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1. 点击 Project Manager 下的 Add Sources 图标(或者使用快捷键 Alt+A)。
2. 选择 Add or create design sources 选项,点击 Next。
3. 点击 Add Files 可以一个个添加源文件,点击 AddDirectories 可以按目录添加源文件。因为现在我们还没有设计程序,这里要点击 Create File 按钮。
6. 编写好代码后保存,点击菜单 File -Save All Files。
1. 点击 Project Manager 下的 Add Sources 图标。
2. 选择 Add or create constraints 选项,点击 Next。
5. 双击打开这个 led.xdc 文件,在这个文件里添加以下的引脚定义。
1. 设置 Vivado 的仿真配置,右击 SIMULATION 中 Simulation Settings。
8. 编写好后保存,vtf_led_test.v 自动成了这个仿真 Hierarchy 的顶层了,它下面是设计文件 led_test.v。
10. 在弹出仿真界面后如下图,界面是仿真软件自动运行到仿真设置的 50ms 的波形。
11. 点击 Restart 按钮复位一下,再点击 Run All 按钮。(需要耐心!!!),可以看到仿真波形与 设计相符。
注意:一定要先把下载器的一端连接到了电脑、另一端连接了 JTAG 接口之后,再给开发板上电!否则,对开发板的 JTAG 接口进行带电热插拔,有一定概率会损坏 JTAG 接口!!!
工程源码: Vivado下LED流水灯实验源码资源-CSDN文库
从上面的 LED 部分原理图可以看出,AX7A035/ AX7A100/ AX7A200 开发板都是将 IO 经过一个电阻和 LED 串联接电源端,FPGA 的 IO 输出低电平点亮 LED。IO 输出高电平 LED 灯熄灭,其中的串联电阻都是为了限制电流。
//Define the time counter
reg [31:0] timer;
always @(posedge sys_clk or negedge rst_n) begin
if (~rst_n)
timer <= 32'd0;
else if (timer == 32'd199_999_999)
timer <= 32'd0;
else
timer <= timer + 1'b1;
end
// LED control
always@(posedge sys_clk or negedge rst_n) begin
if (~rst_n)
led <= 4'b0000;
else if (timer == 32'd49_999_999)
led <= 4'b0001;
else if (timer == 32'd99_999_999)
led <= 4'b0010;
else if (timer == 32'd149_999_999)
led <= 4'b0100;
else if (timer == 32'd199_999_999)
led <= 4'b1000;
end
2. 在 Vivado 2017.4 开发环境里双击 Create Project,如下图:
3. 弹出一个 Vivado 的工程向导,点击 Next 按钮。
4. 在弹出的对话框中输入工程名和工程存放的目录,这里取一个 led_test 的工程名,点击 Next。
6. 进入添加 source file 界面,这里先不添加任何设计文件。点击 Next
7. 提示是否添加已有的约束文件,这里约束文件我们也没有设计好,也不添加。
9. 再次确认一下板子型号有没有选对, 没有问题再点击“Finish”完成工程创建。
10. 工程创建后如下图所示:
在弹出的对话框里选择 File type 是 verilog, File name 为 led_test, 点击 OK 按钮。
这时在 Project Manager 界面下的 Design Sources 里已经有了一个 led_test.v 文件, 并且自动成为项目的顶层(Top)模块了。
编写 led_test.v 的程序,这里我们定义了一个 32 位的寄存器 timer, 用于循环计数 0~199_999_999(1 秒钟), 当计数到 49_999_999(0.25 秒)的时候,熄灭第一个 LED 灯;当计数到 99_999_999(0.5 秒)的时候,熄灭第二个 LED 灯;当计数到 149_999_999(0.75 秒)的时候,熄灭 第三个 LED 灯;当计数到 199_999_999(1 秒)的时候,熄灭第四个 LED 灯,计数器再重新计数。 具体的操作直接看代码吧。
`timescale 1ns / 1ps
//
// Company:
// Engineer:
//
// Create Date: 2023/03/20 21:39:15
// Design Name:
// Module Name: led_test
// Project Name:
// Target Devices:
// Tool Versions:
// Description:
//
// Dependencies:
//
// Revision:
// Revision 0.01 - File Created
// Additional Comments:
//
//
module led_test(
//Differential system clocks
sys_clk_p, //system clock positive
sys_clk_n, //system clock negative
rst_n, // reset ,low active
led // LED,use for control the LED signal on board
);
//===========================================================================
// PORT declarations
//===========================================================================
input sys_clk_p;
input sys_clk_n;
input rst_n;
output [3:0] led;
//define the time counter
reg [31:0] timer;
reg [3:0] led;
wire sys_clk;
IBUFDS sys_clk_ibufgds
(
.O (sys_clk ),
.I (sys_clk_p ),
.IB (sys_clk_n )
);
//===========================================================================
// cycle counter:from 0 to 1sec
//===========================================================================
always @(posedge sys_clk or negedge rst_n)
begin
if (~rst_n)
timer <= 32'd0; // when the reset signal valid,time counter clearing
else if (timer == 32'd199_999_999) //1 seconds count(200M-1=199999999)
timer <= 32'd0; //count done,clearing the time counter
else
timer <= timer + 1'b1; //timer counter = timer counter + 1
end
//===========================================================================
// LED control
//===========================================================================
always @(posedge sys_clk or negedge rst_n)
begin
if (~rst_n)
led <= 4'b0000; //when the reset signal active
