通通好课 小鹅通精品课程合作平台

本课程面向电子专业的学生和工程师，以硬禾实战营项目实战的训练方式，利用10期课程时间带领大家从项目分析到设计架构，从数字逻辑到FPGA开发，从Verilog HDL语言学习到功能模块设计，从UART串口协议到DDS原理解析，最终完成基于Matlab和FPGA的DDS可编程信号发生器设计。 

通过课程训练，你将掌握FPGA设计流程、Verilog HDL编程应用、UART通信和DDS原理及FPGA模块的设计、IP核例化及Reveal在线分析的方法，对于提升硬件专业技能，备战电子设计竞赛，电子产品DIY，都是一次很好的训练。

涉及技能：

• FPGA基础知识及开发设计流程

• Verilog HDL语言编程应用

• IP核例化应用及Reveal在线分析

• UART通信协议和DDS原理分析及FPGA驱动模块的设计

• Matlab数据处理应用及与FPGA通信联调

• 虚拟仪器ADALM2000在测试测量中的日常使用

课程大纲：

第一天：电子系统设计流程及项目介绍

• 可编程信号发生器项目介绍、功能演示

• 硬件平台介绍、环境搭建

• 项目需求分析

• 项目方案对比、选择

• 硬件平台介绍

第二天：认识FPGA

• FPGA的概念、架构、特点、实现原理

• FPGA的设计流程演示

• FPGA的仿真流程演示

• FPGA学习资源推荐

第三天：组合逻辑及Verilog HDL学习

• Verilog HDL语言和语法介绍

◎ 基本变量类型：线网型变量、寄存器型变量

◎ 基本描述方式：数据流描述、行为级描述、实例化模型

◎ 基本赋值方式：阻塞赋值、非阻塞赋值

• 38译码器和数码管驱动设计

• FPGA设计报告的理解

◎ 资源消耗

◎ RTL Netlist

◎ Floorplan View

◎ Physical View

• 时序仿真理解组合逻辑

◎ 竞争

◎ 冒险

第四天：时序逻辑及Verilog HDL学习

• Verilog HDL语言和语法介绍

• 触发器和时序逻辑的理解

◎ 触发器的时序性

1.建立时间setup time

2.保持时间hold time

◎ 设计最大运行速率

◎ Pipeline“流水线”设计

• 计数器和流水灯设计实现

• FPGA层次化设计和模块化设计

• PWM脉宽调制的设计与应用

◎ PWM调LED灯亮度

◎ 呼吸灯

◎ PWM+RC电路实现DAC

第五天：有限状态机FSM设计学习

• 有限状态机的概念、特征、结构、电路组成

• 状态编码和状态转移图

• 有限状态机的设计流程

• 交通灯设计实现

第六天：IP核和Reveal在线分析工具使用

• Pll核例化使用及仿真演示

• 初始化文件获取和DP_RAM核例化

◎ Excel

◎ Matlab

◎ 波表生成工具

• Reveal在线分析工具介绍

• Reveal Inserter配置及Reveal Analyzer分析演示

  
  

第七天：DDS原理与信号发生实现

• R2R电阻网络DAC介绍

• FPGA+R2R产生模拟输出

◎ 锯齿波

◎ 三角波

◎ 方波

◎ 正弦波

• DDS原理介绍及调频调相功能实现

• 简易拨码信号发生器设计

第八天：UART串口通信协议及实现

• UART通信的特点和应用

• UART通信协议和逻辑构成

• UART通信接收功能的Verilog实现

• UART通信数据传输验证

第九天：Matlab串口功能实现

• 简易串口信号发生器产生常见信号波形实现

• Matlab串口通信实现

• 查看Matlab串口通信的工作方式

• Matlab+简易串口信号发生器控制实现

第十天：基于Matlab和FPGA的DDS实现

• Matlab数据处理和UART数据发送方式确定

• 可编程信号发生器Logic_ctrl模块逻辑实现

• 8位简化可编程信号发生器实现

• 基于Matlab和FPGA的DDS实现及演示

主讲人：

王安然，资深硬件工程师，硬禾实战营资深导师。多年从事FPGA硬件开发调试工作，对测试测量方面有较深的研究与见解。擅长PCB硬件设计、FPGA体系架构及开发。