EDA實驗要求
只是參考，實驗報告請自行完成，電路圖，時序圖請自行操作
〇、Quartus軟件的安裝
https://blog.csdn.net/weixin_43862765/article/details/99305902
一、LED顯示
（1）按鍵K1作輸入，LED1作輸出；按下K1時，LED1亮，松開時滅。
（2）用文本輸入法，編寫VHDL文件，完成設計。
LIBRARY ieee;
USE ieee.std_logic_1164.all;
LIBRARY work;
ENTITY demo011 IS
PORT
(
k1 : IN STD_LOGIC;
led01 : OUT STD_LOGIC
);
END demo011;
ARCHITECTURE bdf_type OF demo011 IS
BEGIN
led01 <= k1;
END bdf_type;
（3）用圖形輸入法，完成設計。
二、譯碼器設計
按鍵K3、K2、K1用作三位編碼地址輸入（A2、A1、A0），LED8---LED1用作8位譯碼輸出Y7--Y0；完成3—8譯碼器設計；按鍵按下時，輸入為邏輯‘0’，松開時，為邏輯‘1’，LED亮時，對應有效的譯碼輸出。完成設計。
library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;
entity decoder3to8 is
port (
A: in std_logic_vector (2 downto 0);
Y: out bit_vector(7 downto 0)
);
end decoder3to8;
architecture behave of decoder3to8 is
begin
Y<="00000001" sll conv_integer(A);
end behave;
三、分頻器、計數器設計
SYS_CLK0用作時鍾源（40MHZ），分頻后，作1HZ方波信號。
思路：
SYS_CLK0用作時鍾源（40MHZ）， 可以理解為每秒鍾按動40 000 000次按鈕。
因此要達到1秒閃一次的話，就是指定一個范圍讓其交替亮暗。
例如0 - 40 000 000讓 led1 輸出 0 ，開發板的led燈是低電平有效， 因此為0時會亮
40 000 000 - 80 000 000 輸出 1 ， 就是不亮
當達到80 000 000時重置為0，形成了一個循環。
（1）驅動LED1閃爍。閃爍頻率為1HZ。
LIBRARY ieee;
USE ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;
ENTITY twinkle IS
PORT
(
clk : IN STD_LOGIC;
led01 : OUT STD_LOGIC
);
END twinkle;
ARCHITECTURE bdf_type OF twinkle IS
signal count :integer range 0 to 80000001;
BEGIN
process(clk)
begin
--if num=40000000 then num:=0;
--end if;
if (clk'event and clk='0') then
if count=80000000 then
count <=0;
else
count <=count+1;
end if;
if count>40000000 then
led01 <='1';
else
led01 <='0';
end if;
end if;
end process;
END bdf_type;
（2）跑馬燈顯示：LED1 - LED8循環顯示。
LIBRARY ieee;
USE ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;
ENTITY gall_led IS
PORT
(
clk : IN STD_LOGIC;
led : OUT STD_LOGIC_vector(7 downto 0)
);
END gall_led;
ARCHITECTURE bdf_type OF gall_led IS
signal count :integer range 0 to 160000000;
signal tmp :STD_LOGIC_vector(7 downto 0);
BEGIN
process(clk)
begin
if (clk'event and clk='0') then
if count=160000000 then
count <=0;
else
count <=count+1;
end if;
if count>=140000000 then
tmp <="01111111";
elsif count>=120000000 then
tmp <="10111111";
elsif count>=100000000 then
tmp <="11011111";
elsif count>=80000000 then
tmp <="11101111";
elsif count>=60000000 then
tmp <="11110111";
elsif count>=40000000 then
tmp <="11111011";
elsif count>=20000000 then
tmp <="11111101";
else
tmp <="11111110";
end if;
end if;
led<=tmp;
end process;
