FPGA Basys3实验：VGA时序与模式切换

"实验方案-nachos中文教程" 本实验教程主要涵盖了FPGA开发的基础知识，以Basys3开发板为例，通过一系列实验帮助学习者掌握VIVADO编译环境的使用，以及数字逻辑电路设计的基本技能。教程中涉及到的知识点包括但不限于： 1. **VGA接口设计**： - VGA (Video Graphics Array) 是一种标准的视频输出接口，用于连接显示器。在实验中，设计了一个VGA模块，包含输入的时钟信号`clock`、选择模式信号`switch`，以及输出的RGB数据`disp_RGB`、行同步信号`hsync`和场同步信号`vsync`。 - `hcount`和`vcount`是行扫描和场扫描计数器，用于生成VGA的同步信号。 - 设计中使用了寄存器`data`、`h_dat`和`v_dat`来存储和处理显示数据。 2. **FPGA开发环境VIVADO**： - VIVADO是一款由Xilinx公司提供的综合工具，用于FPGA的设计、仿真、实现和调试。在实验一中，学习者将熟悉VIVADO的界面和基本操作，包括创建项目、编写Verilog代码、编译和仿真。 3. **基础逻辑电路设计**： - 实验二和三涵盖了组合逻辑和时序逻辑电路的设计。组合逻辑包括布尔函数的实现，而时序逻辑则涉及触发器和计数器等。 4. **状态机设计**： - 实验四介绍了如何设计状态机，这是一种常用的设计模式，用于控制系统的顺序行为，例如在交通灯控制中。 5. **模块化设计**： - 在实验五中，学习者将学习如何编写可重用的Verilog模块，提高代码的复用性和可维护性。 6. **数码管显示**： - 实验六讲解了如何驱动数码管显示数字或字符，涉及数字编码和译码电路。 7. **交通灯控制**： - 实验七设计一个交通灯控制系统，涉及到定时器和状态机的结合应用。 8. **秒表设计**： - 实验八介绍如何设计一个简单的秒表，这需要精确的时间计算和计数器设计。 9. **蜂鸣器演奏**： - 实验九展示了如何利用FPGA控制蜂鸣器播放音乐，涉及到定时器和频率控制。 10. **字符型LCD显示屏驱动**： - 实验十涵盖了字符型液晶显示模块(LCM)的驱动，需要理解LCD的工作原理和通信协议。 11. **VGA图像输出**： - 实验十一深入到VGA图像的生成，包括设置合适的分辨率、同步信号的生成以及颜色数据的输出。 这些实验旨在通过实际操作，提升学习者对数字系统设计的理解和实践能力，涵盖的知识面广泛，从基础逻辑门到复杂的状态机和显示接口设计，都是现代数字系统设计中的重要组成部分。在每个实验中，不仅要求完成硬件描述语言(Verilog)编程，还强调了实验步骤、实验要求和结果验证，以确保学习者能够全面理解和掌握相关技术。