FPGA开发板使用文档.doc

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1、Spartan-3EXC3S250E-4VQ100实验板用户使用说明第一章概述1、实验板资源Xilinx器件：Spartan-3EXC3S250E-4VQ100，XCF02SV020C（PlatformFlash）时钟：50MHz晶体时钟振荡器；电源：USB接口供电，三路电源管理IC；接口：JTAG下载接口，PS/2，RS-232串行接口，4个按键开关，八个LED灯，4*4矩阵键盘，蜂鸣器；显示：VGA显示端口，4位七段数码管；存储器：EEPROM；图1-1实验板资源示意图图1-2实验板1、Spartan-3EXC3S250E-4VQ1

2、00简介主芯片：Spartan-3EXC3S250E-4VQ100CLB资源：•Rows:34•Columns:26•TotalCLBs:612Slice资源：•TotalSlices:2,448存储资源：•DistributedRAMBits:38K•BlockRAMBits:216K时钟管理器：•DCM:4逻辑单元：•SystemGates:250K•EquivalentLogicCells:5,508乘法器：•DedicatedMultipliers:12I/O：•TotalI/O：100•UserI/O:682、电源管理模块输入

3、：5VDC，由USB接口提供；输出：3.3VDC,2.5VDC,1.2VDC。图1-3电源管理电路•VDD=3.3V：VDD引脚为I/O引脚，为I/O提供驱动电压。•VAUX=2.5V：为JTAG模块和程序下载配置模块供电•VINT=1.2V：为内部调压器供电1、时钟/复位模块图1-4时钟电路系统时钟由外部晶振提供，频率为50MHz，时钟的输入直接连到Bank0的输入全局缓冲I/O，时钟输入也可以连接到相应的DCM。FPGA的Bank0的I/O的电压是由P82和P97供给的，板上已经将这两个引脚连接到3.3V，晶振可以达到预期的工作效果

4、。如果FPGA需要除了50MHz外的频率，可以使用FPGA的DCM来产生，也可以通过外部输入到FPGA带有GlobalBuffer的I/O来获得。表1-1时钟输入PROG按键，迫使FPGA进行重新配置，只要按下该按键，FPGA就重新配置，充当系统复位按键。2、下载配置模块如表1-2所示，由JP1的设置方式来控制FPGA的配置方式：本实验板支持两种FPGA的配置方法：（1）通过JTAG、USB接口直接将设计下载到FPGA，只需将M1接上跳帽。板上的USB-JTAG逻辑也提供对PlatformFlashPROM和XilinxXC2C64AC

5、PLD的在线编程。（2）对板上的2MbitXilinxXCF02SV020CserialPlatformFlashPROM进行编程，然后采用主串行模式对PlatformFlashPROM上的存储信息配置到FPGA，M0、M1、M2均需接上跳帽。表1-2FPGA的配置方式当FPGA成功配置时，DONE管脚的LED亮，如果不亮说明配置失败。通过JTAG接口将实验板连接到主机的iMPACT对FPGA、PlatformFlashPROM进行编程。对于并行或串行FlashPROM暂时不支持直接编程。通过ISE的iMPACT和下载电缆，将编译成功的

6、FPGA设计下载到FPGA上。详细的操作过程请参阅第三章节。第二章外围电路1、四个按键开关没有按下时，连接到3.3V，FPGA管脚产生一个逻辑高电平；按下按键，FPGA管脚接到GND，FPGA管脚产生一个逻辑低电平，可以在一些应用中充当软位复位按键，也可用于外部信号的输入。在硬件上没有做消抖处理，如用需要，可以在软件上加上消除抖动。图2-1按键电路2、LED灯在实验板上有8个独立的贴片LED，LED一端接地，另一端通过2.2kΩ的限流电阻接到FPGA上。要点亮一个LED，向相应的控制位置高。图2-2LED电路3、蜂鸣器实验板上提供了有源

7、的蜂鸣器，三极管充当开关器件，当FPGA管脚输出高电平的时候，三极管工作，蜂鸣器正极有电压，蜂鸣器两端产生压降可以工作。用户使用是，只要将FPGA的输出信号接到图所示的排针上即可。图2-3蜂鸣器原理图图2-4蜂鸣器实物图4、七段数码管一般来说，多个数码管的连接并不是把每个数码管都独立的与FPGA连接，而是把所有的LED管的输入连在一起。这样做的好处有两点：一是节约了器件的I/O接口；其二是降低了功耗。每次向LED写数据时，通过段选信号选通其中一个LED，然后把数据写入该LED管，因此每个时刻只有一个LED管是亮的。为了能持续看见LED上

8、面的显示内容，必须对LED管进行扫描，即依次并循环地点亮各个LED管。利用人眼的余晖效应，在一定的扫描频率下，人眼就会看见好几个LED一起点亮。每个LED的功耗较大，如果所有的LED一起点亮，其功耗较大。利