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原创 FPGA强化-TFT_LCD液晶屏驱动设计与验证

一文讲懂LCD，包括LCD实战项目，并附代码。本文介绍了基于Altera EP4CE10 FPGA开发板的TFT-LCD液晶屏驱动设计与实现方法。主要内容包括：1. TFT-LCD基本工作原理和时序参数，包括HV和DE两种同步模式；系统设计采用模块化结构，包含时钟生成、时序控制、图像数据生成等模块；详细讲解了时序控制模块的设计思路和实现方法；通过仿真验证和上板测试，确认TFT屏能正确显示预设的彩色条纹。

2025-10-24 13:31:28 1224

原创 FPGA强化- HDMI显示器驱动设计与验证

一篇讲懂HDMI，HDMI实战项目，附有完整代码。本文介绍了HDMI显示器的驱动设计与验证。首先对比了VGA和HDMI接口的优缺点，指出HDMI具有体积小、抗干扰强、支持音视频同步传输等优势。详细讲解了HDMI接口的引脚定义、传输原理（基于TMDS编码技术）以及显示系统架构。最终上板验证显示效果符合预期，为HDMI驱动开发提供了完整的设计方案和实现参考。

2025-10-23 16:42:00 1149

原创 FPGA强化-基于rom的vga图像显示

本文介绍了基于ROM的VGA图像显示实现方法。首先通过图像预处理将100x100分辨率的图片转换为MIF格式存入ROM，然后在FPGA中设计VGA显示系统，以十色彩条为背景，在屏幕中心显示ROM中的图片。系统包含时钟生成、VGA时序控制、图像数据生成等模块，其中图像数据生成模块通过坐标判断实现背景与图片数据的切换。实验在640x480@60模式下成功显示图片，验证了设计方案的正确性。文章详细阐述了图像转换、硬件设计、代码实现等关键步骤，并提醒了ROM读取数据存在一个时钟周期延迟的注意事项。最后提出了修改图片

2025-10-21 11:23:24 1052

原创 FPGA强化-VGA显示设计与验证

本文介绍了基于Altera EP4CE10 FPGA开发板的VGA显示驱动设计与实现。文章详细讲解了VGA接口标准、显示原理及时序要求，重点阐述了640×480@60Hz显示模式的参数计算。通过Verilog HDL设计实现了VGA时序控制模块和图像数据生成模块，采用权电阻网络完成数字信号到模拟信号的转换。实验成功驱动VGA显示器显示出十色彩条，验证了设计的正确性。文中还提供了完整的代码实现、仿真方法和上板验证过程，并提出了三个拓展训练项目，包括时序优化、显示模式修改和图形叠加等进阶内容。该设计为FPGA图

2025-10-16 15:11:41 770 2

原创 FPGA强化-串口RS485

本文介绍了RS485串口通信标准及其应用实现。RS485相较于RS232具有更强的抗干扰能力和更远的传输距离（可达千米），支持多点连接，广泛应用于工业控制等领域。文章详细讲解了RS485的差分传输原理及其抗干扰机制，并提供了一个基于FPGA开发板的实践案例：通过RS485接口实现两块开发板之间的流水灯和呼吸灯控制。实验包含硬件连接、程序设计（含按键消抖、LED控制、串口收发等模块）、仿真验证和上板调试等完整流程。该案例展示了RS485在设备组网通信中的实际应用，帮助读者理解RS485与RS232的差异及其通

2025-10-13 17:51:16 1434 2

原创 FPGA强化-串口rs232

本文摘要：本文详细介绍了UART（通用异步收发传输器）中的RS232串口通信协议及其FPGA实现。首先讲解了UART的基本原理、RS232接口标准及通信协议，包括帧结构、波特率计算等关键概念。随后通过设计串口接收（uart_rx）和发送（uart_tx）模块，实现了基于FPGA的串口通信功能，最终完成串口数据回环测试。文章重点阐述了亚稳态现象的处理方法、边沿检测技术以及串并转换的实现，并提供了完整的Verilog代码和仿真验证过程。最后通过上板实验验证了设计功能，演示了如何通过串口调试助手进行数据收发测试。

2025-10-11 15:42:58 767

原创 FPGA强化-简易电压表的设计与验证

本文详细介绍了简易电压表的设计与实现过程。该系统基于FPGA平台，利用AD9280高速ADC芯片将模拟信号转换为数字量，通过定义中值测量算法计算电压值，最终在数码管上显示测量结果。文章首先阐述了ADC的工作原理和主要技术指标，包括分辨率、转换速率等；然后详细说明了硬件设计（采用AD/DA板卡的AD部分）和软件实现（包括ADC模块、顶层模块的设计与仿真验证）；最后通过上板测试验证了电压表的测量精度（误差在可接受范围内）。该系统实现了-5V至+5V范围的电压测量功能，为理解模数转换原理和FPGA应用提供了实践案

