La junta Basys2 es una plataforma de diseño de circuitos y la aplicación que cualquiera puede utilizar para ganar experiencia en la construcción de circuitos digitales reales. La junta Basys2 Construido alrededor de una matriz de Xilinx Spartan!" #ield $rogramma%le &ate y un controlador 'SB (tmel ()*+'SB2, ofrece completa, -ardare -ardare listo para su uso adecuado para la cele%ración de los circuitos que /an desde dispositi/os lógicos %0sicos a los controladores controladores complejos. 'na gran colección colección de a %ordo de " 1 S y todos los dispositi/os #$&( requiere requiere circuitos de apoyo se incluyen, por lo que un sinnmero de diseños se pueden crear sin necesidad de ningn otro componente. Cuatro conectores de expansión est0ndar permiten diseños para crecer m0s all0 de la junta Basys2 usando placas uni/ersales, tarjetas de circuitos diseñadas por el usuario, o $mods 3$mods son analógicas de %ajo costo y los módulos de " 1 S digitales que ofrecen ( 1 4 y 4 1 (, controladores de motor, entradas de sensor , y muc-as otras caracter5sticas6. Las señales de los conectores de 7 pines est0n protegidos contra daños por "S4 y cortocircuitos, garantizando una larga /ida til en cualquier entorno. La junta Basys2 funciona a la perfección con todas las /ersiones de las -erramientas de Xilinx 8S", incluyendo el 9e%$ac: li%re. Se requieren ;iene con un ca%le 'SB que proporciona proporciona energ5a y una interfaz de programación, programación, por lo que no -ay otras fuentes de alimentación o ca%les de programación. La junta Basys2 puede di%ujar el poder y ser programado a tra/
? #$&( y la $lataforma #las-, y permite la transferencia de datos de usuario 3/er .digilentinc.com para m0s información6. La junta Basys2 est0 diseñado para tra%ajar con el softare li%re de C(4 8S" 9e%$ac: de Xilinx. 9e%$ac: se puede utilizar para de@nir circuitos utilizando esquemas o A4Ls, para simular y sintetizar circuitos, y crear arc-i/os de programación. 9e%pac: se puede descargar de forma gratuita desde .xilinx.com1ise1.. Los %uques Basys2 con un %uiltin autoprue%a 1 demo .xilinx.com1ise1 almacenada en su =>? que se puede usar para pro%ar todo componentes de la placa. $ara ejecutar la prue%a, ajuste el modo de puente 3/er m0s a%ajo6 a la =>? y aplicar alimentación de la placa. Si la prue%a se %orra de la memoria =>?, que puede ser descargado y reinstalado en cualquier momento. ;er .digilentinc .digilentinc.com1Basys2 .com1Basys2 para el proyecto de prue%a, as5 como documentación documentación adicional, diseños de referencia, y tutoriales. La junta Basys2 suele alimentado por un ca%le 'SB, pero tam%i
el ca%le 'SB. $ara alimentar el Basys2 utilizando una pieza u otra fuente externa, conecte una %ater5a .; !.; 3u otra fuente de energ5a6 al conector de la %ater5a espaciados ++mil de 2 pines 3tres pilas (( en serie -acen un %uen D.E 1 #uente de /oltios6. )ensiones superiores a , ; a cada conector de alimentación puede causar un daño permanente.
