使用TINA模拟和下载PIC电路到Intel FPGA板
目录
- 简介
- 使用 TINA 模拟电路
- 在 Terasic DE10 Lite FPGA板上下载电路
- VHDL 代码的实现
- PIC MCU 仿真和下载配置文件
- 使用 MPLAB 开发 C 语言代码
- 使用 Quartus Prime Lite 创建 FPGA 项目
- 使用 Quartus 进行仿真和下载
简介
在本视频中，我们将展示如何使用TINA来模拟和下载一片基于Intel FPGA板的电路。我们首先将演示如何使用一块PIC单片机来模拟和综合一个电路，该电路用于在4位7段数码管上显示素数。最后，我们会将电路的配置文件下载到Terasic DE10 Lite FPGA板上。
使用 TINA 模拟电路
首先，从TINA示例中的FPGA文件夹打开PIC16F84素数生成器Sim DE10 Lite电路。该电路可计算1至9999之间的素数，并在4位7段数码管上显示出来。由于数码管的控制线路较少，我们使用寄存器数组来扩展其功能。这个寄存器数组是通过VHDL宏实现的，将由PIC芯片写入。宏有两个输入cell和d，都是连接到MCU端口的VHDL标准逻辑向量，通过总线相连。cell线路连接到MCU端口的RA引脚，d线路连接到RB引脚。十六进制向量是端口列表上的输出，每个寄存器输出都通过适当的数码管传递七段显示的代码。当cell输入的一条线路变低时，MCU上所断言的七段显示代码将被存储在适当的输出寄存器中。需要注意的是，为了打开一个段，对应的引脚应该处于高电平，因为我们的数码管是共阳极类型。
在 Terasic DE10 Lite FPGA板上下载电路
在TINA的原理图编辑器中打开PIC16F84素数生成器DE10 Lite电路。我们已经将FPGA引脚连接到数码管的段和PIC MCU的时钟输入引脚。由于数码管的阳极接线已经在板上进行了硬连线，所以可以将其公共引脚悬空。现在让我们在Terasic DE10 Lite FPGA板上测试我们的电路，并创建一个名为“designs”的文件夹，并将所有生成的文件保存在其中。
VHDL 代码的实现
在TINA示例的FPGA文件夹下打开PIC16F84素数生成器DE10 Lite电路。在VHDL代码中，我们对主要组件进行了实例化和连接。这些组件包括PIC Core、1K×14位的Flash ROM和PIC16F RAM文件寄存器。在实例化语句中，我们将这些声明的组件连接到架构中的信号上，并附带辅助的VHDL代码来支持复位和I/O更新。
PIC MCU 仿真和下载配置文件
在Microchip MPLAB IDE和他们的Microchip XC8编译器中创建并开发了这个项目。我们使用免费版的Microchip MPLAB IDE和Microchip XC8编译器定义了一个sim常量，这表示我们正在运行一个仿真。仿真中，我们使用一个for循环写入从1到9999的素数数字，并通过数码管显示出来。对于检查素数，由于PIC16F84的内存有限，我们使用了一个非常简短的C代码，但对于较大的数字，这段C代码运行得比较慢。我们有8位来写入一个数字的端口B，以及4位的端口A来选择要显示的数码管。通过将代表七段显示的代码写入数码管的外部寄存器来显示一个数字。
使用 MPLAB 开发 C 语言代码
首先在MPLAB编辑器中打开C源文件，并将sim定义注释掉。因此，我们在代码中定义了新的常量，如处理器速度为50MHz，这是DE10 Lite FPGA板的振荡频率。然后我们可以编译项目，并将结果的可执行二进制文件转换为VHDL代码。代码将被放置在我们的VHDL PIC模型的Flash ROM组件中。
使用 Quartus Prime Lite 创建 FPGA 项目
首先创建一个名为“designs”的文件夹，然后在Quartus菜单中选择“Export to FPGA Software”选项，将生成的文件保存在这个文件夹中。接下来打开Quartus，并使用New Project Wizard创建一个新的项目。在Family Device and Board Settings对话框中，选择Max 10系列的FPGA。然后可以手动选择10M50DAF484C7G FPGA作为可用设备中的目标设备。
使用 Quartus 进行仿真和下载
在Quartus中右键单击编译设计，然后单击开始来产生FPGA的配置数据。将DE10 Lite与Quartus机器通过USB连接，并右键单击“Program Device”以开始下载。下载完成后，您将在数码管上看到显示的素数。有关更多信息，请访问我们的网站www.tina.com，或访问我们的YouTube频道www.youtube.com/user/tinadesignsuite。
FAQ
问题1：如何模拟电路使用TINA软件？
答：首先，打开TINA软件并选择要模拟的电路。然后，设置电路的参数和输入，并运行仿真。您还可以查看数字节点状态以了解节点的转换过程。
问题2：如何在Terasic DE10 Lite FPGA板上下载电路配置文件？
答：首先，在TINA软件中打开所需的电路并连接FPGA引脚。然后，创建一个名为“designs”的文件夹，并将生成的文件保存在其中。最后，使用Quartus Prime Lite软件将配置数据下载到DE10 Lite FPGA板。
问题3：如何使用MPLAB开发C语言代码？
答：首先，打开MPLAB IDE软件并创建一个新项目。然后，在编辑器中编写和调试C代码，并使用XC8编译器将代码转换为可执行二进制文件。
问题4：如何使用Quartus Prime Lite创建FPGA项目？
答：首先，打开Quartus软件并创建一个新项目。然后，选择Max 10系列的FPGA，并手动选择目标设备。创建项目后，您可以添加源文件和QSF文件，并进行编译和配置。
问题5：如何使用Quartus进行仿真和下载？
答：首先，验证Quartus项目的设置和连接。然后，执行编译设计操作，并在连接FPGA板之前通过USB连接Quartus机器和DE10 Lite FPGA板。最后，使用Quartus软件下载配置数据并观察素数在数码管上的显示。
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