课程教学大纲-飞行器综合控制实践教育中心-南京航空航天大学.pdf

南京航空航天大学

卓越计划工程训练方案

课程类型专项训练委托单位自动化学院

课程类型FPGA原理及应用

总学时理论教学实践教学上机

课程学时

643034

面向对象具备数字电路、模拟电子技术等专业基础课程的大二学生

授课单位电工电子实验中心

训练简介（包含课程简介、内容）：

1.课程简要信息

根据学校卓越工程师培养方案，实验中心面向卓越工程师班二年级学生开设专项训练课程，

该课程是面向电类学生开设的专项训练。通过该课程，使学生掌握FPGA新器件的使用方法，通过

FPGA使用，使数字电路、微机原理等理论课程更好的和应用相结合，通过工程案例训练，培养学

生解决实际复杂工程问题能力及动手能力。

2.实验内容与任务

1）熟悉FPGA基本原理及Verilog硬件描述语言；

2）具备FPGA硬件电路基本设计能力；

3）通过综合训练案例，了解常用电路接口设计方法及设计故障排除方法。

4）通过工程案例，熟悉工程开发步骤，了解系统级电路设计方法。

1

简要描述训练的性质及培养目标（过程、能力培养目标等）

1预备知识

时间：15小时

目的：

1)了解FPGA基本原理。

2)熟悉基本软件流程。

3)熟悉Verilog或VHDL硬件描述语言。

4)具备FPGA实现硬件电路基本能力。

训练内容:

1)XilinxVivado工具使用流程和Basys3板卡使用

XilinxFPGA基础知识简介

以计数器（或流水灯）实验为例，完成Vivado设计流程

Basys3板卡简介

Vivado设计在Basys3上的实现

2)基于HDL的组合逻辑电路实现

逻辑门实验

比较器实验

多路选择器实验

3)基于HDL的组合逻辑电路实现

七段译码器和数码管基础实验

数码管的动态扫描实

4)基于HDL的时序逻辑电路实现

寄存器和移位寄存器实验

串行序列检测器实验

5)基于HDL的时序逻辑电路实现

利用XilinxIP核完成存储实验

以状态机的方式实现交通灯设计

6)基于Protel电路图的FPGA设计方法（选做）

基本设计流程

基本电路电路图实现实验及与VHDL语言设计对比

7)基于Matlab计算的FPGA设计方法（选择）

基本设计流程

信号处理实现实验及与仿真结果对比

2

2综合训练

时间：15课时

训练目的：

1)熟悉整个电路设计流程；

2)对常用的接口完成设计，增强对电路基本原理的理解，及熟悉设计故障排除方法。

训练内容(选做任一项):

1)键盘鼠标接口训练

PS/2接口

PS/2键盘

PS/2鼠标

2)VGA接口训练

VGA显示器工作原理及时序

VGA控制器设计

3)数字钟和频率计设计

数字钟设计

数字频率计

4)UART接口

UART接口原理及时序

UART接口实现

3工程训练

时间：34小时

目的：

1)能够综合应用知识完成一个系统级设计

2)熟悉工程开发的基本步骤

3)熟悉工程开发文档的编写

训练内容（任选一