2014《FPGA原理及应用》课程考核必读讲解.docVIP

选修《FPGA原理及应用》课程的学生必读 参选的各位同学，大家好。通过本学期大家的共同努力，本课程的学习已近结束，课程的考核问题已摆在眼前，因《FPGA原理及应用》是一门实践性很强的课程，所以考核的方式拟采用应用设计及设计报告的形式，具体要求如下： 一、实验报告，占总成绩的30%。 1、实验内容：1）ISE应用基础实验 ISE9.1 使用流程Architecture Wizard 与 PACE 实验全局时序约束综合技术实验IP 核生成工具使用FPGA对LED显示器的控制 2 出租车自动计价器设计 3 ADC0809接口电路及程序设计 4 TLC5510接口电路及程序设计 5 多功能波形发生器设计 6 步进电机定位控制系统设计 7 FPGA通用异步收发器设计 8 二进制振幅键控（ASK）调制器与解调器设计FSK）调制器与解调器设计 10 二进制相位键控（PSK）调制器与解调器设计 11 多进制数字振幅调制（MASK） 12 多进制数字频率调制(MFSK) 13 多进制数字相位调制（MPSK） 14 数字基带信号传输码型发生器设计 15 采用测频原理的数字频率计 16 采用等精度测频原理的频率计 17 电子琴设计 18 自动升降电梯控制器设计 19 电子时钟设计 20 自动售货机控制系统设计 请大家在18周星期三上午8:30-11:30将以上内容的电子版和打印版交到鉴主15楼本人的实验室来进行答辩。（电子版中请附上源代码） 陈 适 2014.11.21 1、FPGA对LED显示器的控制 LED数码管用8段发光二极管来显示数字，每一段都是一个发光二极管，如图8.2.1所示。一般把所有段的相同一端相连，连接到地（共阴极接法）或者是连接到电源（共阳极接法）。 共阴LED数码管的公共端连接到地，另一端分别接一个限流电阻后再接到控制电路的信号端，当信号端为高电平时，该段即被点亮，否则不亮。 共阳极接法则相反，公共端连接到电源，另一端分别接一个限流电阻后再接到控制电路的信号端，只有信号端为低电平时才被点亮，否则不亮。 在数字逻辑电路中，可用74LS48（共阳）/74LS49（共阴）译码驱动电路来控制LED显示。在FPGA中，用硬件描述语言设计一个译码驱动器，例如进行一个74LS48的功能设计。 由于FPGA和硬件描述语言的灵活性，可以设计出能显示更多内容的译码驱动模块。 2、出租车自动计价器设计 设计要求： 设计一个出租车计价器。 该计价器的计费系统：行程 3公里内，且等待累计时间2分钟内，起步费为10元；3公里外以每公里1.6元计费，等待累计时间2分钟外以每分钟以1.5元计费。 并能显示行驶公里数、等待累计时间、总费用。 主要技术指标 计价范围:0～999.9元 计价分辨率： 0.1元 计程范围:0～99公里 计程分辨率：　1公里 计时范围:0～59分 计时分辨率：　分 3、ADC0809接口电路及程序设计 ADC0809是CMOS的8位A/D转换器，片内有8路模拟开关，可控制8个模拟量中的一个进入转换器中。 ADC0809的精度是8位，转换时间约为100μs，含锁存控制的8路开关，输出有三态缓冲控制，单5V电源供电。 FPGA与ADC0809接口电路原理图 ADC0809与FPGA接口电路设计： FPGA_IO1~8接收ADC0809 8位数数据； FPGA_IO9接收ADC0809 转换结束信号EOC； FPGA_IO10~12 为ADC0809提供8路模拟信号开关的3位地址选通信号（ADD-A~C）； FPGA_IO13 为ADC0809提供地址锁存控制信号ALE：高电平时把三个地址信号送入地址锁存器，并经译码器得到地址输出，以选择相应的模拟输入通道； FPGA_IO14为ADC0809提供输出允许控制信号ENABLE：电平由低变高时，打开输出锁存器，将转换结果的数字量送到数据总线上； FPGA_IO15为ADC0809提供启动控制信号START：一个正脉冲过后A/D开始转换； FPGA_IO16为ADC0809提供时钟信号信号CLOCK； IN0~IN7：8路模拟信号输入端口； Vref+和Vref-：参考电压输入端口； 4、TLC5510接口电路及程序设计 TLC5510是CMOS、8位、20MSPS模拟/数字转换器（ADC），它利用了半闪速结构。TLC5510用单5V电源工作，消耗功率100mW(典型值)，具有