ISE软件在FPGA上实现键盘按键程序编写指南

资源摘要信息:"02_key_test.zip_ISE" 知识点: 1. ISE软件介绍 ISE（Integrated Synthesis Environment）是Xilinx公司开发的一款集成化FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）设计工具。它集成了设计输入、综合、实现、仿真和配置文件生成等功能，为用户提供了一个全面的FPGA开发环境。ISE支持VHDL和Verilog等硬件描述语言，适用于多种Xilinx FPGA系列，包括Virtex、Spartan和CoolRunner等。 2. FPGA开发板使用 FPGA开发板是进行FPGA开发的重要硬件平台，通过在开发板上编程和调试，可以实现对FPGA芯片功能的定制。开发板通常配备有丰富的接口和模块，如电源接口、JTAG下载接口、各类外设接口（如USB、HDMI、RS232、GPIO等），以及扩展模块（如LED灯、按钮、开关、七段显示器、AD/DA模块等），方便用户进行各种硬件实验。 3. 键盘按键与FPGA的接口 在FPGA开发中，键盘按键通常是作为输入设备连接到FPGA开发板上的。按键的电气特性需要通过电路转换适配到FPGA的I/O引脚上。在物理层面，按键接口可能使用简单的直流电平（比如3.3V或5V）来表示按键状态，按下时电平发生变化。在逻辑层面，按键的输入信号需要通过去抖动处理，确保信号稳定，然后才能用于逻辑控制。 4. 使用ISE软件编写程序语言 在ISE软件中编写程序语言，通常指的是用硬件描述语言（如VHDL或Verilog）编写FPGA的设计代码。这些代码将被ISE软件进行综合处理，即把高级语言描述的逻辑转化为FPGA能够理解和实现的逻辑门级电路。编写时需考虑时序控制、资源分配、功耗优化等问题，保证最终生成的FPGA逻辑能够正确响应外部事件，如键盘按键。 5. 设计流程 编写FPGA程序语言后，需要经历编译、综合、实现、仿真等步骤。编译过程将硬件描述语言转换为可综合的代码；综合过程将代码转化为逻辑门电路；实现过程将逻辑门电路映射到FPGA的物理资源上；仿真则是验证设计的功能是否符合预期。完成这些步骤后，会生成用于FPGA配置的比特流文件。 6. 在FPGA开发板上运行程序 一旦完成ISE中的设计流程，下一步是将生成的比特流文件下载到FPGA开发板上。使用配套的下载工具（如Xilinx的Impact或Vivado中的生成的比特流下载工具），通过JTAG接口将比特流文件烧录到FPGA芯片中。烧录成功后，FPGA开发板上的FPGA芯片便按照设计逻辑运行，从而实现按键控制等功能。 7. 键盘按键功能实现 在FPGA上实现键盘按键控制功能，通常需要编写特定的逻辑来监测按键的按下和释放事件，并根据这些事件来触发FPGA内部逻辑的变化。例如，按键可以用来切换LED灯的状态、控制计数器的计数、设置模式或者实现简单的用户输入界面等。实现这些功能需要对输入信号进行适当的去抖动处理，以及设计状态机来处理不同的按键状态。 通过这些步骤和知识点，我们可以看出ISE软件在FPGA开发过程中的重要性以及如何利用FPGA开发板来实现复杂的按键交互功能。编写好的程序通过ISE软件处理后，可以被烧录到FPGA中，进而实现各种硬件设计的创新应用。