原创 CPLD/FPGA EPM3128ATC-100CN 入门开发平台 硬件描述语言 VHDL VER

CPLD EP3128atc-100是altera公司的一款高速cpld芯片，宏单元有2500个，共100个管脚，资源逻辑单元和宏单元比较多，正真的IO引脚多达80多个，编程单元足已够用。该开发板便于初学者上手，又便于2次开发，可以利用短路帽把系统板上的各个模块屏蔽掉，相当于一个最小系统开发板，便于二次开发。

具体特点如下：

1．板载ALTERA MAX 3000A系列的EPM3128ATC100-10N芯片，主频最大为227.3Mhz。

2．两路电源接口，既可以采用电脑USB供电，又可以采用5-9V稳压电源供电，配置贴片的全局时钟输入为20mhz，可以方便的替换为更高频率的有源晶振，方便实用。

3.利用具有边界扫描功能的并口JTAG下载线方便的烧写熔丝程序

4.8个流水灯，4*4按键，2路独立按键，方便的接口

5.标准PS2键盘接口，模拟键盘输入，数码管显示

3硬件CD4060得到32768HZ-2HZ的分频器，避免软件分频浪费过多的资源。

4．6位数码管，8**点阵，蜂鸣器，8路拨码开关

5.串行通讯口，方便与上位机交互数据。

6.AD0804模拟完成AD转换功能。

7红外接受头HS0038，可以配以电视遥控器，实现解码

8时钟日历芯片DS1302，可以完成时钟日历系统。

9具有I2C总线的EEPROMAT24C02，可以存储掉电保存的数据等。

10.具有LCD1602的接口，方便CPLD对液晶的读写。

主芯片IO全部引出，便于与其他系统级联和通讯

配送实验代码：

1 跑马灯
2 拨码开关
3 蜂鸣器
4 pwm控制
5 状态机控制彩灯
6 数码管静态显示
7 数码管动态显示
8 6位计数器
9 按键识别
10 按键计数
11 点阵动态显示和静态显示
12 PS2键盘识别
13 ADC0804模拟量转化数字量实验
14 串口连续发送数据实验
15 按键控制串口发送拨码开关状态
16 串口接收数据显示
17.多路彩灯控制器(分层设计)
18.篮球比赛进攻24秒倒计时器（分层设计2）

学习心得：

   EPM3128A学习开发板说明
   当今社会电子产品的发展日新月异，应用也更加的广泛，从家庭娱乐电子如DVD播放机，电视机遥控器等到工业电子产品如仪器仪表，各种数控机床等，再到航天军事应用等，比比皆是。而当你看到别人设计出的电子产品时，你是否有一丝丝的萌动？是不是感到想做而又无从下手？是否心有余而力不足？其实我们可以从最简单的cpld学起，慢慢的积累，最终我们也可以独立制作自己的小产品。
  现在工业产品的研发，如51，avr，pic，heteck等系列的低频单片机价格便宜，满足工业低频场合的要求；而对于高频信号的处理，譬如高频信号的检测，接口部分，低频的单片机很难胜任了，这时DSP+fpga已经越来越成为主流，当然ARM的工作频率更高，很多手机产品中如诺基亚的手机中arm9嵌操作系统，应用也比较广泛。
  单片机是软件操作硬件执行的方式编程；而对于cpld/fpga的设计，是软件直接硬件化的设计思路，因此对于cpld/fpga设计而言，真正的高手可以编写一个51单片机内核在cpld/fpga里面，而且现在可以在网上购买代码在fpga里面生产dsp的内核，相当于在fpga里面有了一个dsp单片机，可以看出，cpld/fpga的设计空间比较大。
  而cpld对于入门了解单片机的工作原理来说很有必要学习，而且入手相对比较容易，只要有数字电路和模拟电路基础，尤其是数字电路基础，上手还是比较容易的。
  cpld是英文Complex Programmable Logic Device的缩写，即复杂可编程逻辑器件，CPLD基于EEPROM工艺（掉电不丢失），集成度相对fpga较低，以MicroCell（包括组合部分与寄存器）为基本单元。具有非挥发特性，可以重复写入。
   FPGA是英文Field－Programmable Gate Array的缩写，即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、EPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点，fpga是基于SRAM的架构，集成度高，以LE（包括查找表、触发器及其他）为基本单元，有内嵌Memory、DSP等，支持IO标准丰富。具有易挥发性，需要有上电加载过程。在实现复杂算法、队列调度、数据处理、高性能设计、大容量缓存设计等领域中有广泛应用。
  结合本人理解，实际上fpga和cpld编程上没有什么区别。cpld掉电数据不丢失，芯片比较便宜，硬件设计成本比较低；而fpga掉电数据丢失，硬件设计时要而外加配置flash芯片，或者单片机负责上电时把程序写到fpga里面，（如果程序较大，灵活的方案为fpga+单片机+大容量的flash）；cpld一般做的门数和宏单元比较少，集成度比较低，算法处理远不如fpga，而对于初学者而言从CPLD入手，硬件相对比较容易；要想做复杂的算法时候，cpld逻辑单元太少，一般不能胜任，用到复杂的乘除运算，这时要用到fpga，可以简单的理解为：cpld比较简单，主要是逻辑运算能力，fpga=cpld+算法处理模块。

   本学习开发板是cpld EPM3128A-10学习开发板，配套的编程语言采用VHDL语言，开发环境采用quartus2 6.0，外围学习实验简单的20多个，复杂的8个，所有的IO全部留出，便于二次开发。

详情请参考：

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