$otencia de entrada se enruta a tra/
)ras el encendido, el #$&( en el ta%lero Basys2 de%e con@gurarse antes de que pueda realizar funciones tiles. 4urante la con@guración, un arc-i/o H%itH se trans@ere a las c
$rograma %asado en $C de 4igilent llamada (depto se puede utilizar para con@gurar la #$&( con cualquier arc-i/o poco adecuada almacenada en el ordenador. (depto utiliza el ca%le 'SB para transferir un arc-i/o %it seleccionado desde el $C a la #$&( 3a tra/? no /ol0til a %ordo llamado H$lataforma #las-H. 'na /ez programado, la
$lataforma #las- puede transferir autom0ticamente un arc-i/o de %its almacenado a la #$&( a una posterior encendido o resta%lecer e/ento si el modo de puente 3I$!6 se esta%lece en =>?. "l #$&( permanecer0 con@gurado -asta que se resta%lece por un e/ento de ciclo de potencia. La plataforma #las- =>? conser/ar0 un arc-i/o poco -asta que se reprograma, independientemente de los e/entos de ciclo de potencia (3)
$ara programar la junta Basys2, coloque el puente de modo para $C y conecte el ca%le 'SB a la placa. 8nicie el softare de (depto, y esperar a que el #$&( y la $lataforma #las- =>? para ser reconocido. 'tilice la función de %squeda para asociar el arc-i/o deseado con .%it las #$&(, y 1 o los .mcs deseados arc-i/o con la plataforma #las- =>?. Aaga clic derec-o en el dispositi/o para ser programado, y seleccione la función HprogramaH. "l arc-i/o de con@guración se en/iar0 a la #$&( o plataforma #las-, y el softare indicar0 si la programación se -a realizado correctamente. "l H"stado del L"4H L"4 3L4JF6 tam%i
La junta Basys2 incluye un oscilador de silicio con@gura%le por el usuario primario que produce 2?Az, +?Az o ++?Az %asado en la posición del reloj puente de selección en I$D. 8nicialmente, este puente no est0 cargado y de%e ser soldado en su lugar. 'n soc:et para un segundo oscilador se proporciona en 8C7 3la toma 8C7 puede adaptarse a cualquier oscilador C?>S !.!; en un paquete 48$ media de tamaño6. Los osciladores primarios y secundarios est0n conectados a los pines de entrada de reloj mundial en BF pin y pin ?7 respecti/amente. (m%as entradas de reloj pueden conducir el 4LL sintetizador de reloj en la Spartan !", lo que permite una amplia gama de frecuencias si internas, a partir de D /eces la frecuencia de entrada a cualquier di/isor entero de la frecuencia de entrada. "l oscilador de silicio primario es Kexi%le y de %ajo costo, pero carece de la esta%ilidad de la frecuencia de un oscilador de cristal. (lgunos circuitos que conducen a un monitor ;&( pueden realizar una ligera mejora en la esta%ilidad de la imagen mediante el uso de un oscilador de cristal instalado en el zócalo 8C7. $ara estas aplicaciones, un 2 ?Az 3o + ?Az6 oscilador de cristal, disponi%le en cualquier distri%uidor de cat0logo, se recomienda 3/er por ejemplo el nmero de pieza S&F++2I#$CC en .digi:ey.com6.
(4)
Cuatro pulsadores y oc-o interruptores deslizantes se proporcionan para entradas del circuito. "ntradas de pulsador son normalmente %ajos y conducido alta sólo cuando se presiona el pulsador. 8nterruptores deslizantes generan constantes entradas de alta o %aja en función de la posición. $ulsadores e interruptores deslizantes tienen resistencias en serie para la protección contra cortocircuitos 3un cortocircuito ocurrir5a si un pin #$&( asignado a un pulsador o deslizar inad/ertidamente se de@ne como una salida6. >c-o L"4s y una pantalla L"4 se/ensegment de cuatro d5gitos se proporcionan para salidas del circuito. Mnodos L"4 son expulsados de la #$&( a tra/
continuamente. Si la actualización o la tasa de HactualizaciónH se desaceleró a un punto dado 3en torno a D -ertz6, entonces la mayor5a de la gente /a a empezar a /er el parpadeo de la pantalla. (5)
$ara cada uno de los cuatro d5gitos que aparecen %rillantes y continuamente iluminado, los cuatro d5gitos de%en ser conducidos una /ez cada a 7 ms 3para una frecuencia de refresco de OAz a 7+Az6. $or ejemplo, en un esquema de actualización de 7+ Az, toda la pantalla se actualiza una /ez cada 7 ms, y cada d5gito se ilumina durante P del ciclo de actualización, o D ms. "l controlador de%e garantizar que el patrón de c0todo correcta est0 presente cuando se conduce la señal 0nodo correspondiente. $ara ilustrar el proceso, si (G se a@rma mientras CB y CC se a@rman, a continuación, un HH se mostrar0 en la posición del d5gito . "ntonces, si (G2 se a@rma mientras C(, CB y CC se a@rman, a continuación, un HQH /oluntad se mostrar0 en la posición d5gitos 2. Si ( y CB, CC son impulsados por D ms, y luego (2 y C(, CB, CC son impulsados por D ms en una sucesión sin @n, la pantalla mostrar0 HQH en los dos primeros d5gitos. La #igura F muestra un ejemplo de diagrama de temporización para un controlador de siete segmentos de cuatro d5gitos. Puerto PS / 2
"l conector mini48G de 7 pines tiene capacidad para un ratón $S 1 2 o el teclado. "l conector $S 1 2 se suministra con ;CC.
