通信工程专业实训报告.doc

本科生实训报告实训课程 通信工程专业实训 学院名称 信息科学与技术学院 专业名称 通信工程 学生姓名 王城、张清静、谭政 学生学号 201313070202、03、05 指导教师 高嵩老师、刘同老师等 实训地点 6C601 实训成绩 二一六年十二月 二一六年十二月填写说明1、 适用于本科生所有的实训报告（印制实训报告册除外）；2、 专业填写为专业全称，有专业方向的用小括号标明；3、 格式要求： 用A4纸双面打印（封面双面打印）或在A4大小纸上用蓝黑色水笔书写。 打印排版：正文用宋体小四号，1.5倍行距，页边距采取默认形式（上下2.54cm，左右2.54cm，页眉1.5cm，页脚1.75cm）。字符间距为默认值（缩放100%，间距：标准）；页码用小五号字底端居中。 具体要求：题目（二号黑体居中）；摘要（“摘要”二字用小二号黑体居中，隔行书写摘要的文字部分，小4号宋体）；关键词（隔行顶格书写“关键词”三字，提炼3-5个关键词，用分号隔开，小4号黑体)； 正文部分采用三级标题；第1章 (小二号黑体居中，段前0.5行)1.1 小三号黑体（段前、段后0.5行）1.1.1小四号黑体（段前、段后0.5行）参考文献（黑体小二号居中，段前0.5行），参考文献用五号宋体，参照参考文献著录规则（GB/T 77142005）。按键控制LED灯的流动方向 摘要FPGA（FieldProgrammable Gate Array），即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。以硬件描述语言（Verilog或VHDL）所完成的电路设计，可以经过简单的综合与布局，快速的烧录至 FPGA 上进行测试，是现代 IC设计验证的技术主流。这些可编辑元件可以被用来实现一些基本的逻辑门电路（比如AND、OR、XOR、NOT）或者更复杂一些的组合功能比如解码器或数学方程式。在大多数的FPGA里面，这些可编辑的元件里也包含记忆元件例如触发器（Flipflop）或者其他更加完整的记忆块。关键词：FPGA；LED灯；流动方向控制第1章1.1工具、芯片试验芯片：仿真工具：ISE Design Suite 14.7， Modelsim SE 10.1c1.2问题分析点亮LED灯，控制LED灯的流动，是用按键控制LED灯流动的方向。经过问题分析使用不同模块实现不同的功能。分模块实现的有点：每个的模块的功能尽量的单一化，使模块的复用性提高，方便其他模块的复用。1.3模块的分化时钟分频模块：FPGA时钟分频即对FPGA的系统时钟根据自己所 需进行频率处理，使之达到原来的1/N倍频率，使流水灯的流动速度达到肉眼可见。按键消抖模块：在机械按键的按下和松开时，都会产生抖动，为了保证系统能正确识别按键的按下和松开，就必须对按键的抖动进行处理。LED 灯流水作业模块：具体控制 LED 灯的流动方向。顶层模块：包含 时钟分频模块、按键消抖模块、LED灯流水作业模块、引脚绑定。第2章2.1时钟分频模块代码编写module freq( input clk, input rest_n, output reg clk_slow ); reg 31:0counter;always (posedge clk or negedge rest_n)begin if (!rest_n)begincounter = 0;clk_slow = 0;endelsebeginif(counter 5000000) / 0.1s翻转一次，周期0.2m 50M * 8 / 1000 = 5Mcounter = counter + 1;else begincounter=0;clk_slow = clk_slow;endendend2.2按键消抖模块module KEY_button( input clk, input rest_n, input key_in, output reg key_out );reg 1:0state;reg 31:0cnt;reg 31:0temp;always(posedge clk or negedge rest_n)beginif(!rest_n)cnt=0;elsecnt=cnt+1;endalways(posedge clk or negedge rest_n )beginif(!rest_n)beginkey_out=1;state=0;temp=0;endelse begincase(state)0:beginif(key_in=0) begin/刚刚按下temp=cnt;/按下时记录cnt值state400000)/按下有效，当cnt和当时按下的temp的差为 400000=（50Mhz* 1/8 8ms ）beginif(key_in=0)beginkey_out=0;state=2;endelse beginstate=0;endendend2:beginif(key_in=1) begin/刚刚抬起state=3;temp400000) begin/抬起有效if(key_in=1) beginkey_out=1;state=0;endelse beginstate=2;endendendendcaseendendendmodule2.3LED灯流水作业模块module led( input clk_slow, input rest_n, input key_direct, output reg 3:0 gpio_led );reg flag;always(posedge key_direct or negedge rest_n)beginif (!rest_n)flag=0;elseflag=flag;end reg 1:0state;always (posedge clk_slow or negedge rest_n)beginif (!rest_n)begingpio_led = 4b0000;state = 0;endelse if(!flag) begincase(state)0:begingpio_led = 4b1000;state = 1;end1:begingpio_led = 4b0100;state = 2;end2:begingpio_led = 4b0010;state = 3;end3:begingpio_led = 4b0001;state = 0;enddefault: beginstate = 0;endendcaseendelse begincase(state)0:begingpio_led = 4b1000;state = 3;end1:begingpio_led = 4b0100;state = 0;end2:begingpio_led = 4b0010;state = 1;end3:begingpio_led = 4b0001;state = 2;enddefault: beginstate = 0;endendcaseendendendmodule2.4顶层模块module TOP_LED( input clk, input key_direct, input rest_n, output wire 3:0gpio_led );wire key_out;/-/时钟分频器：产生一秒的时钟/-freq freq_inst ( .clk(clk), .rest_n(rest_n), .clk_slow(clk_slow) ); /-/按键消抖：控制流水灯方向的 按键进行消抖处理/在机械按键的按下和松开时，都会产生抖动，为了保证系统能正确识别按键的按下和松开，就必须对按键的抖动进行处理。/-KEY_button key_button ( .clk(clk), .rest_n(rest_n), .key_in(key_direct), .key_out(key_out) ); /-/流水灯模块/-led led_inst ( .clk_slow(clk_slow), .rest_n(rest_n), .key_direct(key_out), .gpio_led(gpio_led) );Endmodule2.4引脚绑定模块NET clk LOC = P24;NET rest_n LOC = P94;NET key_directLOC = P97;NET gpio_led0 LOC = P92;NET gpio_led1 LOC = P87;NET gpio_led2 LOC = P55;NET gpio_led3 LOC = P59;2.5 RTL schematic 视图第3章3.1试验心得学生实训 心得 在学习FPGA时，遇到的问题有许多，譬如，写代码时的警告，特别是一些不能忽视的警告，每次遇到时，总是还要检查一会儿才能改过来，或者有的警告已经出现了几次，但是就是解决不掉。每次在学一个模块时，只要是看懂了，它的一些重点就没有及时的记录在本子上，只有个别的想起来时，才会做笔记。每做完一个模块，没有及时记录下自己从这个模块中学到了什么。上面的不足，都是在写模块的过程中，自己逐渐暴露出来的。我很庆幸自己的一些问题能及时的被发现，避免类似的事情再次发生。像遇到警告时，都要记录下来，通过改