EDA实验装置DE2开发板介绍

1、电子设计自动化电子设计自动化信息与通信工程学院信息与通信工程学院EDA实验装置实验装置DE2开发板介绍开发板介绍 DE2实验教学开发板基本情况 DE2开发板控制软件 DE2开发板使用方法 DE2开发板使用示例电子设计自动化电子设计自动化信息与通信工程学院信息与通信工程学院nDE2实验教学开发板基本情况实验教学开发板基本情况 n由由ALTERA公司设计开发公司设计开发n用于学习数字逻辑、电脑控制和用于学习数字逻辑、电脑控制和FPGA设计设计n采用最先进的软、硬件资源为广泛的设计研究采用最先进的软、硬件资源为广泛的设计研究课题提供支持课题提供支持n具有丰富的用户可编程显示、存储器件和大量具有丰富的

2、用户可编程显示、存储器件和大量的接口资源的接口资源电子设计自动化电子设计自动化信息与通信工程学院信息与通信工程学院DE2开发板的开发板的硬件资源硬件资源电子设计自动化电子设计自动化信息与通信工程学院信息与通信工程学院nDE2开发板主要硬件资源开发板主要硬件资源(1)nALTERA Cyclone II 2C35 FPGA 芯片芯片nALTERA 串行配置芯片串行配置芯片 EPCS16nUSB Blaster 下载线下载线n512K SRAMn8M SDRAMn4M FLASHn4个按键开关个按键开关n18个拨码开关个拨码开关电子设计自动化电子设计自动化信息与通信工程学院信息与通信工程学院nDE

3、2开发板主要硬件资源开发板主要硬件资源(2)n18个用户可定义红色个用户可定义红色LED灯，灯，9个绿个绿LED灯灯n50M和和27M晶振晶振n24bit 高质量语音编解码器高质量语音编解码器nVGA DAC和和VGA输出接口输出接口n电视信号解码器和电视接入接口电视信号解码器和电视接入接口n10/100M互联网控制器和接入接口互联网控制器和接入接口nUSB 输入输出接口输入输出接口nRS-232接口和接口和9位数据接口位数据接口电子设计自动化电子设计自动化信息与通信工程学院信息与通信工程学院DE2开发板的开发板的结构框图结构框图电子设计自动化电子设计自动化信息与通信工程学院信息与通信工程学院

4、安装安装USB-BLASTER驱动驱动 在初次将在初次将DE2开发板与电脑相连时，系统会自动提示发开发板与电脑相连时，系统会自动提示发现新硬件，并执行硬件驱动安装程序。现新硬件，并执行硬件驱动安装程序。 需要注意的是一定要在需要注意的是一定要在Quartus II安装文件目录下的安装文件目录下的quartus60driversdriversusb-blaster中选择相应的中选择相应的USB驱动程序进行安装。否则将无法识别开发板。驱动程序进行安装。否则将无法识别开发板。电子设计自动化电子设计自动化信息与通信工程学院信息与通信工程学院nDE2开发板的加电过程开发板的加电过程n将开发板上将开发板上

5、USB-BLASTER接口和电脑接口和电脑USB口口相连。相连。(注意：要先安装注意：要先安装ALTERA USB BLASTER 驱动驱动)n将将9V电源连入开发板电源接口。电源连入开发板电源接口。n将需要连接的图像显示终端、音频输入输出装将需要连接的图像显示终端、音频输入输出装置连接开发板的对应接口。置连接开发板的对应接口。n将开发板上将开发板上RUN/PROG开关拨向开关拨向RUN端。端。n打开电源开关接通电源。打开电源开关接通电源。电子设计自动化电子设计自动化信息与通信工程学院信息与通信工程学院nDE2开发板的加电后的正常工作状态开发板的加电后的正常工作状态n所有用户可定义所有用户可定

6、义LED灯闪亮灯闪亮n7段数码管循环显示段数码管循环显示0F的字符的字符nLCD显示显示 Welcome to the Altera DE2 Boardn图像显示终端显示一张图片图像显示终端显示一张图片n将开关将开关SW17拨下输出拨下输出1KHz蜂鸣声蜂鸣声n将开关将开关SW17拨上并连接音频播放器可听到音拨上并连接音频播放器可听到音乐乐电子设计自动化电子设计自动化信息与通信工程学院信息与通信工程学院EDA实验装置实验装置DE2开发板介绍开发板介绍 DE2实验教学开发板基本情况 DE2开发板控制软件 DE2开发板使用方法 DE2开发板使用示例电子设计自动化电子设计自动化信息与通信工程学院信息

7、与通信工程学院nDE2开发板控制软件开发板控制软件n软件名称：软件名称：DE2_Control_Panel.exen可以让用户通过和电脑相连的可以让用户通过和电脑相连的USB线接入开发线接入开发板内的各个模块板内的各个模块n通过在电脑上操作软件方便地更改开发板的工通过在电脑上操作软件方便地更改开发板的工作状态作状态电子设计自动化电子设计自动化信息与通信工程学院信息与通信工程学院nDE2开发板控制软件的使用开发板控制软件的使用n首先必须向开发板的首先必须向开发板的FPGA芯片载入与控制软芯片载入与控制软件相关的电路文件件相关的电路文件n通过向通过向FPGA芯片下载芯片下载DE2_USB_API.