)anto el ratón y el teclado utilizan un %us en serie de dos -ilos 3reloj y datos6 para comunicarse con un dispositi/o -ost. (m%os utilizan pala%ras de %its que incluyen una marc-a, paro y %it de paridad impar, pero los paquetes de datos est0n organizados de manera diferente, y la interfaz de teclado permite transferencias de datos %idireccionales 3por lo que el dispositi/o -ost puede iluminar los L"4 de estado en el teclado6. Aorarios de auto%uses se muestran en la @gura. Las señales de reloj y de datos solamente son accionados cuando se producen las transferencias de datos, y de lo contrario, se lle/an a ca%o en el estado Hinacti/oH a HH lógico. Los -orarios de@nen los requisitos de señal para comunicaciones de ratón a -ost y comunicaciones teclado %idireccionales. 'n circuito de interfaz $S 1 2 puede ser implementado en la #$&( para crear una interfaz de teclado o el ratón. (6)
)eclado "l teclado utiliza controladores de colector a%ierto de modo t-e:ey%oard o un dispositi/o -ost conectado puede conducir el auto%s de dos -ilos 3si el
dispositi/o -ost no en/iar0 los datos al teclado, a continuación, el an@trión puede utilizar puertos de entrada solamente6. )eclados de estilo $S2 utilizan códigos de exploración de comunicar los datos de pulsación de teclas. Cada tecla tiene asignado un código que se en/5a cada /ez que se pulsa la teclaR si la cla/e se mantiene pulsado, se en/iar0 el código de exploración repetida aproximadamente una /ez cada ++ ms. Cuando se suelta una tecla, se en/5a un código de la lla/eup H#+H, seguido por el código de exploración de la lla/e en li%ertad. Si una cla/e puede ser HdesplazadoH para producir un nue/o personaje 3como una letra mayscula6, a continuación, un personaje de cam%io se en/5a adem0s del código de exploración, y el an@trión de%e determinar qu< car0cter (SC88 a utilizar. (lgunas cla/es, llamadas teclas extendidas, en/5an un H"+H delante del código de exploración 3y que pueden en/iar m0s de un código de exploración6. Cuando se li%era una cla/e extendida, se en/5a un código de la lla/eup H"+ #+H, seguido por el código de exploración. Códigos de escaneo para la mayor5a de las teclas se muestran en la @gura. 'n dispositi/o de acogida tam%i
"l teclado en/5a datos al -ost en pala%ras de %its que contienen un comienzo poco N+N, seguido de F%its de código de exploración 3LSB primero6,
seguido de un %it de paridad impar y terminado con un NN %it de parada. "l teclado genera transiciones de reloj 3en torno a 2+ !+ :Az6 cuando se en/5an los datos, y los datos son /0lidos en el Kanco de %ajada del reloj. =aton "l ratón da salida a una señal de reloj y datos cuando se mue/eR de lo contrario, estas señales se mantienen en NN lógico. Cada /ez que se mue/e el mouse, tres pala%ras de %its se en/5an desde el ratón para el dispositi/o -ost. Cada una de las pala%ras de %its contiene un comienzo poco N+N, seguido de F %its de datos 3LSB primero6, seguido de un %it de paridad impar, y terminado con un NN %it de parada. $or lo tanto, cada transmisión de datos contiene !! %its, donde los %its +, y 22 son N+N 8nicio %its, y los %its , 2 y !! son NN %its de parada. Los tres campos de datos de F %its contienen datos de mo/imiento como se muestra en la @gura anterior. 4atos son /0lidos en el Kanco de %ajada del reloj, y el per5odo de reloj es de 2+ a !+OAz. "l ratón asume un sistema de coordenadas relati/a en la que se mue/e el ratón -acia la derec-a genera un nmero positi/o en el campo X, y mo/i
La junta Basys2 utiliza + señales #$&( para crear un puerto ;&( con las dos señales de sincronización est0ndar 3AS Aorizontal Sync, y ;S Sincronización /ertical6 de color de F %its y. Las señales de color utilizan circuitos =esistencia di/isor que tra%ajan en conjunto con la resistencia de terminación de Q o-mios de la pantalla ;&( para crear oc-o ni/eles de señal en las señales ;&( rojo y /erde, y cuatro en azul 3el ojo -umano es menos sensi%le a los ni/eles de color azul 6. "ste circuito, que se muestra en la @gura !, produce señales de color de /5deo que procedan en incrementos iguales entre +; 3totalmente apagado6 y +,Q ; 3totalmente encendido6. 'n circuito controlador de /5deo se de%e crear en la #$&( para conducir las señales de sincronización y de color