2025-10-10 15:38:44 1373

原创 FPGA强化-DDS信号发生器

本文介绍了基于Altera EP4CE10 FPGA开发板的简易DDS信号发生器设计与实现。通过Verilog编程，结合外挂AD/DA模块，实现了可输出正弦波、方波、三角波和锯齿波四种波形的信号发生器。详细阐述了DDS工作原理、电路设计、Matlab波形数据生成、Verilog代码实现及仿真验证过程。重点讲解了相位累加器、波形ROM存储、按键控制等核心模块的设计方法，并提供了完整的工程实现方案。实验结果表明，该系统能稳定输出500Hz信号，通过按键可切换波形类型，通过参数修改可调整输出频率和相位。该设计为F

2025-09-29 17:49:52 1510 1

原创 FPGA强化-简易频率计

本文介绍了FPGA学习中的频率测量模块设计与实现。主要内容包括：1）讲解了等精度测量法的原理，通过比较标准时钟与被测时钟的周期数来计算频率，相比传统方法精度更高；2）详细设计了基于等精度法的简易频率计，包含时钟生成、频率计算和数码管显示三大模块，重点阐述了频率计算模块的波形设计与Verilog实现；3）通过仿真验证了设计正确性，最终在开发板上成功实现了5MHz被测信号的精确测量。实验结果表明，提高标准时钟频率（100MHz）和增大闸门时间（1s）可有效提升测量精度。文章还建议读者尝试调整参数并比较不同测量方

2025-09-28 14:38:51 1787

原创 FPGA入门-IP核

本文介绍了FPGA开发中常用的4种IP核（PLL、ROM、RAM、FIFO）的理论知识、配置方法及实际应用。 PLL（锁相环）IP核：用于时钟管理，可对输入时钟进行分频、倍频、相位调整等操作。文章详细讲解了PLL的结构原理、配置步骤（包括倍频、分频、相移等参数设置）及仿真验证方法。 ROM（只读存储器）IP核：介绍了单端口和双端口ROM的配置方法，重点讲解了如何创建.mif初始化文件，并通过数码管显示实验演示了ROM的读写操作时序。 RAM（随机存储器）IP核：讲解了单端口、简单双端口和真双端口RAM的区别

2025-09-25 10:05:02 1449

原创 FPGA入门-DHT11数字温湿度传感器

DHT11是一款低成本数字温湿度传感器，采用单总线通信方式，具有高可靠性和长期稳定性。其工作电压为3.3-5.5V，湿度测量范围5%-95%RH（±5%误差），温度范围-20℃-60℃（±2℃误差）。传感器通过特定的时序协议进行通信：主机发送18ms低电平起始信号后，DHT11响应并发送40位数据（湿度整数+温度整数+小数+校验位）。开发板通过状态机控制读取过程，将数据显示在数码管上，并通过按键切换温湿度显示。实验重点包括时序控制、数据校验和显示处理，验证了传感器在环境监测中的实用价值。

2025-09-24 10:54:40 854

原创 FPGA入门-DS18B20数字温度传感器

本文介绍了DS18B20数字温度传感器的工作原理与应用。DS18B20采用单总线通信，具有体积小、精度高、抗干扰强等特点，适用于各类温度监测场景。文章详细讲解了其内部结构、温度测量原理、配置寄存器及64位ROM编码等关键特性，重点阐述了1-Wire总线的初始化、读写时序控制方法。通过实验设计实现了温度采集与数码管显示功能，包括状态机控制、数据转换算法等关键模块的实现。最后通过仿真验证和硬件测试，展示了DS18B20在实际应用中的温度监测能力，为读者掌握该传感器的使用提供了完整的技术指导。

2025-09-22 14:40:57 1573

原创 FPGA入门-红外遥控

本文介绍了基于Altera EP4CE10 FPGA开发板的红外遥控实验实现。文章首先讲解了红外遥控的基本原理和NEC协议编码格式，包括引导码、地址码、数据码等组成部分的逻辑电平编码方式。随后详细阐述了实验设计：通过一体化接收头HS0038B接收红外信号，FPGA对信号进行解码后将按键码显示在数码管上，并在检测到重复码时控制LED闪烁。实验采用状态机方法实现红外信号解码，重点分析了各状态跳转条件和时序判断逻辑。文章提供了完整的Verilog代码实现，包括红外接收模块、LED控制模块等核心部分，并通过仿真验证

