作者：ALINX

適用于板卡型號(hào)：
AXU2CGA/AXU2CGB/AXU3EG/AXU4EV-E/AXU4EV-P/AXU5EV-E/AXU5EV-P /AXU9EG/AXU15EG

實(shí)驗(yàn)Vivado工程為“key_test”。

按鍵是FPGA設(shè)計(jì)當(dāng)中最常用也是最簡(jiǎn)單的外設(shè)，本章通過(guò)按鍵檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)開(kāi)發(fā)板的按鍵功能是否正常，并了解硬件描述語(yǔ)言和FPGA的具體關(guān)系，學(xué)習(xí)Vivado RTL ANALYSIS的使用。

1.按鍵硬件電路

開(kāi)發(fā)板按鍵部分電路

從圖中可以看到，電路的按鍵松開(kāi)時(shí)是高電平，按下時(shí)是低電平。

開(kāi)發(fā)板LED部分電路

而LED部分，高電平滅，低電平亮

2. 程序設(shè)計(jì)
這個(gè)程序沒(méi)有設(shè)計(jì)的很復(fù)雜，通過(guò)簡(jiǎn)單的硬件描述語(yǔ)言看透硬件描述語(yǔ)言和FPGA硬件的聯(lián)系。首先我們將按鍵輸入經(jīng)過(guò)一個(gè)非門(mén)后再經(jīng)過(guò)2組D觸發(fā)器。經(jīng)過(guò)D觸發(fā)器的信號(hào)，會(huì)在D觸發(fā)器時(shí)鐘輸入的上升沿鎖存然后再送到輸出。

在進(jìn)行硬件描述語(yǔ)言編碼之前，我們已經(jīng)把硬件構(gòu)建完成，這是一個(gè)正常的開(kāi)發(fā)流程。有了硬件設(shè)計(jì)思路無(wú)論是通過(guò)畫(huà)圖還是通過(guò)Verilog HDL、VHDL都能完成設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)計(jì)的復(fù)雜程序和對(duì)某種語(yǔ)言的熟悉程序來(lái)選擇工具。

3. 創(chuàng)建Vivado工程
3.1 首先建立按鍵的測(cè)試工程，添加verilog測(cè)試代碼，完成編譯分配管腳等流程。

`timescale1ns/1ps
module key_test
(
input clk,//system clock 25Mhz on board
input[3:0] key,//input four key signal,when the keydown,the value is 0
output[3:0] led //LED display ,when the siganl low,LED lighten
);

reg[3:0] led_r;//define the first stage register , generate four D Flip-flop
reg[3:0] led_r1;//define the second stage register ,generate four D Flip-flop
always@(posedge clk)
begin
led_r <= key;//first stage latched data
end

always@(posedge clk)
begin
led_r1 <= led_r;//second stage latched data
end

assign led = led_r1;

endmodule<

3.2 我們可以使用RTL ANALYSIS工具查看設(shè)計(jì)

3.3 分析RTL圖，可以看出兩級(jí)D觸發(fā)器，和預(yù)期設(shè)計(jì)一致。

4. 板上驗(yàn)證
Bit文件下載到開(kāi)發(fā)板以后，開(kāi)發(fā)板上的"PL LED"處于亮狀態(tài)，按鍵“PL KEY1”按下“PL LED1”滅。

審核編輯：何安