FPGA+ESP32+AWSIoT摇摇乐项目：实战验证与数据传输

2020年暑期学校项目设计文档-A13-摇摇乐1是一个旨在检验学生FPGA技术理解和应用的创新实践项目，该项目采用Xilinx FPGA与ESP32以及AWS IoT平台相结合。设计目标是通过实践将理论知识与实际操作相结合，增强对FPGA的深入理解，激发学生的兴趣。 设计特色在于，该项目基于SEA-S7开发平台，利用FPGA收集平台内置的IMU（惯性测量单元）传感器数据，经过滤波处理，精确测量一分钟内开发板的摇动次数。这一过程涉及了陀螺仪原理的应用，即通过IMU中的陀螺仪来感知设备的旋转运动。数据传输方面，项目利用ESP32的QSPI通信协议将FPGA处理后的数据传递给主板，而ESP32进一步负责与AWS IoT云端服务器的连接，实现了本地传感器与云端的无缝对接。 主要功能包括实时监测并计数一分钟内的摇晃次数，同时记录时间，计算出平均摇晃频率。摇摇乐的设计不仅具有计步器和测振仪的基本功能，还能够扩展到一些轻量级的游戏场景。这个项目展示了UART和IIC通信协议的实战应用，前者用于FPGA与ESP32之间的数据交换，后者则在传感器驱动模块中发挥作用，确保数据的准确接收。 系统构成上，该设计由FPGA、ESP32和AWS IoT云平台三个关键部分组成，形成了一个完整的数据处理与通信网络。具体实现流程是：首先，传感器数据通过IIC_driver模块被捕获，然后在FPGA中进行预处理；接着，处理后的数据通过QSPI协议传输到ESP32，ESP32作为物联网节点，将数据打包并通过AWS IoT上传到云端服务器，展示在用户界面上。 整个项目的执行涉及到硬件编程（如Verilog代码编写）、底层模块构建、传感器驱动和高级通信协议的运用，这些都是现代工程实践中必备的技能。通过完成这个项目，参与者不仅能够巩固理论知识，还能提升硬件与软件协同开发的能力，为未来的物联网或嵌入式系统设计打下坚实基础。