8、sof文件来实文件来实现。现。n此外还需要在电脑上运行此外还需要在电脑上运行DE2_ Control_ Panel.exe文件文件n以上所用文件包含在开发板自带文件中以上所用文件包含在开发板自带文件中电子设计自动化电子设计自动化信息与通信工程学院信息与通信工程学院nDE2开发板控制软件的安装具体步骤：开发板控制软件的安装具体步骤：n将电脑将电脑USB接口与开发板接口与开发板USB-BLASTER接口接口相连，接上相连，接上9V电源，并开通电源电源，并开通电源n将将RUN/PROG开关拨向开关拨向RUNn打开打开QUARTUS II软件软件n选择选择Tools Programmer 打开下载界面

9、。点击打开下载界面。点击Add File 选择添加选择添加DE2_USB_API.sof文件文件n点击对应文件的点击对应文件的Program/configure项下方框选项下方框选中中(打钩打钩)电子设计自动化电子设计自动化信息与通信工程学院信息与通信工程学院Quartus II Programmer 下载界面下载界面电子设计自动化电子设计自动化信息与通信工程学院信息与通信工程学院点击对应文件的点击对应文件的Program/configure项下方框选中项下方框选中(打钩打钩)电子设计自动化电子设计自动化信息与通信工程学院信息与通信工程学院n点击点击Hardware_Setup实现硬件连接实现

10、硬件连接n点击点击Start开始下载程开始下载程序序n在电脑上运行在电脑上运行DE2_ Control_ Panel.exe文文件，界面如右图所示。件，界面如右图所示。电子设计自动化电子设计自动化信息与通信工程学院信息与通信工程学院n在在DE2_ Control_ Panel.exe软件界面点击软件界面点击OpenOpen USB Port 0 ,打开控制打开控制USB端口端口 (注意：注意： DE2_ Control_ Panel.exe会一直占用会一直占用USB端端口直到关闭相应端口，占用期间不能下载其他程序口直到关闭相应端口，占用期间不能下载其他程序)n设置安装完成，可以开始使用控制软件

11、设置安装完成，可以开始使用控制软件示例示例1：通过控制软件设置数码管分别显示通过控制软件设置数码管分别显示18.示例示例2：通过控制软件设置红色通过控制软件设置红色LED灯全亮灯全亮.电子设计自动化电子设计自动化信息与通信工程学院信息与通信工程学院EDA实验装置实验装置DE2开发板介绍开发板介绍 DE2实验教学开发板基本情况 DE2开发板控制软件 DE2开发板使用方法 DE2开发板使用示例电子设计自动化电子设计自动化信息与通信工程学院信息与通信工程学院nDE2开发板使用方法开发板使用方法1、DE2开发板的下载方式开发板的下载方式 DE2开发板中包含有串行开发板中包含有串行EEPROM存储芯片，

12、可以保存储芯片，可以保存需要装载的数据。每次系统加电时，自动将装载的数据传存需要装载的数据。每次系统加电时，自动将装载的数据传送给送给FPGA芯片，使系统正常工作。芯片，使系统正常工作。 DE2开发板可以利用开发板可以利用Quartus II软件随时重新下载编译软件随时重新下载编译数据，改变系统功能，也可以通过改变串行数据，改变系统功能，也可以通过改变串行EEPROM存储存储芯片内的数据改变系统的功能。因此芯片内的数据改变系统的功能。因此DE2开发板有两种下载开发板有两种下载方式，分别为方式，分别为JTAG方式和方式和AS方式方式。电子设计自动化电子设计自动化信息与通信工程学院信息与通信工程学

13、院JTAG下载方式下载方式： 直接将下载数据装载到直接将下载数据装载到FPGA 芯片中，只要系统处芯片中，只要系统处于工作状态，就能保持相同的系统功能，但是系统掉电于工作状态，就能保持相同的系统功能，但是系统掉电后数据丢失。后数据丢失。AS下载方式下载方式： 将下载数据装载到将下载数据装载到DE2开发板中的开发板中的Altera EPCS16串行串行EEPROM 芯片中，无论系统处于何种状态，只要芯片中，无论系统处于何种状态，只要系统上电就能自动将下载数据传送给系统上电就能自动将下载数据传送给FPGA芯片，使系芯片，使系统按预定设计工作，下载的数据不会丢失。统按预定设计工作，下载的数据不会丢失

14、。电子设计自动化电子设计自动化信息与通信工程学院信息与通信工程学院JTAG下载方式操作方法：下载方式操作方法：JTAG下载方案示意图下载方案示意图电子设计自动化电子设计自动化信息与通信工程学院信息与通信工程学院确定确定DE2开发板电源正常；开发板电源正常；正确连接正确连接USB接口；接口；设置设置RUN/PROG开关在开关在RUN状态；状态；从从Quartus II 软件下载后缀名为软件下载后缀名为.sof的可下载文件，的可下载文件，完成下载。完成下载。具体下载步骤：具体下载步骤：电子设计自动化电子设计自动化信息与通信工程学院信息与通信工程学院AS下载方式操作方法：下载方式操作方法：AS下载方

