基于fpga的通用外設電路設計畢業設計論文(已修改)

　

【正文】 畢 業 設 計 （ 論 文 ）題 目：基于 FPGA 的通用外設電路設計英文題目：Design of Universal Peripheral Circuit Based on FPGA東華理工大學畢業（設計）論文 摘 要摘 要FPGA 器件作為可編程邏輯主流硬件，近年來，應用越來越廣泛，在現代科學技術中占有舉足輕重的作用和地位。其外設電路作為芯片與外界輸入方式之一，是十分具有研究價值的。FPGA 器件不斷增加新的模塊，功能越來越強大，基于FPGA 的外設電路也順應形勢，不斷升級。本設計綜合行列式鍵盤、LED 顯示器、時鐘一體，應用 Verilog HDL 語言實現下述功能：計時功能，包括時分秒的計時；校時功能：對時分秒手動調整以校準時間；鍵盤功能：應用 4*4 行列式鍵盤，可實現 09 數字的直接輸入； LED 動態掃描顯示和閃爍，移位，滅零等功能，突出了其作為硬件描述語言的良好的可讀性、可移植性和易理解等優點，并通過 Altera QuartusⅡ 完成綜合、仿真。本設計實現以上 FPGA 各功能，可作為 EDA 技術發展的價值體現。此程序通過下載到 FPGA 芯片后,可應用于實際的數字鐘顯示中。關鍵字：行列式鍵盤、 LED 顯示器、時鐘、Verilog HDL。東華理工大學畢業（設計）論文 AbstractABSTRACTFPGA programmable logic devices, as the mainstream of hardware, in recent years, more and more extensive applications in modern science and technology plays a vital role and status. Its peripheral circuit chip with the outside world as one of input is very valuable in research. FPGA devices are constantly adding new modules, more powerful, FPGAbased response to the peripheral circuit is also the situation escalated.The determinant of the design of an integrated keyboard, LED display, integrated clock, application Verilog HDL language to achieve the following functions: time functions, including the time when minutes and seconds。 school functions: every minute of time to manually adjust the calibration time。 keyboard functions: application of 4 * 4 determinant keyboard, numbers 09 can be directly imported。 LED dynamic scanning display and blinking, shift, such as antizero function, highlights the hardware description language as a good readability, easy to understand the advantages of portability, and Altera Quartus Ⅱ through the pletion of synthesis, simulation. FPGA Design and Implementation of the above various functions, can be used as the value of EDA technology embodied. This process by downloading to the FPGA chip can be used in practical digital clock display.Keywords: determinant keyboard, LED display, clock, Verilog HDL.東華理工大學畢業（設計）論文 目 錄1目 錄引 言 ...........................................................................................................1第一章 系統硬件及設計軟件介紹 ...............................................................2 開發板介紹 .............................................................................................................2 設計軟件介紹 .........................................................................................................3第二章 系統方案設計 ...................................................................................4 總設計方案 .............................................................................................................4 分頻器設計方案 .....................................................................................................4 行列式鍵盤設計方案 .............................................................................................5 六位 7 段 LED 顯示設計方案 .................................................................................6 頂層模塊設計方案 .................................................................................................7第三章 系統程序設計 ...................................................................................8 分頻器程序設計 .....................................................................................................8 行列式鍵盤程序設計 ...........................................................................................10 六位 7 段 LED 顯示程序設計 ...............................................................................12 頂層模塊程序設計 ...............................................................................................13第四章 程序仿真 .........................................................................................20 分頻器程序仿真 ...................................................................................................20 行列式鍵盤程序仿真 ...........................................................................................20 六位 7 段 LED 顯示程序仿真 ...............................................................................21 頂層模塊程序仿真 ...............................................................................................22結 論 .............................................................................................................25致 謝 .............................................................................................................27參考文獻 .........................................................................................................28附錄 1 分頻器程序 ......................................................................................29附錄 2 行列式鍵盤程序 ..............................................................................31附錄 3 六位 7 段 LED 顯示程序 ..................................................................33附錄 4 頂層時鐘程序 ..................................................................................35東華理工大學畢業（設計）論文 引 言1引 言計算機技術和微電子工藝的發展，使得現代數字系統的設計和應用進入了新的階段。電子設計自動化（EDA）技術在數字系統設計中起的作用越來越重要，新的工具和新的設計方案不斷推出，可編程邏輯器件不斷增加新的模塊，功能越來越強，硬件設計語言也順應形式，推出新的標準，更加好用，更加便捷。本設計主要以 FPGA 器件、EDA 軟件工具、Verilog HDL 硬件描述語言三方面內容作為主線，綜合行列式鍵盤，LED 顯示器件，以及時鐘模塊于一體，實現三個主要模塊的聯動，輸入部分為 4*4 行列式鍵盤，具備 09 十個數字鍵、修改/ 確認鍵、左右移動鍵，輸出數據為 6 位二進制代碼，輸出部分為六位 7 段 LED 數碼管，可實現時分秒顯示，時鐘滅零顯示，修改閃爍以及小數點秒閃爍功能。而頂層文件時鐘模塊則將輸入輸出部分聯結起來，實現時鐘發生，顯示緩存，數據修改，移位，滅零等功能。另時鐘產生模塊采用 FPGA 硬件內置 66MHz 分頻，產生250Hz，5Hz，1Hz 信號供時鐘模塊，輸入輸出模塊使用。本設計完全采用 Verilog HDL 語言完成，此程序通過下載到 FPGA 芯片后,可應用于實際的數字鐘顯示中。東華理工大學畢業（設計）論文 第 1 章 系統硬件及設計軟件介紹2第一章 系統硬件及設計軟件介紹 開發板介紹本設計需要的硬件資源主要有：六位七段數碼管4*4 行列式鍵盤經過仔細篩選，最終選定聯華眾科 FPGA 開發板 FA130。聯華眾科 FPGA 開發板 FA130 核心器件為 Altera Cyclone 系列的 EP1C3，配置芯片為 EPCS1，FA130 上可以運行 SOPC Builder 制作的簡單的工程。 FA130 具有豐富的板載資源，由于板載有 51 單片機，FA130 還可以作為 51 單片機的學習開發板。FA130 實現了 系統與 5V 系統對接功能，具體是通過 74LVXC3245（或簡稱 3245）實現的。FA130 隨板資料中包括豐富的開發實例和制作開發實例的