Лабораторная работа №9. Построение типовых узлов на ПЛИС.
Инструкция по программированию плис
Базовые программы
Таблица 9.1 – Базовые программы для ПЛИС
| Путь | Комментарий |
| Programs\PLD\Task_00 | Перебор всех разрядов индикатора HG1 только при помощи ПЛИС. |
| Programs\PLD\Task_01_(ADC) | АЦП, светодиодная индикация состояния тумблеров SA1-SA4, динамическая индикация для совместной работы с микроконтроллером. |
| Programs\PLD\Task_01_(BCD CNTR) | Двоично-десятичный счетчик, светодиодная индикация состояния тумблеров SA1-SA4, динамическая индикация для совместной работы с микроконтроллером. |
| Programs\PLD\Task_01_(BIN CNTR) | Бинарный счетчик, светодиодная индикация состояния тумблеров SA1-SA4, динамическая индикация для совместной работы с микроконтроллером. |
| Task_01_(ICR) | Светодиодная индикация состояния тумблеров SA1-SA4, динамическая индикация для совместной работы с микроконтроллером. Это базовая прошивка ПЛИС, ее необходимо записывать, когда проводятся работы с цифровой частью электроники, иначе возможно повреждение микросхемы счетчика D3 или самой ПЛИС. |
Примечание: Клик по пути к программе ПЛИС открывает PDF документ с содержимым программы.
Как собирать схемы для проверки программ плис
9.2.1 Programs\PLD\Task_00 (динамическая индикация).
9.2.1.1 Для данной программы не требуется сборка схемы, так как в ней реализована динамическая индикация на ПЛИС четырех семисегментных индикаторов с отображением на каждом цифры 8.
9.2.1.2 Подключить кабель LPT порта ПК к разъему программатора ПЛИС, это разъем внутри блока "ПЛИС". Любые переключения кабеля LPT порта следует производить только при отключенном стенде, иначе это может привести к повреждению порта LPT ПК;
9.2.1.3 Включить стенд тумблером SA2.
9.2.1.4 Запустить утилиту "Quartus II 5.0sp1 Programmer", она находится по адресу "Пуск > Программы > Altera";
9.2.1.5 В утилите нажать на кнопку "Add File…", указать путь к файлу программы, например "Programs\PLD\Task_00\Task_01.pof" с компакт диска, или диска "C:\" ПК. Для программирования желательно использовать файлы только с расширением ".pof". Для корректного программирования не следует добавлять более одного файла для записи в ПЛИС, т.к. последующие файлы не запишутся, и могут вызвать ошибки;
9.2.1.6 В появившемся файле установить отметки под заголовками "Program/Configure" и "Verify", других отметок ставить нет необходимости;
9.2.1.7 Нажать на кнопку "Start";
9.2.1.8 По завершению сеанса программирования ПЛИС сразу приступает к выполнению программы.
9.2.1.9 По завершению работы записать обратно базовую программу Task_01_(ICR) (аналогично пунктам 9.2.1.4-9.2.1.7).
9.2.1.10 Выключить стенд тумблером SA2.
9.2.2 Programs\PLD\Task_01_(ADC) (аналогово-цифровой преобразователь).
9.2.2.1 Для проверки данной программы схемы необходимо собрать схему по рисунку 9.1 и рисунку 9.0
9.2.2.2 Подключить кабель LPT порта ПК к разъему программатора ПЛИС, это разъем внутри блока "ПЛИС". Любые переключения кабеля LPT порта следует производить только при отключенном стенде, иначе это может привести к повреждению порта LPT ПК;
9.2.2.3 Включить стенд тумблером SA2.
9.2.2.4 Запустить утилиту "Quartus II 5.0sp1 Programmer", она находится по адресу "Пуск > Программы > Altera";
9.2.2.5 В утилите нажать на кнопку "Add File…", указать путь к файлу программы, например "Programs\PLD\Task_01_(ADC)\Task_01.pof" с компакт диска, или диска "C:\" ПК. Для программирования желательно использовать файлы только с расширением ".pof". Для корректного программирования не следует добавлять более одного файла для записи в ПЛИС, т.к. последующие файлы не запишутся, и могут вызвать ошибки;
9.2.2.6 В появившемся файле установить отметки под заголовками "Program/Configure" и "Verify", других отметок ставить нет необходимости;
9.2.2.7 Нажать на кнопку "Start";
9.2.2.8 По завершению сеанса программирования ПЛИС сразу приступает к выполнению программы.
9.2.2.9 Результат работы программы – на индикатор HG2 выводится десятичное число, которое в двоичном виде подано на ЦАП (DA2) для переключения компаратора, сравнивающего выход ЦАП и ИПН1. При этом вольтметр PV1 будет показывать аналоговую величину входного сигнала компаратора, а вольтметр PV2 аналоговую величину выходного сигнала ЦАП.
9.2.2.10 По завершению работы записать обратно базовую программу Task_01_(ICR) (аналогично пунктам 9.2.2.4-9.2.1.7).
9.2.2.11 Выключить стенд тумблером SA2.
Таблица 9.2 – Назначение битов (линий), кнопок и тумблеров схемы
| Бит (линия), кнопка, тумблер | Назначение |
| бит D7 | Подключает выход буферного регистра к линиям A-D. |
| биты D0-D3 | Биты параллельной загрузки BCD счетчика внутри ПЛИС (смотреть содержимое программы). |
| биты A-D | Сюда подключен через буферный регистр выход BCD счетчика (смотреть содержимое программы, и схему платы процессора) |
| тумблер SA11 | Направление счета BCD счетчика. |
| кнопка SB4 | Разрешение параллельной загрузки BCD счетчика внутри ПЛИС. |
Рисунок 9.1 –Схема цифровой части для функционирования прошивки "TASK_01_(ADC)" ПЛИС.
