EEPW论坛

10.2

核心板上的FPGA芯片焊接是最难的工作，一定要仔细小心，如果是新手，建议找人代焊。对于北方干燥气候，还要特别注意防静电。

今日把核心板部分基本焊接完成。需要留意的就是有极性元件的安放，比如稳压二极管、发光二级管、钽电容。

用万用表检测是否有短路现象，然后上电。



目前核心板上只焊接了JTAG接口。

然后连接USB Blaster，驱动程序定位：
C:\altera\12.0sp2\quartus\drivers\usb-blaster

再打开Quartus II软件，确认下载线正确安装。



能够识别FPGA芯片，一切正常。实际使用的芯片是EP2C5Q208C8N。

为了完整测试，继续焊接接口板部分电路，包括LED和数码管。



编写一段流水灯程序，下载，工作正常。

//系统时钟分频，产生1s的时钟
always @(posedge clk)
begin
if(clk_cnt == 25'd25000000)
begin
clk1s = ~clk1s;
clk_cnt = 0;
end
else
begin
clk_cnt = clk_cnt + 1'b1;
end
end

//流水灯
always @(posedge clk1s or negedge rst)
begin
if(rst == 0)
begin
led <= 8'b11111110;
end
else
begin
if(led == 8'b01111111) led <= 8'b11111110;
else led <= ~(~led << 1);
end
end

endmodule

10.4

空里找闲，继续实验了VGA功能。
电路很简单，就是几个电阻。关于VGA的知识上网学习了下。

参考：
http://www.tinyvga.com/vga-timing/800x600@72Hz
http://bbs.****.com/BLOG_ARTICLE_184836.HTM

实验内容：
显示800x600分辨率，72Hz刷新，时钟50MHz。用示波器测试，都符合。
屏幕分成8x6块，每块100x100。RGB三色中红色用行计数，绿色用场计数，蓝色是1s变化一次

视频：
http://v.qq.com/boke/page/f/o/v/f0105udngov.html

代码：

//VGA模块
//VESA 800x600@72Hz(pixel clock 50.0MHz)

module m_vga(clk, rst, hsync, vsync, vga_r, vga_g, vga_b);

input clk; //系统时钟输入,50MHz,0.02us
input rst; //系统复位输入

output hsync; //行同步输出,48kHz
output vsync; //场同步输出,72Hz
reg hsync, vsync;

output[2:0] vga_r; //RGB信号输出
output[2:0] vga_g;
output[1:0] vga_b;

reg[10:0] pixel; //行向时序,1040像素
reg[9:0]  line;  //场向时序,666行

//行向时序
always @(posedge clk or negedge rst)
begin
    if(rst == 0) pixel <= 11'd0;
    else if(pixel == 11'd1040) pixel <= 11'd0;
    else pixel <= pixel + 1'b1;
end

//场向时序
always @(posedge clk or negedge rst)
begin
    if(rst == 0) line <= 10'd0;
    else if(line == 10'd666) line <= 10'd0;
    else if(pixel == 11'd1040) line <= line + 1'b1;
end   

//hsync信号(行同步),vsync信号(场同步)
always @(posedge clk or negedge rst)
begin
   if (rst == 0)
   begin
       hsync <= 1'b0;
       vsync <= 1'b0;
   end
   else
   begin
       hsync <= pixel >= 11'd120;
       vsync <= line >= 10'd6;
   end
end
  
reg[2:0] xpos;
reg[2:0] ypos;

parameter
    Left = 120 + 64,
    PixelWidth = 100,
    Top  = 6 + 23;
    
//计算8x6色块行地址
always @(posedge clk or negedge rst)
begin
    if(rst == 0) xpos <= 3'b000;
    else if(pixel >= Left && pixel < Left + PixelWidth) xpos <= 3'b000;
    else if(pixel >= Left + PixelWidth && pixel < Left + 2 * PixelWidth) xpos <= 3'b001;
    else if(pixel >= Left + 2 * PixelWidth && pixel < Left + 3 * PixelWidth) xpos <= 3'b010;
    else if(pixel >= Left + 3 * PixelWidth && pixel < Left + 4 * PixelWidth) xpos <= 3'b011;
    else if(pixel >= Left + 4 * PixelWidth && pixel < Left + 5 * PixelWidth) xpos <= 3'b100;
    else if(pixel >= Left + 5 * PixelWidth && pixel < Left + 6 * PixelWidth) xpos <= 3'b101;
    else if(pixel >= Left + 6 * PixelWidth && pixel < Left + 7 * PixelWidth) xpos <= 3'b110;
    else if(pixel >= Left + 7 * PixelWidth && pixel < Left + 8 * PixelWidth) xpos <= 3'b111;
    else xpos <= 3'b000;
end

//计算8x6色块场地址
always @(posedge clk or negedge rst)
begin
    if(rst == 0) ypos <= 3'b000;
    else if(line >= Top && line < Top + PixelWidth) ypos <= 3'b000;
    else if(line >= Top + PixelWidth && line < Top + 2 * PixelWidth) ypos <= 3'b001;
    else if(line >= Top + 2 * PixelWidth && line < Top + 3 * PixelWidth) ypos <= 3'b010;
    else if(line >= Top + 3 * PixelWidth && line < Top + 4 * PixelWidth) ypos <= 3'b011;
    else if(line >= Top + 4 * PixelWidth && line < Top + 5 * PixelWidth) ypos <= 3'b100;
    else if(line >= Top + 5 * PixelWidth && line < Top + 6 * PixelWidth) ypos <= 3'b101;
    else ypos <= 3'b110;
end

reg clk1s; //分频时钟               
reg[25:0] clk_cnt; //分频计数器

//系统时钟分频，产生1s的时钟
always @(posedge clk)
begin
    if(clk_cnt == 25'd25000000)
    begin
        clk1s = ~clk1s;
        clk_cnt = 0;
    end
    else
    begin
        clk_cnt = clk_cnt + 1'b1;
    end
end

reg[1:0] color_cnt;

