pynq-z2 使用PL做流水灯

本文档详细介绍了如何利用PYNQ-Z2开发板进行流水灯实验,包括创建Vivado工程,编写Verilog代码,配置引脚,设置时钟约束,并最终将设计下载到FPGA实现4颗LED轮流闪烁的效果。

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一 实验目标

轮流点亮开发板下面的4颗LED灯

二 实验步骤

  1. 启动Vivado,点击创建一个新工程,工程名为turn_led
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  2. 选择RTL工程
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  3. 选择开发板Boards,在其中选择PYNQ-Z2
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  4. 点击Add source,选择第二个选项
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  5. 选择Create File,文件名为led
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<think>好的,用户想了解如何在Vivado中使用PYNQ实现流水灯项目的教程或示例。首先,我需要回忆一下PYNQ和Vivado的相关知识。PYNQ是一个基于Zynq SoC的开发平台,允许用户使用Python进行编程,而Vivado是用于硬件设计的工具。流水灯项目通常涉及控制多个LED依次闪烁,这在FPGA项目中很基础,但结合PYNQ的话,可能需要通过PS(处理系统)控制PL(可编程逻辑)的GPIO。 接下来,用户提到的参考引用中,引用[1]提到了PYNQ-Z2的环境搭建和USB摄像头连接,这可能与硬件配置有关。引用[2]提到了定时器中断的使用,涉及到ZYNQ的IP配置和硬件系统构建。这些可能都是构建流水灯项目所需的步骤。 首先,用户需要创建Vivado工程,配置Zynq处理器,这可能包括启用GPIO接口。然后设计硬件部分,比如添加AXI GPIO IP核,并连接时钟和复位信号。生成比特流后导出到PYNQ,接着在Jupyter Notebook中编写Python代码控制LED。 需要确保步骤清晰,包括硬件配置、IP核的使用、连接、约束文件,以及Python代码的编写。同时,用户可能遇到的问题包括引脚分配是否正确,时钟设置,以及Python库的正确导入。此外,生成相关问题时需要考虑用户可能的后续疑问,比如如何调整闪烁速度、添加中断、或者扩展更多LED控制。 最后,要检查回答是否符合格式要求,使用正确的中文,数学表达式格式正确,引用标识正确添加。同时,生成的相关问题要围绕流水灯项目可能的扩展和深入应用。</think>在Vivado中使用PYNQ实现流水灯项目的核心步骤可分为硬件设计(Vivado)和软件控制(Jupyter Notebook)两大部分。以下是详细指南: ### 一、硬件设计(Vivado) 1. **创建工程** - 新建Vivado工程,选择对应PYNQ-Z2开发板型号(xc7z020clg400-1) - 创建Block Design设计 2. **Zynq处理器配置** ```tcl # 添加ZYNQ7 Processing System IP核 startgroup create_bd_cell -type ip -vlnv xilinx.com:ip:processing_system7:5.5 processing_system7_0 endgroup ``` - 启用GPIO接口:在PS-PL Configuration中勾选GPIO MIO和EMIO 3. **添加AXI GPIO IP** ```tcl # 添加AXI GPIO控制器 create_bd_cell -type ip -vlnv xilinx.com:ip:axi_gpio:2.0 axi_gpio_0 # 配置为4位输出 set_property -dict [list CONFIG.C_GPIO_WIDTH {4} CONFIG.C_ALL_OUTPUTS {1}] [get_bd_cells axi_gpio_0] ``` - 连接时钟(FCLK_CLK0)和复位信号 - 地址自动分配后验证连接完整性 4. **引脚约束** ```tcl # 在XDC文件中添加约束 set_property PACKAGE_PIN R14 [get_ports {LED_tri_o[0]}] set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {LED_tri_o[*]}] ``` ### 二、软件控制(PYNQ) 1. **生成比特流** - 通过Vivado生成`.bit`和`.tcl`文件 - 将文件上传至PYNQ的`/home/xilinx/pynq/overlays`目录 2. **Jupyter Notebook控制** ```python from pynq import Overlay from time import sleep # 加载比特流 ol = Overlay("led.bit") led = ol.axi_gpio_0 # 流水灯控制 patterns = [0b0001, 0b0010, 0b0100, 0b1000] while True: for pattern in patterns: led.write(0, pattern) sleep(0.5) ``` - 支持自定义延时时间和流水方向调整 [^1]: 硬件配置参考PYNQ-Z2基础设置流程 [^2]: IP核连接方式与定时器中断配置类似
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