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基于小脚丫FPGA平台的定时、测温、报警、控制.... 项目

任务的关键
并行处理的设计思想
外部资源的有效利用
平台构成
任意波形/信号发生器的功能
能够通过R-2R阶梯网络生成0-2MHz的任意波形(若更换输出级的运算放大器能够生成更高频率的信号),包括正弦波、三角波、锯齿波、方波等,信号幅度为3Vpp,输出信号的波形、频率以及幅度皆可调节;
同时可以能够通过PWM用一根数据线搭配R、C构成的低通滤波器生成0-20KHz的任意波形,可同上述用R-2R构成的高速信号发生器进行对比;
传感器信息输入
能够通过单总线采集温度传感器(使用经典的18B20器件)的数据并显示出来
OLED图形化信息显示
板上采用了一块128*32分辨率的OLED作为信息显示终端,可以显示温度传感器的温度值、通过ADC采集到的电位计的电压值、DDS信号发生器生成的波形以及必要的菜单信息
蜂鸣器输出
板上有一个经三极管驱动的蜂鸣器,可以通过PWM来实现声音的输出,比如播放音乐、声音报警等
UART通信
板载USB-UART芯片CH340,能够实现FPGA和上位机PC的通信
项目需求
实现一个可定时时钟的功能,用小脚丫FPGA核心?榈4个按键设置当前的时间,OLED显示数字钟的当前时间,精确到分钟即可,到整点的时候比如8:00,蜂鸣器报警,播放音频信号,最长可持续30秒;
实现温度计的功能,小脚丫通过板上的温度传感器实时测量环境温度,并同时间一起显示在OLED的屏幕上;
定时时钟整点报警的同时,将温度信息通过UART传递到电脑上,电脑上能够显示当前板子上的温度信息(任何显示形式都可以),要与OLED显示的温度值一致;
PC收到报警的温度信号以后,将一段音频文件(自己制作,持续10秒钟左右)通过UART发送给小脚丫FPGA,蜂鸣器播放收到的这段音频文件,OLED屏幕上显示的时间信息和温度信息都停住不再更新;
音频文件播放完毕,OLED开始更新时间信息和当前的温度信息
涉及到的知识点
核心板(前期学习)
FPGA的功能、应用、设计流程
Verilog编程及基本语法
组合逻辑、时序逻辑、状态机、时钟
使用状态机控制交通灯
输入
按键输入
消抖
开关输入
输出
LED
三色LED
数码管
综合技能训练扩展板
串行总线
单总线
SPI
I2C
UART
PWM的应用及构成
信息输入
使用串行ADC的电压计(物料的缘故,有的同学板上没有)
温度传感器数据采集及显示
信息输出
LED的显示
OLED图形化显示/SPI接口
DDS产生任意波形
PWM音乐播放
系统综合
通过PC + PWM音乐播放
Labview控制的任意信号发生器
调试步骤
定义好每个Module的功能,各个Module并行执行
计数、时钟
按键控制
音调产生
OLED显示
温度测量
UART通信
定义好Module和Module之间的接口
信号线
参数
时序
子曰
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2021-02-04
FPGA 测试 显示