else if (timer == 32'd49_999_999) //time counter count to 0.25 sec,LED1 lighten
led <= 4'b0001;
else if (timer == 32'd99_999_999) //time counter count to 0.5 sec,LED2lighten
begin
led <= 4'b0010;
end
else if (timer == 32'd149_999_999) //time counter count to 0.75 sec,LED3 lighten
led <= 4'b0100;
else if (timer == 32'd199_999_999) //time counter count to 1 sec,LED4 lighten
led <= 4'b1000;
end
endmodule
在弹出的对话框里选择 File type 是 XDC, File name 为 led, 点击 OK 按钮。
这时在 Project Manager 界面下的 Constraints 目录的 constrs_1 目录下已经有了一个 led.xdc 文件。
############## NET - IOSTANDARD 配置 CFGBVS 管脚的电压和配置电路的电压##################
set_property CFGBVS VCCO [current_design]
set_property CONFIG_VOLTAGE 3.3 [current_design]
############## clock define 时钟周期、时钟引脚、电平信号约束#######################
create_clock -period 5.000 [get_ports sys_clk_p]
set_property PACKAGE_PIN R4 [get_ports sys_clk_p]
set_property IOSTANDARD DIFF_SSTL15 [get_ports sys_clk_p]
############## reset key define##########################
set_property PACKAGE_PIN F15 [get_ports rst_n]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports rst_n]
##############LED define############################
set_property PACKAGE_PIN L13 [get_ports {led[0]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {led[0]}]
set_property PACKAGE_PIN M13 [get_ports {led[1]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {led[1]}]
set_property PACKAGE_PIN K14 [get_ports {led[2]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {led[2]}]
set_property PACKAGE_PIN K13 [get_ports {led[3]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {led[3]}]
#############SPI Configurate Setting##################
set_property BITSTREAM.CONFIG.SPI_BUSWIDTH 4 [current_design]
set_property CONFIG_MODE SPIx4 [current_design]
set_property BITSTREAM.CONFIG.CONFIGRATE 50 [current_design]
完成后选择菜单 File->Save all files 保存所有文件。
在 Tcl Console 窗口或者 Messages 窗口可以看到一些状态信息。
在 Simulation Settings 窗口中进行如下图来配置,这里设置成 50ms(根据需要自行设定),其它按 默认设置,单击 OK 完成。
在弹出的对话框中输入激励文件的名字,这里我们输入名为 vtf_led_test。
这里我们先不添加 IO Ports,点击 OK。
`timescale 1ns / 1ps
//
// Company:
// Engineer:
//
// Create Date: 2023/03/20 22:45:27
// Design Name:
// Module Name: vtf_led_test
// Project Name:
// Target Devices:
// Tool Versions:
// Description:
//
// Dependencies:
//
// Revision:
// Revision 0.01 - File Created
// Additional Comments:
//
//
module vtf_led_test();
// Inputs
//differential system clocks
reg sys_clk_p; // Differential input clock 200Mhz
wire sys_clk_n; // Differential input clock 200Mhz
reg rst_n; //reaet, low active
// Outputs
wire [3:0] led;
// Instantiate the Unit Under Test (UUT)
led_test uut (
.sys_clk_p (sys_clk_p ),
.sys_clk_n (sys_clk_n ),
.rst_n (rst_n ),
.led (led )
);
initial
begin
// Initialize Inputs
sys_clk_p = 0;
rst_n = 0;
// Wait 100 ns for global reset to finish
#1000;
rst_n = 1;
// Add stimulus here
#20000;
// $stop;
end
always #25 sys_clk_p = ~ sys_clk_p; //5ns 一个周期,产生 200MHz 时钟源
assign sys_clk_n=~sys_clk_p;
endmodule
如果没有错误,Vivado 中的仿真软件开始工作了。
经过前面的编译和仿真,我们可以把 bit 文件下载到 FPGA 芯片中,看一下 LED 实际运行的效果。下载和调试之前先连接硬件,把 JTAG 下载器和开发板连接(如下图是 AX7A200 开发板 JTAG 连接 作为参考),然后开发板上电。
设置完成后单击 Generate Bitstream 产生中 bit 和 bin 文件。
右键选择 xc7a100t_0,在弹出的选项里选择 Program Device 项。
注意:发现此项变为灰色不能选,是因为工程中已经选有 FLASH 配置,不用再添加 flash,如下:
2. 在 Add configruation Memory Device 的配置界面里选择正确的 FLASH 型号,如下图所示:
#############SPI Configurate Setting##################
set_property BITSTREAM.CONFIG.SPI_BUSWIDTH 4 [current_design]
set_property CONFIG_MODE SPIx4 [current_design]
set_property BITSTREAM.CONFIG.CONFIGRATE 50 [current_design]
注意:在定义寄存器时,如果寄存器在 always 块里使用必须定义为 reg 类型,如果仅是用于
连线或是直接赋值需定义为 wire 类型,输入信号的类型不能定义为 reg 型,不管是 reg 类型信号
还是 wire 类型的信号,定义的寄存器宽度必须满足使用时的需要,但必须稍大于或等于需要使用
的位宽。若定义寄存器位宽远远大于使用需求则会浪费资源,如果定义的位宽小于使用需求,则
会造成数据位截断,导致程序错误。还有其他信号的类型及用法请大家参考 Verilog 语法教程。
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