END bdf_type;
（3）十進制顯示，LED1閃爍十次，LED2閃爍一次，實現LED1對 LED1十分頻。
// 這個漏掉了，思路應該和之前的差不多， 大家自己嘗試嘗試。
LIBRARY ieee;
USE ieee.std_logic_1164.all;
LIBRARY work;
ENTITY demo01 IS
PORT
(
clk : IN STD_LOGIC;
led : OUT STD_LOGIC_VECTOR(0 to 1)
);
END demo01;
ARCHITECTURE bdf_type OF demo01 IS
BEGIN
process(clk)
variable count1: integer :=0 ;
variable count2: integer :=0 ;
begin
if (clk'event and clk='0') then
if count1 = 80000000 then
count1 := 0;
count2 := count2 + 1;
if count2 = 10 then
count2 := 0;
end if;
else
count1 :=count1+1;
end if;
end if;
if count1 >=40000000 then led(0)<='1';
else led(0)<='0';
end if;
if count2 = 9 and count1 <= 40000000 then led(1) <='0';
else led(1)<='1';
end if;
end process;
END bdf_type;
四、步進電機驅動
按下K1，步進電機正轉；松開，步進電機靜止，按下K2，步進電機反轉，松開，步進電機靜止。
先確認5V和其相鄰的引腳的跳線有沒有鏈接
MA (步進電機端) ---> 46 （FPGA端）
MB (步進電機端) ---> 45 （FPGA端）
MC (步進電機端) ---> 44 （FPGA端）
MD (步進電機端) ---> 43 （FPGA端）
FPGA端只要接到數字引腳就可以，在軟件PIN中配置對應的就可以了，
但最好和上面一致， 方便操作
代碼思路：
ABCD輪流高電平（例如A為'1' ,其它為'0'）, 便能驅動電機
原理：
磁鐵同性相斥， 當A通電時和電機中心磁鐵相斥， 或者說產生了切向的安培力（我亂說的，大概是這樣。。。）
因此輪流高電平，就一直有切向的力！！！
LIBRARY ieee;
USE ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;
ENTITY stepper_motor2 IS
PORT
(
k1,k2: IN STD_LOGIC;
clk : IN STD_LOGIC;
led : OUT STD_LOGIC_vector(3 downto 0)
);
END stepper_motor2;
ARCHITECTURE bdf_type OF stepper_motor2 IS
-- 40 000 000 40000
signal count :integer range 0 to 4000000;
signal tmp :STD_LOGIC_vector(3 downto 0);
BEGIN
-- 注意每個if間是並行的， 但if里面的elsif是順序執行的（描述用的是軟件的想法）
process(clk,k1,k2)
-- 40 000 000 --> 4 000 000 10hz頻率
begin
if ( clk'event and clk='0' ) then
if count=4000000 then
count <=0;
else
count <=count+1;
end if;
if count>=3000000 then
if (k1='0' and k2 = '1') then tmp <="0001"; --正轉
elsif (k1='1' and k2 = '0') then tmp <="1000"; --反轉
end if;
elsif count>=2000000 then
if (k1='0' and k2 = '1') then tmp <="0010";
elsif (k1='1' and k2 = '0') then tmp <="0100";
end if;
elsif count>=1000000 then
if (k1='0' and k2 = '1') then tmp <="0100";
elsif (k1='1' and k2 = '0') then tmp <="0010";
end if;
else
if (k1='0' and k2 = '1') then tmp <="1000";
elsif (k1='1' and k2 = '0') then tmp <="0001";
end if;
end if;
end if;
led<=tmp;
end process;
END bdf_type;
五、EDA實驗課程設計
（1）學校統一模板。
（2）自主選題。
自己嘗試
FPGA芯片型號：Cyclone EP1C12Q240(6Q240兼容）
LED1 PIN_50 K1 PIN_121
LED2 PIN_53 K2 PIN_122
LED3 PIN_54 K3 PIN_123
LED4 PIN_55 K4 PIN_124
LED5 PIN_176 SYS_CLK0 PIN_28
LED6 PIN_47
LED7 PIN_48
LED8 PIN_49