Basys3实验指导手册第一章 Basys3硬件电路Basys3是围绕着一个 Xilinx Artix-7 FPGA芯片 XC7A35T-1CPG236搭建的，它 提供了完整、 随时可以使用的硬件平台， 并且它适合于从基本逻辑器件到复杂控 制器件的各种主机电路Basys3上集成了大量的I/O设备和FPGA所需的电路， 由此可以构建无数设备而不需其他器件主要规格 / 特殊功能 产品规格：Basys3为想要学FPGA和数字电路设计的用户提供了一个理想的电路设计平 台Basys3开发板提供完整的硬件存取电路，可以完成从基本逻辑到复杂控制器 的设计四个标准扩展连接器配合用户设计的电路板，或 Pmods(Digilent 设计的A/D和D/A转换，电机驱动器，传感器输入等)其他功能附带 USB电缆提 供电源和编程接口，使得其成为入门复杂数字电路设计系统的完美低成本平台关键特性：1、 33,280个逻辑单元，六输入LUT结构2、 1,800 Kbits 快速 RAM 块3、 5 个时钟管理单元 , 均各含一个锁相环 (PLL)4、 90 个 DSP slices5、 内部时钟最高可达 450MHz6、 1 个片上模数转换器 (XADC)外围设备：1、 16 个拨键开关2、 16 个 LED3、 5 个按键开关4、 4位 7 段数码管5、 3 个 Pmod 连接口6、 一个专用AD信号Pmod接口7、 12位的VGA输出接口8、 USB-UART桥9、 串口 flash10、 用于FPGA编程和通信的 USB-JTAG口11、 可连接鼠标、键盘、记忆棒的 USB 口切U 14；巧Iup N.S二❷> 0*■方 ESf;\m ni 適'«* ■亍，—_ ti T'wfP 3I* 输fii 用SnffiT*'.-辽 Q 3LR 鬻.EL H：hl fct id * : w ■八-诃■I也函知沪打二：&序号描述序号描述1电源指示灯9FPGA配冒箜位按健2Pmod连接口10編程模戎跳线柱3乍用模拟住弓Pmod连援口11USB连接口44位7段数码耸12VGA连接I丨5r 伯个拨键开关13UART/JTAGWn：USB 接口6IG^HJED14外部电源接II7—5个按键开关15电源开关8FFGA騙程指示灯16电源迭择跳线粧1.1 电源电路Basys3开发板可以通过2种方式进行供电，一种是通过J4的USB端口供电; 另一种是通过J6的接线柱进行供电（5V）。
通过JP2跳线帽的不同选择进行供电 方式的选择电源开关通过 SW16进行控制，LD20为电源开关的指示灯电源 的电路如下图所示：J6SV Exlernal SupplyJP2VU5VD 1j~l tri.二LI tlT1OWFFPower Switch (SW16)Micrt>USBPort (J4}—VIN2 2A—EN2 PGOOD2Power Source SelectVIN1EM PGOOD1 —JP2IC10： LTC3B33Type A USB ktoslConnector(J2)3 3VMOVPower On' LED (LD2O)USB EXTERNALVIN PGOODENSOO rn4IC11: LTC3621说明，如果选用外部电源（即J6）那么应该保证：1,电源电压在4.5V-5.5V 范围内；2，至少能提供1A的电流注意：只有在特别情况下电源电压才可以使用 3.6V电压1.2 LED灯电路LED部分的电路如图所示当FPGA输出为咼电平时，相应的LED点亮；否 则，LED熄灭板上配有16个LED,在实验中灵活应用，可用作标志显示或代 码调试的结果显示，既直观明了又简单方便。
LD1LD2-LD3LD6LD7 Wr-tf-LD8LD11LD1^Wr-t^LD13W\r-tf-LDISwv-rf-LEDsU16JI4 4 3 3111VWUPNP3 33 1L1EuvwuuvvV16W16W17W15V15W14W13T3T2T1R2Slid* Swktchot1.3拨码开关电路关打到下档时，表示FPGA的输入为低电平—AMr—亏训0 —SW13^>—5Yr U1SVV9^o―Z拨码开关的电路如图所示在使用这个 16位拨码开关时请注意一点，当开1.4按键电路按键部分的电路如图所示板上配有 5个按键，当按键按下时，表示 FPGA的相应输入脚为高电平在学习过程中，建议每个工程都有一个复位输入， 这对 代码调试将大有好处:3.3VButtonsBTNL—tfo—BTNR—cr □—BTNU~^Q~BTNDBTNC—lxwW19T17T18U17U18Artix-71.5数码管电路数码管显示部分的电路如图所示我们使用的是一个四位带小数点的七段共 阳数码管，当我们相应的输出脚为低电平时，该段位的LED点亮位选位也是低电平选通:BEBR76885577wwuvuvuv1.6 IO扩展电路4个标准的扩展连接器（其中一个为专用 AD信号Pmod接口）允许设计使 用面包板、用户设计的电路或Pmods扩展Basys3板，（Pmods是价格便宜的模拟 和数字I /0模块，能提供一个AD&D / A转换，电机驱动器，传感器投入和许 多其他功能）。
