的学习。
Periphery_For_FPGA外设板配置:1. 8位数码管:两个7段4位数码管组成一个7段8位数码管,用VHDL编程实现动态显示;2. 8个LED:实现流水灯式的显示;3. 4×4键盘:充分利用FPGA的资源,实现键盘的最优化配置,有效利用IO资源;4. 6个拨动按键:提供给用户更多的开关,进行一些模式选择;5. 音乐演奏:提供的例程中演奏曲目为梁祝;6. RS232串口:用于与计算机的数据通讯。
可将上位机下传的数据返回进行验证,并在LCD1602液晶上显示所传的数据;7. PS/2键盘接口:标准键盘接口,可编程实现在LCD1602上显示键盘扫描码;8. 4096色VGA接口:用FPGA实现VGA接口协议。
例程中提供显示色条的程序,可参考一些设计文档,实现文字、图形等显示。
其中由电阻网络实现4096色VGA的D/A,可有效降低产品的成本;9. 红外信号接收/发射:红外接收采用一体化接收头HS0038 。
利用VDHL语言编程实现红外异步通讯,针对于美的空调遥控器R51F解码,可在LCD1602液晶上显示其编码;10. 数字温度传感器:DS18B20,可以在 -55 ~ +125度内将温度直接转换为数字信号,精度可达0.125度。
采用VHDL语言编程,实现单总线通讯操作。
是温度采集的很好选择,在许多产品中可作为过温保护的传感器等;11. LCD1602液晶接口:可以显示英文字符和自定义字符,操作方便。
LCD1602液晶为外设板标配;12. LCD12864液晶接口;13. 直流和步进电机接口;14. 尺寸:156mm×100mm。
Periphery_For_FPGA外设板包括:1. 一块已测试好的 Periphery_For_FPGA 外设板;2. 一个标准的16×2液晶模块;3. 一根USB连接线;4. 一根串口连接线;5. 配套光盘一张(PDF格式原理图,相关技术文档,数据手册)。
测试步骤:1.电源开关:按下为USB供电,弹开为J1接口供电,均为5V输入。
2.LCD1602:显示内容如下表B2BFD0 702A 4Datum:1234 FPGA说明如下红外遥控器编码(6位HEX) PS/2键值 FF 4×4键盘键值SPI或I2C操作时输入的数值(4位HEX)“FPGA”字样3.4×4键盘:每按键一下都会在LCD1602液晶上相应位置显示其数值。
范围:0到F。
4.PS/2:每按键一下都会在LCD1602液晶上相应位置显示其数值。
如:“0”键显示70,“+”键显示79,空格键显示29。
5.串口:默认波特率为9600,RS232串口有数据输入时,返回源码。
6.8个LED流水灯:始终进行流水灯显示。
7.8个数码管:显示内容如下表29 12 3456说明如下温度值 I2C存储器读回的数值SPI存储器读回的数值其中“温度值”后的两点‘:’一直闪动8.蜂鸣器:(1) 将SW6置为 '1' ,音乐打开;将SW6置为 '0' ,音乐关闭;(2) 将SW1置为 '1' ,有按键、PS/2、串口或红外接收操纵时候,蜂鸣器都会鸣叫一声;将SW1置为 '0' ,以上情况不会出现;9.VGA:显示彩色竖条,并不停地变化。
10.SPI存储器(93LC46B):SPI:将SW4和SW5置为 '0' ,输入数据;将SW5置为 '1' ,可对其进行操作。
KEY1: ERASE (擦除指定地址的内容)KEY2: ERAL (擦除整个芯片的内容)KEY3: EWDS (写无效)KEY4: EWEN (写使能)KEY5: READ (读取指定地址的内容)KEY6: WRITE (向指定地址写入数据)其他按键为显示SPI控制器内读回的数据。
操作例子如下:(1) 将SW4和SW5置为 '0' ,用4×4键盘键入“3456”(在LCD1602相应位置显示键入的内容);(2) 然后将SW5置为 '1' ;(3) 按下键KEY4,使能写操作;(4) 按下键KEY6,则“3456”便写入了SPI存储器93LC46B;(5) 按下键KEY5,将SPI存储器的内容读回SPI控制器;(6) 最后按下键KEY9(实际上可以是除了KEY1到KEY6以外的按键),即可在数码管的低四位显示从SPI存储器读回的数值“3456”。
11.I2C存储器(24LC16B):I2C:将SW4和SW5置为 '0' ,输入数据;将SW4置为 '1' ,可对其进行操作。
KEY1: ERASE (擦除指定地址的内容)KEY5: READ (读取指定地址的内容)KEY6: WRITE (向指定地址写入数据)其他按键为显示I2C控制器内读回的数据。
操作例子如下:(1) 将SW4和SW5置为 '0' ,用4×4键盘键入“3412”(在LCD1602相应位置显示键入的内容);(2) 然后将SW4置为 '1' ;(3) 按下键KEY6,则后两位“12”便写入了I2C存储器24LC16B;(4) 按下键KEY5,将I2C存储器24LC16B的内容读回I2C控制器;(5) 最后按下键KEY9(实际上可以是除KEY1、KEY5和KEY6以外的按键),即可在数码管的相应位置显示从I2C存储器读回的数值“12”。
注意事项:1.Quartus II 是一个英文软件,不支持中文路径。
安装源文件的路径不能有中文的,安装到的目的地路径更不能有中文,否则安装不成功,或安装后Quartus II 不能正常使用。
要学习SOPC 的更要注意的是,安装到的目的地路径中连空格都不能有,即所有的文件夹名称必须是英文,且没有空格!2.FPGA 的I/O 是3.3V 供电的,它的I/O 引脚只能承受3.3V 的电压,在进行I/O扩展实验的时候请注意I/O电平的匹配。
3.核心板不要经常在外设板上插拔!4.如果核心板是EP2C5Q208或者EP2C8Q208,操作I2C存储器24LC16B和SPI存储器93LC46B时,请将J7和J8的短路块插上。
5.系统上电前请将SW4和SW5都置为 '0' 。
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