2025-09-19 16:52:18 1402

原创 FPGA入门-数码管动态显示

摘要：本文详细介绍了数码管动态显示的原理与实现方法。通过1ms刷新间隔轮流点亮六位数码管，利用人眼视觉暂留效应实现稳定显示效果。文章包含理论分析、硬件设计、Verilog代码实现及仿真验证全过程，重点讲解了动态扫描原理、BCD码转换算法和模块化设计思路。实验实现六位数码管从0到999999的计数显示，每个模块均配有详细波形图和代码注释。最后介绍了上板调试步骤，并提供了拓展训练建议，如实现时钟显示和按键设置功能。该设计具有较高复用性，可灵活应用于不同显示需求。

2025-09-16 10:47:04 1453

原创 FPGA入门-数码管静态显示

本文是《野火FPGA Verilog开发实战指南》中关于数码管静态显示的章节内容摘要。该章节系统介绍了基于Altera EP4CE10开发板的六位数码管静态显示实现方法，主要内容包括：理论知识部分详细讲解了八段数码管的结构原理、共阳/共阴分类，以及74HC595芯片的串并转换工作机制。实验设计通过三个模块实现功能：静态数码管驱动模块生成0.5s变化的十六进制显示数据 74HC595控制模块完成14位数据的串并转换顶层模块整合前两个模块开发板使用两片级联74HC595驱动共阳极数码管，仅需4个IO口

2025-09-15 14:17:58 858

原创 FPGA入门-无源蜂鸣器驱动

本文介绍了无源蜂鸣器驱动实验的方法。蜂鸣器是一种电子发声器件，分为有源和无源两种类型。实验使用无源蜂鸣器，通过PWM方波驱动发声，不同频率和占空比的方波可产生不同音调。文章详细讲解了如何通过FPGA开发板实现七个基本音调（262Hz-494Hz）的循环鸣叫，每个音调持续0.5秒。内容包括硬件资源介绍、程序设计思路、波形图设计、代码实现及仿真验证，最后完成上板调试。实验展示了通过控制PWM波的频率和占空比来驱动无源蜂鸣器发声的原理和方法。

2025-09-11 16:42:13 1797

原创 FPGA入门-状态机

本文系统介绍了状态机（FSM）的原理与应用，重点讲解了在FPGA设计中如何实现状态机。主要内容包括：1. 状态机基本概念：分为Moore型和Mealy型，前者输出仅与当前状态有关，后者输出还与输入相关；2. 设计方法：通过可乐机案例演示状态转移图绘制、状态编码（独热码/二进制码/格雷码选择）和Verilog实现；3. 实战案例：包含简单版（仅投1元）和复杂版（可投0.5/1元）可乐机设计，详细分析状态划分、转移条件和输出控制；4. 设计流程：抽象系统需求→绘制状态图→编写代码→仿真验证；5. 高级应用：给出

2025-09-10 17:15:37 2828 1

原创 FPGA入门-呼吸灯

本文介绍了呼吸灯的设计与实现过程。呼吸灯通过PWM占空比调节LED亮度，实现渐亮渐灭的"呼吸"效果。文章详细讲解了呼吸灯的工作原理，采用三个计数器（1us、1ms、1s）协同工作，通过比较计数器数值来控制LED亮度变化。设计过程包括模块框图、波形图绘制和Verilog代码实现，重点分析了计数器清零条件和状态转换逻辑。经过ModelSim仿真验证后，在开发板上成功实现了预期的呼吸灯效果。本文特别强调将复杂问题分解简化的思维方式，为初学者提供了清晰的实现思路。

2025-09-08 15:55:28 1209

原创 FPGA入门-流水灯

本文介绍了利用FPGA开发板实现流水灯实验的完整过程。首先阐述了流水灯的基本原理（通过控制I/O电平使LED依次点亮），然后详细讲解了硬件设计（使用4个低电平点亮的LED）、程序设计（包括计数器模块和移位控制）以及仿真验证方法。文章重点介绍了移位运算符的使用，并提供了完整的Verilog代码实现。最后通过上板验证，展示了LED灯以0.5秒间隔循环亮灭的流水效果。文末还提出了两个拓展练习：使用位拼接实现移位功能，以及改进为双向循环移动效果。该实验是FPGA入门经典案例，可帮助学习者掌握时序控制和移位操作等基础