9.2.3 Programs\PLD\Task_01_(BCD CNTR) (двоично-десятичный счетчик).
9.2.3.1 Для проверки данной программы схемы необходимо собрать схему по рисунку 9.2.
9.2.3.2 Подключить кабель LPT порта ПК к разъему программатора ПЛИС, это разъем внутри блока "ПЛИС". Любые переключения кабеля LPT порта следует производить только при отключенном стенде, иначе это может привести к повреждению порта LPT ПК;
9.2.3.3 Включить стенд тумблером SA2.
9.2.3.4 Запустить утилиту "Quartus II 5.0sp1 Programmer", она находится по адресу "Пуск > Программы > Altera";
9.2.3.5 В утилите нажать на кнопку "Add File…", указать путь к файлу программы, например "Programs\PLD\Task_01_(BCD_CNTR)\Task_01.pof" с компакт диска, или диска "C:\" ПК. Для программирования желательно использовать файлы только с расширением ".pof". Для корректного программирования не следует добавлять более одного файла для записи в ПЛИС, т.к. последующие файлы не запишутся, и могут вызвать ошибки;
9.2.3.6 В появившемся файле установить отметки под заголовками "Program/Configure" и "Verify", других отметок ставить нет необходимости;
9.2.3.7 Нажать на кнопку "Start";
9.2.3.8 По завершению сеанса программирования ПЛИС сразу приступает к выполнению программы.
9.2.3.9 Результат работы программы – на индикатор HG2 выводится десятичное число, которое соответствует текущему значению BCD счетчика внутри ПЛИС (BCD счетчик считает от 0 до 9 в десятичной системе счисления).
9.2.3.10 По завершению работы записать обратно базовую программу Task_01_(ICR) (аналогично пунктам 9.2.3.4-9.2.3.7).
9.2.3.11 Выключить стенд тумблером SA2.
Таблица 9.3 – Назначение битов (линий), кнопок и тумблеров схемы
| Бит (линия), кнопка, тумблер | Назначение |
| бит D7 | Подключает выход буферного регистра к линиям A-D. |
| биты D0-D3 | Биты параллельной загрузки BCD счетчика внутри ПЛИС (смотреть содержимое программы). |
| биты A-D | Сюда подключен через буферный регистр выход BCD счетчика (смотреть содержимое программы, и схему платы процессора) |
| тумблер SA11 | Разрешение параллельной загрузки BCD счетчика. |
| тумблер SA12 | Направление счета. |
| тумблер SA13 | Разрешение счета. |
Рисунок 9.2 – Схема цифровой части для функционирования прошивки "TASK_01_(BCD CNTR)" ПЛИС
9.2.4 Programs\PLD\Task_01_(BIN CNTR) (двоичный счетчик).
9.2.4.1 Для проверки данной программы схемы необходимо собрать схему по рисунку 9.2.
9.2.4.2 Подключить кабель LPT порта ПК к разъему программатора ПЛИС, это разъем внутри блока "ПЛИС". Любые переключения кабеля LPT порта следует производить только при отключенном стенде, иначе это может привести к повреждению порта LPT ПК;
9.2.4.3 Включить стенд тумблером SA2.
9.2.4.4 Запустить утилиту "Quartus II 5.0sp1 Programmer", она находится по адресу "Пуск > Программы > Altera";
9.2.4.5 В утилите нажать на кнопку "Add File…", указать путь к файлу программы, например "Programs\PLD\Task_01_(BIN_CNTR)\Task_01.pof" с компакт диска, или диска "C:\" ПК. Для программирования желательно использовать файлы только с расширением ".pof". Для корректного программирования не следует добавлять более одного файла для записи в ПЛИС, т.к. последующие файлы не запишутся, и могут вызвать ошибки;
9.2.4.6 В появившемся файле установить отметки под заголовками "Program/Configure" и "Verify", других отметок ставить нет необходимости;
9.2.4.7 Нажать на кнопку "Start";
9.2.4.8 По завершению сеанса программирования ПЛИС сразу приступает к выполнению программы.
9.2.4.9 Результат работы программы – на индикатор HG2 выводится десятичное число, после числа 9 следует вспомогательный набор символов, которое соответствует текущему значению BIN счетчика внутри ПЛИС (BIN счетчик считает от 0 до F в шестнадцатеричной системе счисления).
9.2.4.10 По завершению работы записать обратно базовую программу Task_01_(ICR) (аналогично пунктам 9.2.3.4-9.2.3.7).
9.2.4.11 Выключить стенд тумблером SA2.
Таблица 9.4 – Назначение битов (линий), кнопок и тумблеров схемы
| Бит (линия), кнопка, тумблер | Назначение |
| бит D7 | Подключает выход буферного регистра к линиям A-D. |
| биты D0-D3 | Биты параллельной загрузки BIN счетчика внутри ПЛИС (смотреть содержимое программы). |
| биты A-D | Сюда подключен через буферный регистр выход BIN счетчика (смотреть содержимое программы, и схему платы процессора) |
| тумблер SA11 | Разрешение параллельной загрузки BIN счетчика. |
| тумблер SA12 | Направление счета. |
| тумблер SA13 | Разрешение счета. |
| кнопка SB4 | Сброс счетчика в 0. |
