FPGABasys3开发实验：从编码器到比较器

"FPGABasys3开发实验指导书涵盖了从熟悉VIVADO编译环境到实现各种数字逻辑电路的设计，包括编码器、比较器、状态机、模块化调用、数码管显示、交通灯控制、秒表设计、蜂鸣器演奏、字符型LCM驱动以及VGA显示等多个实验项目，旨在帮助学习者掌握FPGA开发的基本技能。" 在FPGA Basys3开发实验中，编码器的实现是一个重要的环节。四至二线编码器是一种将四位输入（D3, D2, D1, D0）转换为两位输出（Q1, Q0）的逻辑电路。表2.1展示了编码器的真值表，其中当四个输入D3, D2, D1, D0的组合不同时，输出Q1和Q0的对应值。例如，当输入为4'b0111时，输出为2'b11。在Verilog HDL编程中，可以使用`case`语句来实现这种逻辑关系，确保在不同的输入条件下，输出正确。 实验步骤包括： 1. 使用Vivado软件创建新项目，并命名为expe2。 2. 编写Verilog代码来描述编码器逻辑，例如提供的代码模块`encoder4_2`，定义输入和输出变量，使用`always @(d)`敏感列表和`case`结构来实现真值表的功能。 3. 完成语法检查和编译以验证代码的正确性。 4. 进行时序逻辑功能仿真，检查电路在不同输入条件下的行为是否符合预期。 5. 配置管脚分配，确保输入输出信号与FPGA板上的物理引脚匹配。 6. 将编译后的配置下载到FPGA芯片上，实现硬件运行。 除了编码器，实验还包括了数字比较器的实现。数字比较器用于比较两个二进制数的大小，产生大于、等于或小于的输出。在电路设计中，需要根据比较结果生成相应的逻辑信号。比较器的电路符号提供了一个视觉表示，帮助理解其工作原理。 实验指导书进一步提供了多个进阶实验，例如状态机设计，涉及状态逻辑的构建和控制，以及数码管显示、交通灯控制等实际应用，这些实验有助于提升学习者对FPGA设计的理解和实践能力。在每个实验中，都包含实验目的、内容、要求、步骤和预期结果，为学习者提供了完整的实践流程。此外，还强调了安全使用FPGA Basys3开发板的注意事项，如防止静电、正确连接电源和端口，以及保持板面清洁等。