con la sincronización correcta con el @n de producir un sistema de /isualización de tra%ajo. )emporización del sistema ;&( )iempos de señal ;&( se especi@can, pu%lican, con derec-os de autor y /endidos por la organización ;"S( 3./esa.org6. La siguiente información de temporización del sistema ;&( se proporciona como un ejemplo de cómo un monitor ;&( puede ser conducido en 7D+ por el modo DF+. $ara o%tener información m0s precisa, o para o%tener información so%re otras frecuencias ;&(, consulte la documentación disponi%le en el sitio e% de ;"S(. ;&( pantallas %asadas en C=) utilizan -aces de electrones en mo/imiento de amplitud modulada 3o los rayos catódicos6 para mostrar la información en una pantalla recu%ierta de fósforo. $antallas LC4 utilizar una matriz de interruptores que puede imponer una tensión a tra/
"ntre la rejilla y la super@cie de la pantalla, el -az pasa a tra/
magn
'n circuito controlador ;&( de%e generar las señales de las sincronizaciones del S( y ;S y coordinar la entrega de datos de /5deo %asado en la frecuencia de p5xel. "l reloj de p5xel de@ne el tiempo disponi%le para mostrar un p5xel de información. La señal ;S de@ne la frecuencia de HrefrescarH de la pantalla, o la frecuencia con la que toda la información en la pantalla se /uel/e a di%ujar. La frecuencia m5nima de actualización es una función de la intensidad de fósforo y
-az de electrones de la pantalla, con frecuencias de actualización pr0cticos que caen en el rango de + Az a 2+ Az. "l nmero de l5neas que se mostrar0 a una frecuencia de refresco dada de@ne la frecuencia -orizontal Hde retrocesoH. $ara un 7D+ p5xeles por pantalla DF+ @la usando un reloj de p5xeles 2?Az y 7+ E1 Az de refresco, los tiempos de señal se muestran en la ta%la de la derec-a se pueden deri/ar. Los tiempos de sincronización de anc-o de pulso y el frente y los inter/alos porc-e trasero 3inter/alos porc-e son el pre y posttiempos de pulso de sincronización durante el cual la información no se puede /isualizar6 se %asan en o%ser/aciones tomadas de las pantallas reales ;&(. 'n circuito controlador ;&( decodi@ca la salida de un contador -orizontal de sincronización impulsado por el reloj de p5xeles para generar tiempos de señal AS. "ste contador puede utilizarse para localizar cualquier u%icación de p5xel en una @la dada. 4el mismo modo, la salida de un contador /ertical de sincronización que se incrementa con cada pulso AS se puede utilizar para generar tiempos de señal ;S, y este contador se puede utilizar para localizar cualquier @la dada. "stos dos contadores que ejecutan continuamente se pueden utilizar para formar una dirección en la =(? de /5deo. Go se especi@ca ninguna relación de tiempo entre el inicio del impulso de AS y el inicio del pulso de ;S, por lo que el diseñador puede organizar los contadores para formar f0cilmente las direcciones =(? de /5deo, o para minimizar la lógica de decodi@cación para la generación de impulsos de sincronización. (&&)
Conectores de expansión 3ca%eceras de 7 pines6 La junta Basys2 proporciona cuatro conectores de los módulos perif
(utodiagnóstico incorporado La junta Basys2 /iene precargado con un proyecto 1 demostración auto prue%a sencilla almacenada en su =>?. "l proyecto de demostración 3disponi%le en la p0gina e%6 muestra cómo las -erramientas C(4 Xilinx conectan señales a los circuitos #$&( Basys2. 4ado que el proyecto se almacena en =>?, sino que
tam%i? 1 'SB 3I$!6 a la =>? y aplicar alimentación a la placaR el segmento de siete pantalla mostrar0 cifras de conteo, los interruptores se encender0n los L"4s indi/iduales, los %otones se apagar0n d5gitos indi/iduales en la pantalla de siete segmentos, y un patrón de prue%a se conduce en el puerto ;&(. Si el auto test no es residente en la =>? $lataforma #las-, que puede ser programado en la #$&( o /uel/e a cargar en la =>? con el softare de programación (depto.
