重点内容:
①DE2-115开发板的布局及设计特性;
②启动DE2-115开发板预载程序的详细步骤;
③如何利用DE2-115控制面板控制开发板上外围设备;
④简介DE2-115开发板上外围设备的特性;
⑤DE2-115开发板应用实例的介绍与设置方式;
⑥阐述应用实例的顶层模块(Top module)所使用的主要子模块功能。
3-1DE2-115开发板的简介
DE2-115所有器件之间连接通过Cyclone IV E的 FPGA,因此用户可以通过配置FPGA来实现任意系统设计
3-2启动DE2-115开发板
可展示开发板功能,也可快速检测板子功能
步骤:
①连接好USB线,并安装好驱动;
②上电;
③把VGA显示器信号线连接好
④把喇叭或耳机连接的DE2-115开发板的音频输出口 line-out ,并调小音量
⑤开发板左侧RUN/PROG开关(SW19)切换到RUN位置
⑥按下DE2-115开发板红色按钮开关
带劲
3-3DE2-115控制面板
通过USB Blaster与电脑相连,从而控制电路的每个输入输出设备进行相应的动作控制
3-3-1 控制面板设定
可以启动FPGA控制面板
连接好后可以进行各种控制!例如对板子的LED的控制以及数码管的控制,开关的状态变化后会产生相应变化!
3-3-2控制面板基本器件的侦错控制
1设定发光二极管
2设定七段数码管
3设定字符型液晶屏
4即时监测滑动开关与按钮开关的状态
3-3-3 控制面板存储器的读/写控制
三种模式
1.随机存取模式
2.写入文件模式
3.读取成文件模式
3-3-4 控制面板应用接口的监测控制
1.监测USB设备的状态;
2.监测PS/2鼠标的状态;
3.监测SD卡的状态;
4.监测RS-232串行通信状态;
5.测试VGA显示功能;
6.测试IR接收器;
7.确认HSMC插槽信号的正确性;
3-4 DE2_115开发板的使用
3-4-1 烧录DE2-115开发板的Cyclone IV E FPGA
-
JTAG烧录模式
比特流直接烧录到Cyclone IV E FPGA 中
保持电源开启,FPGA的配置即可维持,断电后会失去配置信息
烧录步骤:
①确认DE2-115开发板上电;
②把左下方RUN/PROG的滑动开关拨到RUN;
③确认DE2-115开发板JP3引脚1和引脚2为短路,JTAG链路形成闭环,烧录程序侦测到开发板上的FPGA 芯片;
④以USB连接开发板上的USB-Blaster;
⑤利用Quartus II的Programmer,选择拓展名为.sof烧录到FPGA -
AS烧录模式
(Active Serial)主动串行缩写,此芯片为非易失存储器断电不丢失
烧录步骤:
①确认DE2-115上电;
②把左下方(SW19)开关拨到PROG位置;
③用USB连接线连接USB-Blaster;
④利用Quartus II的Programmer,选择拓展名为.pof的配置文件烧录EPCS64;
⑤烧录结束后,将SW19开关拨至RUN位置,接着电源关闭后打开,EPC64 芯片会载入FPGA芯片。
3-4-2基本器件的使用
- 按钮开关(史密特触发器Schmitt trigger实现去抖动功能);
- 滑动开关(18个滑动开关,无去抖功能,下拨低电平,上拨高电平);
- 发光二极管;
- 七段数码管(共阳极,输出低电平时亮,高电平时灭);
- 字符型液晶显示器;
- 时钟电路;
3-4-3扩充接口的使用
-
GPIO:
40支引脚的GPIO扩充接口,36支引脚可以使用,2支电源引脚(VCC5、VCC3P3)和两支接地脚(GND); -
HSMC:
拓展外围接口设备 -
14-pin万用IO:
7支可用,一支电源,六支接地脚
3-4-4存储器的使用
-
SRAM :
开发板上有2MB的SRAM,数据宽度16位,3.3V电源最大频率125MHz,可应用于高速影音媒体处理 -
SDRAM:
开发板上有两片64MB的SDRAM组成的128MB的SDRAM -
FLASH:
非易失存储器,8MB数据宽度8位 -
EEPROM:
配合I2C控制器用来作为硬件版本、网卡MAC address 等等用户数据的寄存器 -
SD卡:
大容量外部存储,可自行开发SPI模式、4位或1位SD卡模式来存储SD卡的控制电路
3-4-5应用接口的使用
-
USB接口:
2.0 最难的部分在于设计软件驱动程序 -
PS/2串行接口:
设有标准的PS/2串行接口,用户可以插入PS/2 Y接转换缆线 -
RS-232串行接口:
9孔的DB9孔进行RS-232 通信 -
VGA:
DE2-115设有15支脚的VGA输出(D-SUB连接器)同时将数字的影像信号(红、蓝、绿)传给ADV7123,这是具有三个10位高速影像数模转换器的芯片,ADV7123将接受的数字影像信号转换成模拟影像信号,然后提供至VGA输出。 -
电视编码器:
未提供电视编码器芯片,但通过FPGA与ADV7123配合可以实现电视编码器 -
电视译码器:
设有模拟的ADV7180电视译码器芯片 -
音频编译码器:
Wolfson公司的WM 8731音频编译码器,具有microphone——in接口、line-in接口和line-out接口 -
IR接收器:
DE2-115设有红外线遥控接收模块标准的38KHz载波频率 -
以太网 :
Marvell公司的88E1111以太网物理层芯片
3-5DE2-115开发板应用实例
多媒体影音处理
3-5-1卡拉OK
主要子模块:
keytr
Clock_500
I2C
3-5-2 PS/2鼠标
1)从设备端发送数据至控制端
2)从控制端发送数据至设备端
3-5-3电视盒
连接DVD转换输出电视信号!
3-5-4音乐合成器
连接键盘及音频视频输出
3-5-5 录放音机
数据存储在SRAM中
3-5-6USB鼠标画笔
利用USB鼠标可以输入设备当做电子画笔使用
3-5-7DE2-115为USB设备
实现电脑主机与板子之间通信
3-5-8SD卡
扩展储存
3-5-9SD卡音乐播放器
读取SD卡中的音乐数据
3-5-10网络侍候器
Tcp/ip通信协议