15、案示意图下载方案示意图电子设计自动化电子设计自动化信息与通信工程学院信息与通信工程学院确定确定DE2开发板电源正常；开发板电源正常；正确连接正确连接USB接口；接口；设置设置RUN/PROG开关在开关在PROG状态；状态；从从Quartus II 软件下载后缀名为软件下载后缀名为.pof的可下载文件的可下载文件;下载完成后，将下载完成后，将RUN/PROG开关拨向开关拨向RUN并重启开并重启开发板，实现新的系统功能。发板，实现新的系统功能。具体下载步骤：具体下载步骤：电子设计自动化电子设计自动化信息与通信工程学院信息与通信工程学院2、LED灯和开关的使用方法灯和开关的使用方法 DE2开发板有开

16、发板有4个按键开关，都进行了防抖动处理个按键开关，都进行了防抖动处理(如下如下图所示图所示)。按键名称分别为。按键名称分别为KEY0KEY3，都直接和，都直接和FPGA相相连。当没有有效按键时按键开关输出高电平连。当没有有效按键时按键开关输出高电平(3.3V)，当出现，当出现有效按键时，开关输出低电平有效按键时，开关输出低电平(0V)。电子设计自动化电子设计自动化信息与通信工程学院信息与通信工程学院 DE2开发板上有开发板上有18个拨码开关，这些开关没有采用防抖个拨码开关，这些开关没有采用防抖动处理。同样直接与动处理。同样直接与FPGA相连。当开关拨向下方时输出为相连。当开关拨向下方时输出为逻

17、辑低电平逻辑低电平(0V);开关拨向上时输出逻辑高电平开关拨向上时输出逻辑高电平(3.3V)。 DE2开发板上有开发板上有27个用户可控制个用户可控制LED灯。其中灯。其中18个红色个红色LED灯在灯在18个拨码开关上方；个拨码开关上方；8个绿色个绿色LED灯在按键开关上灯在按键开关上方，其中第方，其中第9个绿色个绿色LED灯在数码显示管中间。每个灯在数码显示管中间。每个LED灯灯都由都由FPGA的相应管脚直接控制。当对应管脚为高电平时的相应管脚直接控制。当对应管脚为高电平时LED灯点亮，否则不亮。灯点亮，否则不亮。电子设计自动化电子设计自动化信息与通信工程学院信息与通信工程学院开关连接方式开

18、关连接方式电子设计自动化电子设计自动化信息与通信工程学院信息与通信工程学院LED连接方式连接方式电子设计自动化电子设计自动化信息与通信工程学院信息与通信工程学院拨码开关与拨码开关与FPGA芯片管脚对应情况芯片管脚对应情况电子设计自动化电子设计自动化信息与通信工程学院信息与通信工程学院按键开关与按键开关与FPGA芯片管脚对应情况芯片管脚对应情况电子设计自动化电子设计自动化信息与通信工程学院信息与通信工程学院红色红色LED与与FPGA芯片管脚对应情况芯片管脚对应情况电子设计自动化电子设计自动化信息与通信工程学院信息与通信工程学院绿色绿色LED与与FPGA芯片管脚对应情况芯片管脚对应情况电子设计自动

19、化电子设计自动化信息与通信工程学院信息与通信工程学院3、7段数码显示管的使用方法段数码显示管的使用方法 DE2开发板有开发板有8个数码显示管，其个数码显示管，其中中4个分成一组，另个分成一组，另4个分成个分成2组。都与组。都与FPGA芯片管脚相连。当管脚输出为低芯片管脚相连。当管脚输出为低电平时对应的数码段被点亮，高电平电平时对应的数码段被点亮，高电平时对应的数码段不亮。时对应的数码段不亮。 由于只用由于只用7根数据线相连，因此实根数据线相连，因此实际上小数点没有用到。际上小数点没有用到。电子设计自动化电子设计自动化信息与通信工程学院信息与通信工程学院7段数码管段数码管与与FPGA芯片管脚芯片

20、管脚连接情况连接情况电子设计自动化电子设计自动化信息与通信工程学院信息与通信工程学院EDA实验装置实验装置DE2开发板介绍开发板介绍 DE2实验教学开发板基本情况 DE2开发板控制软件 DE2开发板使用方法 DE2开发板使用示例电子设计自动化电子设计自动化信息与通信工程学院信息与通信工程学院例例1：使用：使用DE2开发板上的示例程序设置下载环境开发板上的示例程序设置下载环境下载环境设置方法：下载环境设置方法：正确连接正确连接DE2开发板的电源和开发板的电源和USB接口；接口；在电脑上安装在电脑上安装USB-BLASTER驱动程序；驱动程序；打开打开Quartus II软件，装载示例程序软件，装载示例程序DE2_Default；正确打开正确打开Quartus II下载界面，建立下载连接；下载界面