描述

該項(xiàng)目旨在在 HLS 的七段顯示器上顯示光傳感器的輸出。如果您有興趣學(xué)習(xí) HLS 來(lái)設(shè)計(jì)此類系統(tǒng)，請(qǐng)參閱此處。

如下圖所示，整個(gè)系統(tǒng)由光傳感器、按鈕、四位七段顯示器和邏輯控制器四部分組成。我使用 Digilent 的 PmodALS 作為光傳感器和 Basys 3 FPGA 板。PmodALS 模塊通過(guò) SPI 接口與 FPGA 通信。

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Digilent 的 PmodALS 使用環(huán)境光傳感器并將光轉(zhuǎn)換為 8 位二進(jìn)制值。

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零值表示檢測(cè)到的最低光照水平，最高光照水平由 255 表示。

PmodALS 使用 SPI 協(xié)議與主機(jī)板通信。

如下圖所示，控制器電路由幾個(gè) HLS-IP 組成，分為 4 個(gè)部分：

• 按鈕驅(qū)動(dòng)器對(duì)按鈕輸出進(jìn)行去抖動(dòng)并生成單周期脈沖。
• 指示 SPI 時(shí)鐘上升沿和下降沿的脈沖發(fā)生器
• SPI協(xié)議驅(qū)動(dòng)
• 七段驅(qū)動(dòng)

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SPI 驅(qū)動(dòng)程序作為系統(tǒng)的核心，實(shí)現(xiàn)以下狀態(tài)機(jī)。

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首先，控制器處于空閑狀態(tài)，等待接收啟動(dòng)信號(hào)。然后它進(jìn)入啟動(dòng)狀態(tài)，準(zhǔn)備好生成 SPI 信號(hào)。然后通過(guò)在 SCK 上置零以在時(shí)鐘上生成下降沿進(jìn)入采樣狀態(tài)。之后，它產(chǎn)生 SPI 時(shí)鐘上升沿，讀取一位數(shù)據(jù)并進(jìn)入讀取狀態(tài)。控制器在采樣和讀取狀態(tài)之間振蕩 15 次，因?yàn)?PmodALS 需要 16 個(gè)時(shí)鐘周期來(lái)提供數(shù)據(jù)。讀取的數(shù)據(jù)由三個(gè)前導(dǎo)零、8 位數(shù)據(jù)（MSB 在前）和四個(gè)尾隨零組成。

您可以在此處找到所有 IP 和約束文件。

如果您有興趣學(xué)習(xí) HLS 來(lái)設(shè)計(jì)此類系統(tǒng)，請(qǐng)參閱此處。

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