2025-09-05 10:31:30 1108

原创 FPGA入门-按键控制LED

本文介绍了触摸按键的工作原理及其在LED控制中的应用。重点讲解了电容式触摸按键的感应原理，通过检测手指触摸引起的电容变化实现控制。实验部分详细说明了如何使用FPGA开发板实现触摸按键控制LED亮灭的功能，包括硬件连接、程序设计（涉及边沿检测技术）、仿真验证和上板调试全过程。最后提出拓展训练，鼓励读者实现触摸控制LED闪烁功能。该实验展示了触摸按键在实际应用中的便捷性和稳定性，为嵌入式系统的人机交互设计提供了实用范例。

2025-09-04 10:36:45 1246

原创 FPGA入门-按键消抖

本文介绍了基于Altera EP4CE10开发板的FPGA按键消抖模块设计与实现。首先分析了机械按键的抖动原理及硬件/软件消抖方法，重点采用软件延时方案，通过20ms计数器滤除抖动。文章详细讲解了模块设计流程，包括框图绘制、波形分析、Verilog代码实现及ModelSim仿真验证。通过计数器逻辑优化，确保输出稳定的单脉冲按键信号，有效解决了机械触点抖动导致的误触发问题。该设计方法兼顾了时间效率和可靠性，为FPGA外设接口处理提供了实用解决方案。

2025-09-03 09:37:11 1150

原创 FPGA入门-分频器

本文详细介绍了FPGA中分频器的设计与实现方法。主要内容包括：1. 分频器的基本原理及必要性：板载晶振频率固定，通过分频/倍频可产生所需时钟信号。2. 偶数分频实现：以6分频为例，介绍了两种实现方法：直接分频输出和使用标志信号降频，后者更稳定可靠。3. 奇数分频实现：以5分频为例，需在时钟上升沿和下降沿都工作，通过两路信号相与实现50%占空比。4. 验证过程：包括仿真波形分析和实际硬件测试，均达到预期分频效果。5. 实用建议：推荐使用标志信号降频法而非直接分频输出，以保持系统稳定性。文章最后建议将分频器参数

2025-09-02 17:28:50 1474

原创时间戳准确度、精度和分辨率

一篇清晰准确定义时间戳的准确性、精确度和分辨率。

2025-09-01 09:35:26 1092

原创 FPGA入门-计数器

本文介绍了计数器在时序逻辑电路中的设计与应用。通过寄存器实现计数器功能，可精确控制信号时间关系。文章详细讲解了两种实现方式：不带标志信号和带标志信号的计数器设计，重点分析了波形图绘制、代码编写及仿真验证过程。其中，带标志信号的方法引入了脉冲标志信号（flag），可提高代码清晰度和资源利用率。最后通过LED闪烁实验（1秒间隔）进行上板验证，展示了计数器的实际应用。文章还总结了计数器设计的关键点，包括参数化设计、波形分析、硬件思想等，并提供了拓展训练题目。

2025-08-28 17:23:40 1227

原创 FPGA入门-阻塞赋值/非阻塞赋值

本文详细讲解了Verilog中阻塞赋值（=）与非阻塞赋值（<=）的区别与应用场景。阻塞赋值是立即执行的顺序操作，适合组合逻辑设计；非阻塞赋值是时钟沿触发的并行操作，适合时序逻辑设计。通过实例分析和仿真对比，展示了两种赋值方式在电路综合和波形上的差异：阻塞赋值导致信号延迟一拍，非阻塞赋值产生两拍延迟。文章最后给出设计规范建议：时序逻辑用非阻塞赋值，组合逻辑用阻塞赋值，避免混用赋值方式，并保持always块的变量赋值单一性。正确理解和使用这两种赋值方式对实现预期电路功能至关重要。

2025-08-27 10:18:35 1209

原创 FPGA入门-避免Latch的产生

本文讲解了锁存器(Latch)的概念、危害及避免方法。锁存器是一种电平敏感的存储单元，在异步电路中有用但在同步电路中应避免。其危害包括对毛刺敏感、不定态、增加时序分析难度和资源消耗。文章列举了三种易产生锁存器的错误写法：组合逻辑中if无else分支、case语句不完整且无default、输出变量自赋值。通过RTL视图展示了这些错误产生的锁存器结构，并强调在组合逻辑中必须确保输出在任何条件下都有确定值。最后指出随着综合器优化，能更好识别设计者意图，但规范编码仍是避免意外锁存器的关键。

