第二篇?FPGA至簡(jiǎn)設(shè)計(jì)原理

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1、關(guān)于本書使用的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)——MP801開發(fā)板的介紹

? ?第三章?實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

第1節(jié) MP801開發(fā)板

本書中使用的開發(fā)板為MP801開發(fā)板，該板非常適合初學(xué)者學(xué)習(xí)FPGA，下面詳細(xì)介紹此開發(fā)板。

1.1?硬件資源總覽

MP801開發(fā)板板載眾多的外設(shè)，從簡(jiǎn)單的LED到復(fù)雜的SDRAM等一應(yīng)俱全，其中板載EP4CE15F23C8，擁有15K邏輯資源，504K bit ram資源，且板載3片128Mbit SDRAM，適合存儲(chǔ)大容量的數(shù)據(jù)；擁有125Mhz雙通道轉(zhuǎn)換速率的高速并行DA芯片AD9709和32Mhz?轉(zhuǎn)換速率的高速并行AD芯片AD9280，編程簡(jiǎn)單，適用做算法驗(yàn)證；采用64M spi flash存儲(chǔ)器存儲(chǔ)程序，足夠支持開發(fā)需求。

MP801開發(fā)板的硬件資源如下圖所示。

圖2.3- 1明德?lián)PMP801開發(fā)板硬件資源

1.2 Led燈

開發(fā)板上的led電路采用上拉接法，板載8個(gè)綠色的led。在開發(fā)板的實(shí)際位置如下圖所示。

圖2.3- 2板載led燈

1.3?數(shù)碼管

板載紅色8個(gè)數(shù)碼管，采用動(dòng)態(tài)顯示的方式和FPGA連接，其中數(shù)碼管采用共陽(yáng)極數(shù)碼管，其在開發(fā)板上的實(shí)際位置如下圖所示。

圖2.3- 3板載數(shù)碼管

1.4?撥碼開關(guān)

撥碼開關(guān)原理圖如下圖所示，用戶可以使其電平一直為0或1。

圖2.3- 4撥碼開關(guān)原理圖

撥碼開關(guān)在開發(fā)板上的實(shí)際位置如下圖所示（下面為邏輯0，上面為邏輯1）：

圖2.3- 5開發(fā)板中撥碼開關(guān)位置

1.5?按鍵

按鍵原理如下圖所示，開發(fā)板采用4個(gè)獨(dú)立按鍵加一個(gè)復(fù)位按鍵，其中最左邊是復(fù)位按鍵，且采用上拉的接法，默認(rèn)為1，當(dāng)按鍵按下時(shí)，按鍵的電平被拉低。

圖2.3- 6按鍵原理圖

開發(fā)板中按鍵的實(shí)際位置如下所示。

圖2.3- 7開發(fā)板中按鍵位置

1.6?蜂鳴器

蜂鳴器采用有源蜂鳴器，其原理圖如下圖所示。蜂鳴器使用pnp三極管驅(qū)動(dòng)，當(dāng)FPGA驅(qū)動(dòng)引腳電平為0時(shí)蜂鳴器會(huì)發(fā)出聲響。

圖2.3- 8蜂鳴器原理圖

開發(fā)板中蜂鳴器的實(shí)際位置如下所示。

圖2.3- 9開發(fā)板中蜂鳴器位置

1.7?溫度傳感器

溫度傳感器采用ds18b20，用戶可以實(shí)時(shí)檢測(cè)周圍的溫度，其開發(fā)板中的實(shí)際位置如下圖所示。

圖2.3- 10開發(fā)板中溫度傳感器位置

1.8 EEPROM存儲(chǔ)器
板載AT93C46存儲(chǔ)器，擁有1K bit的容量，存儲(chǔ)時(shí)間為100年，可以滿足用戶存儲(chǔ)需要掉電保存的數(shù)據(jù)，其在開發(fā)板中的實(shí)際位置如下圖所示。

圖2.3- 11開發(fā)板中EEPROM存儲(chǔ)器位置

1.9 VGA顯示

VGA顯示使用16bit數(shù)據(jù)線，可以顯示65536種顏色，開發(fā)板中VGA的位置如下圖所示。

圖2.3- 12開發(fā)板中VGA位置

1.10 SDRAM存儲(chǔ)器
MP801開發(fā)板采用三片128Mbit sdram，滿足大容量存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的需求，其實(shí)際位置如下圖所示。

圖2.3- 13開發(fā)板中SDRAM存儲(chǔ)器位置

1.11?千兆網(wǎng)口
MP801開發(fā)板板載rtl8211芯片，實(shí)現(xiàn)千兆網(wǎng)，1G帶寬可以滿足用戶傳輸大容量數(shù)據(jù)的需求，其在開發(fā)板中的實(shí)際位置如下圖所示。

圖2.3- 14開發(fā)板中網(wǎng)口位置

1.12 USB串口
MP801開發(fā)板板載CH340芯片，實(shí)現(xiàn)USB轉(zhuǎn)串口，當(dāng)用戶通過(guò)USB線連接開發(fā)板和PC后，便可使用串口助手和FPGA通信，其實(shí)際位置如下圖所示。

圖2.3- 15開發(fā)板中USB串口位置

1.13 DA轉(zhuǎn)換芯片
MP801開發(fā)板板載雙通道、125Mhz轉(zhuǎn)換速率、8bit、高速的DA芯片，滿足常用信號(hào)發(fā)生器、濾波信號(hào)輸出等需求，其實(shí)際位置如下圖所示。

圖2.3- 16開發(fā)板中DA芯片位置

1.14 AD轉(zhuǎn)換芯片
MP801開發(fā)板板載32Mhz?轉(zhuǎn)換速率、8bit高速的AD芯片，滿足各種信號(hào)的采集，滿足用戶實(shí)現(xiàn)各種常見濾波算法的實(shí)現(xiàn)，其實(shí)際位置如下圖所示。

圖2.3- 17開發(fā)板中AD芯片位置

1.15?攝像頭插口
MP801開發(fā)板預(yù)留常見cmos接口，其中P8兼容ov7670/5640/7725攝像頭，其在開發(fā)板中的位置如下圖所示。

圖2.3- 18開發(fā)板中攝像頭插口位置

同時(shí)，本開發(fā)板擁有TFT屏幕接口，TFT屏幕后續(xù)推出，盡請(qǐng)期待。

圖2.3- 19開發(fā)板中TFT屏幕接口位置

此外，開發(fā)板預(yù)留一些未用的接口，對(duì)應(yīng)的標(biāo)號(hào)為P12和P13，在開發(fā)板中的位置如下圖所示。

圖2.3- 20開發(fā)板預(yù)留接口

開發(fā)板提供5V、3.3V電源輸出，對(duì)應(yīng)的標(biāo)號(hào)為P10，其在開發(fā)板中的位置如下圖所示。

圖2.3- 21開發(fā)板電源位置

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