//每1s改变蓝色
always @(posedge clk1s or negedge rst)
begin
    if(rst == 0)
       color_cnt = 2'b00;
    else
        color_cnt <= color_cnt + 1'b1;
end

wire[7:0] color;
reg [7:0] color_r;

always @(posedge clk or negedge rst)
begin
    if(rst == 0)
    begin
       color_r = 8'b00000000;
    end
    else
    begin
        color_r <= { xpos, ypos, color_cnt }; //红色+绿色+蓝色
    end
end

assign color = color_r;

//显示区标志
wire valid;

assign valid = (pixel > 10'd184) && (pixel < 10'd984) && (line > 10'd29) && (line < 10'd629);

//颜色输出
assign vga_r[2] = valid ? color[7] : 1'b0;
assign vga_r[1] = valid ? color[6] : 1'b0;
assign vga_r[0] = valid ? color[5] : 1'b0;
assign vga_g[2] = valid ? color[4] : 1'b0;
assign vga_g[1] = valid ? color[3] : 1'b0;
assign vga_g[0] = valid ? color[2] : 1'b0; 
assign vga_b[1] = valid ? color[1] : 1'b0;
assign vga_b[0] = valid ? color[0] : 1'b0;

endmodule

SEG数码管动态显示，采用扫描方式，轮询，只要满足刷新频率快于人眼视觉暂留时间即可。

程序比较简单，1s间隔分别显示0~7,8~F





代码：

//SEG数码管模块
module m_seg(clk, rst, seg, dig);

input clk; //系统时钟输入,50MHz
input rst; //系统复位输入

output[7:0] seg; //seg输出
output[7:0] dig; //dig输出

reg[6:0] seg_r;
reg[7:0] dig;

assign seg = { 1'b1, seg_r };

reg[15:0] scan; //扫描

//扫描时钟
always @(posedge clk or negedge rst)
begin
if(rst == 0)
scan = 16'd0;
else
scan = scan + 1'b1;
end

//片选
always @(scan[15:13])
begin
case(scan[15:13])
3'd0: dig <= ~8'h01;
3'd1: dig <= ~8'h02;
3'd2: dig <= ~8'h04;
3'd3: dig <= ~8'h08;
3'd4: dig <= ~8'h10;
3'd5: dig <= ~8'h20;
3'd6: dig <= ~8'h40;
3'd7: dig <= ~8'h80;
endcase
end

//译码
always @(scan[15:13] or n)
begin
case(scan[15:13] + n)
0: seg_r <= 7'b100_0000; // 0
1: seg_r <= 7'b111_1001; // 1
2: seg_r <= 7'b010_0100; // 2
3: seg_r <= 7'b011_0000; // 3
4: seg_r <= 7'b001_1001; // 4
5: seg_r <= 7'b001_0010; // 5
6: seg_r <= 7'b000_0010; // 6
7: seg_r <= 7'b101_1000; // 7
8: seg_r <= 7'b000_0000; // 8
9: seg_r <= 7'b001_1000; // 9
10: seg_r <= 7'b000_1000; // A
11: seg_r <= 7'b000_0011; // b
12: seg_r <= 7'b100_0110; // c
13: seg_r <= 7'b010_0001; // d
14: seg_r <= 7'b000_0110; // E
15: seg_r <= 7'b000_1110; // F
default: seg_r <= 7'b111_1111;
endcase
end

reg clk_1s; //分频时钟
reg [25:0] clk_cnt; //分频计数器

//系统时钟分频，产生1s的时钟
always @(posedge clk)
begin
if(clk_cnt == 25'd25000000)
begin
clk_1s = ~clk_1s;
clk_cnt = 25'd0;
end
else
begin
clk_cnt = clk_cnt + 1'b1;
end
end

reg[3:0] n;

always @(posedge clk_1s or negedge rst)
begin
if(rst == 0)
n <= 4'd0;
else
n <= n + 4'd8;
end

endmodule

测试按键功能，主要是去抖动问题。
软件一般按键抖动通过延时10~20ms判断，硬件一般用RS触发器电路。
实际应用中，按键功能比较复杂，比如长按、短按、多键等。

这里简化处理，测试去抖时间为100ms，因此如果在100ms内按下又弹起，就认为按键无效；按下超过100ms，就有效。最终应用可以修改成20ms。
同时按下多键也能识别。

视频：
http://v.qq.com/boke/page/i/2/c/i0105jszk2c.html

output[7:0] led; //led输出
reg[7:0] led;

reg key_down;
reg[7:0] key_reg;
reg[22:0] key_cnt;

always @(posedge clk or negedge rst)
begin
if(!rst)
begin
key_down <= 1'b1;
key_reg <= 8'hff;
key_cnt <= 23'd0;
end
else if(key != key_reg)
begin
key_reg <= key;
key_cnt <= 23'd0;
end
else
begin
if(key_cnt == 23'd5000000) //5000000*0.02us=100ms
key_down <= key_reg == 8'hff;
else
key_cnt <= key_cnt + 1'b1;
end
end

always @(negedge key_down)
begin
if(led == key_reg)
led <= 8'hff;
else
led <= key_reg;
end

endmodule

LZ，你的视频不想在这里出现下？

http://v.eepw.com.cn/video/list/company/Altera