VCC GND 8 signalsPin 6 \ 1 1 ' Pin 1Pmod JAPmod JBPmod JCPmod XDACJA1; J1JB1:A14JC1;K17JXADC1： J3JA2： L2JB2* A16JC2： Ml£JXADQ: 13JA3; J2JB3： BflJC3； N17JXADC3; M2JA4: G2JB4:016JC4：P18JXADC4: N2JA7： HlJB7:A15JC7：L17JXADC7: KiJA8; K2JB81A17JC8; M19JXADCS: MiJA9! H2JB9:C15JO： PL7JXADC9: MlJA1O: G3JB1O: C16JC1O: R18JXADC1O: N11.7 USB- uart转换电路Basys3开发板包含由FT2232芯片搭建而成的USB-UART勺转换电路这使 得你可以通过标准的 Windows系统的COM端口用PC机上的应用于开发板进行通 讯在安装好驱动后，PC机可以从COM口向FPGA勺B18和A18引脚发送I/O命 令，从而产生串行数据通信Basys3开发板上提供两个状态指示灯，来提供产生数据通信时的直观视觉 提示：发送数据指示灯LED（ LD18与接收数据指示灯（LD17 。
FT2232芯片同时可以用来控制 USB- JTAG电路，然而两个电路的功能可以 独立运行，并且两个电路同时运行时并不会相互影响因此虽然只有一根 MicroMicro-USB{J4}USB线，却可以同时进行程序下载、UART通讯以及供电JTAG ► JTAGIXD ► B18RXD A13FT2232 Artix-71.8 FPGA调试及配置电路上电后，Basys3板上必须配置FPGA然后才能执行任何有用功能在配置 过程中，bit文件转移到FPGA内存单元中实现逻辑功能和电路互连 通过赛灵思 公司免费的Vivado软件可以通过VHDL Verilog语言，或基于原理图的源文件创 建.bit文件下载程序有3种方式：1、 用Vivado通过JTAG方式下载.bit文件到FPGA芯片2、 用Vivado通过QSPI方式下载.bit文件到Flash芯片，实现掉电不易失3、 用U盘或移动硬盘通过J2的USB端口下载.bit文件到FPGA芯片（建议 将.bit文件放到U盘根目录下，且只放1个），该U盘应该是FAT32文件 系统1.9引脚分配表格LEDPINCLOCKPINSWITCHPINBUTTONPINSeven-segment digital tubePINLDOU16MRCCW5swoV17BTNUT18ANOU2LD1E19SW1V16BTNRT17AN1U4LD2U19SW2W16BTNDU17AN2V4LD3V19SW3W17BTNLU19AN3W4LD4W18SW4W15BTNCU18CAW7LD5U15SW5V15CBW6LD6U14SW6W14CCU8LD7V14SW7W13CDV8LD8V13USB(J2)PINSW8V2CEU5LD9V3PS2.CLKC17SW9T3CFV5LD1OW3PS2.DATB17SW10T2CGU7LD11U3SW11R3DPV7LD12P3SW12W2LD13N3SW13U1LD14PlSW14T1LD15LISW15R2VGAPINJAPINJBPINJCPINJXADCPINREDOG19JAOJIJ BOA14JCOK17JXADCOJ3RED1H19JA1L2JB1A16JC1M18JXADC1L3RED2J19JA2J2JB2B15JC2N17JXADC2M2RED3N19JA3G2JB3B16JC3P18JXADC3N2GRNOJ17JA4HlJB4A15JC4L17JXADC4K3GRN1H17JA5K2JB5A17JC5M19JXADC5M3GRN2G17JA6H2JB6C15JC6P17JXADC6MlGRN3D17JA7G3JB7CL6JC7R18JXADC7N1BLLO。