2025-08-26 18:02:25 1085

原创 FPGA入门-时序逻辑

本文摘要：本章介绍了FPGA时序逻辑设计的基础单元——寄存器（D触发器）。重点讲解了同步复位和异步复位D触发器的区别，包括复位条件、波形特点和Verilog实现方式。通过按键控制LED的实例，演示了时序逻辑设计流程：模块分析、波形绘制、代码编写（同步/异步复位实现）、仿真验证和上板测试。文章强调时序逻辑"延一拍"的特性，对比了组合逻辑与时序逻辑的差异，并推荐在Intel芯片中使用异步复位以节省资源。最后总结了always语句块描述时序逻辑的用法和关键知识点，包括D触发器原理、波形分析方法

2025-08-25 14:19:41 1599

原创 FPGA入门-层次化设计

本文介绍了数字电路设计中的层次化设计方法，重点讲解了自底向上和自顶向下两种设计思路。通过全加器实例，演示了如何利用半加器模块进行层次化设计：首先分析全加器功能需求，将其拆分为两个半加器和一个或门电路，然后详细说明了模块间的信号连接关系。文章提供了完整的Verilog代码实现、仿真验证方法和FPGA上板测试步骤，并对比了层次化设计与单一模块设计的特点。最后强调层次化设计在复杂项目中的重要性，建议读者通过拓展训练加深理解。

2025-08-22 10:45:15 1669

原创 FPGA入门-半加器

摘要本章介绍了半加器的设计与实现，重点讲解了其原理、Verilog代码编写及硬件验证过程。半加器用于两个1位二进制数的加法运算，输出和（sum）与进位（cout）。实验使用开发板按键作为输入（KEY1、KEY2），LED灯（D6、D7）分别显示和与进位结果。通过真值表分析、波形仿真和上板验证，确认了设计的正确性。代码采用简单的组合逻辑实现，综合后生成加法器单元。本章为后续全加器及层次化设计奠定基础，并提供了拓展训练建议，如用always语句或与非门实现半加器。

2025-08-21 15:33:06 320

原创 FPGA入门-38译码器

摘要：本文介绍了使用Verilog语言实现3-8译码器的设计过程。首先讲解了译码器的基本概念和工作原理，重点分析了3-8译码器在I/O端口扩展中的应用优势。然后通过两种实现方法（if-else和case语句）详细展示了代码编写过程，并对比了两种方法的RTL视图差异。文章还包含了完整的仿真验证流程，通过波形分析和打印结果验证了设计的正确性。最后总结了位拼接运算符等关键语法点，并建议读者通过拓展训练进一步理解if-else和case语句的差异。整个设计过程完整展示了从理论到实现的数字电路开发流程。

2025-08-20 09:46:34 1267

原创 FPGA入门-多路选择器

本文介绍了使用Verilog语言设计2选1多路选择器的完整流程。首先阐述了多路选择器的基本概念和工作原理，然后详细说明了硬件实验平台（包括按键和LED的连接方式）。重点讲解了三种Verilog实现方式：always块中的if-else语句、case语句以及assign语句中的三元运算符。文章还包含了仿真验证方法，展示了如何编写测试平台(testbench)和使用ModelSim进行波形分析。最后给出了FPGA开发板的上板验证步骤，包括引脚配置和实际测试结果。通过对比三种实现方式的RTL视图，说明虽然代码写法

2025-08-19 10:01:32 1454

原创 FPGA入门-点亮LED灯

本文详细介绍了使用FPGA开发工具点亮LED灯的完整开发流程。主要内容包括：1）建立规范的工程文件夹体系；2）通过Visio绘制模块框图和时序波形图进行前期设计；3）使用Quartus II创建工程、编写RTL代码；4）采用ModelSim进行功能仿真验证；5）进行管脚约束、全编译和程序下载；6）将程序固化到Flash存储器。文中重点讲解了FPGA开发的规范化流程和方法，包括设计规划、模块划分、波形设计、代码编写、仿真验证等关键步骤，并通过LED控制实例演示了从设计到实现的全过程。最后建议读者独立完成整个流

2025-08-18 09:37:52 891

原创 FPGA基础

本文是FPGA开发的基础入门指南，主要介绍了Verilog HDL语言的基础知识。文章首先对比了Verilog与VHDL、C语言的区别，强调Verilog更适合初学者。然后详细讲解了Verilog的核心语法，包括标识符、逻辑值、常量变量、参数、赋值语句、运算符优先级等基本概念，以及条件语句(if-else/case)、双向端口(inout)等关键语法。最后介绍了Verilog中的系统任务和函数，如$display、$monitor等仿真调试工具。作者建议初学者不必强记所有语法，而应通过后续实践项目逐步掌握。

2025-08-15 15:40:09 3144

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