【两周学会FPGA】从0到1学习紫光同创FPGA开发|盘古PGL22G开发板学习之点亮LED灯（一）_紫光同创开发板

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适用于板卡型号：

紫光同创PGL22G开发平台（盘古22K）

一：实验目的

实现对LED灯点亮和熄灭的控制，同时初步熟悉PDS软件的操作流程。

二：实验要求

控制8个LED灯以固定的周期闪烁（如点亮0.5s熄灭0.5s）。

三：实验原理

LED灯按照一定的时间进行亮与灭的转换，在FPGA中，实际原理是LED灯在一定的时钟周期内保持高电平或者低电平。时钟周期也称为振荡周期，定义为时钟频率的倒数，我们通常称之为周期（T）。时钟周期也是数字系统中的基本时间单位。

f（频率）=1（时间：秒）/T（周期）

以50MHz的时钟为例：

50MHz = f（频率）=1（时间：秒）/T（周期），那么：

T（周期）= 1（时间：秒）/f（频率）= 20ns。

也就是说，一个周期20ns，运行50_000_000个周期即为1s。

如果我们控制LED灯点亮1s，那么只需要让LED灯保持50_000_000个周期的高电平即可，熄灭1s同理。

MES22GP板卡上有一个50MHz和一个27MHz的晶振为PGL22G提供时钟信号。

四：实验分析

如上所述，点亮1s所需的周期数为：

1s = 20ns * 50_000_000次

那么点亮0.5s所需的周期数即为：

0.5s = 20ns * （50_000_000 / 2）次

控制LED亮灭需要控制IO输出的高低电平即可(高电平点亮,低电平熄灭),原理图如下：

五：实验源码设计

首先双击design建立一个文件用于编写代码。

 文件头部如图所示：

timescale是Verilog HDL 中的一种时间尺度预编译指令，它用来定义模块的仿真时的时间单位和时间精度。需注意PDS中每个文件的模块顶部需要自己手动添加该语句。

先定义模块的输入时钟和复位，以及输出的8个LED灯。

然后使用参数parameter定义输入时钟的数值和LED灯闪烁所需的频率次数方便后续多次使用，需注意参数parameter定义的数值需为常量。

接着定义一个32位的寄存器类型的变量cnt_delay用于计数，每当满足条件（达到所需频率次数）即清零，否则增加。

同时LED灯在cnt_delay计数满足条件时进行翻转（取反）即可实现闪烁控制。

六：时钟约束和管脚分配

代码编写完成后（compile后未报错），点击菜单栏Tools工具栏的用户约束编辑User Constraint Editor，选择综合前约束Pre Synthesize UCE选项，选择Timing Constraints后选择Create Clock添加基准时钟，基准时钟一般是通过输入port输入用户涉及的板上时钟。

 在弹窗中对时钟命名，关联时钟管脚，添加时钟参数，点击OK会创建一条时钟约束，Reset重置该页面。

 然后点击Device，选择右边的I/O图标，便可以对输入输出分配引脚了。

具体的引脚配置需要参考相关开发板的硬件手册和原理图，如

《MES22GP开发板硬件使用说明书》和《MES22GP_V1-0原理图》。

七：烧录比特流文件

完成引脚约束后，依次双击Synthesize—>Device Map—>Place & Route—>Generate Bitstream完成综合、布局布线、生成比特流文件等相关操作。

 点击下载程序的选项。

 点击扫描选项。

 打开要烧录的比特流文件。

 点击芯片，点击右键选择Program即可烧录文件。

若开发板在已经扫描连接成功的情况下重新烧录文件，只需：

1、点击芯片，单击右键选择Assign New Configuration File重新打开要烧录的比特流文件；

2、点击芯片，点击右键选择Program烧录所需文件。