本课题研究内容是学校的打铃器，基于FPGA芯片的设计。主要介绍了FPGA的特点和发展前景，还有芯片的简单介绍。本次设计分为很多模块，针对每个模块分析其功能及原理，画出每个模块的符号图，将每个模块连接起来画出总原理图，进行仿真，在论文的最后，对这次设计过程进行一个小结，在这次设计中的收获以及感悟。

2  FPGA的简介

2.1 FPGA芯片介绍

试验箱集中了每个模块的功能，当我们设计出相应功能的程序，我们将其与电脑连接，下载并验证。这样分层设计的优点在于清晰明了，有规划有层次地去分好每个模块的功能，最后将每个模块层次集中在一起，使得设计的系统更加稳定可靠，外观也更加简洁。文献综述

实验箱主要由四部分构成：电源接口、输入输出接口、下载电路和接口电路。我们可以在试验箱上面看到，有很多指示灯和LED，用于显示时间，设置打铃时长，使得实验数据可以在显示器上面显示。

本次设计实验的试验箱型号是EP3C25F324C8，每个模块的功能，包括各个管脚的功能以及显示器的显示功能，都要在试验箱上面验证。本论文的设计使用的是型号为EP3C25F324C8的芯片，属于美国Altera公司的FIEX系列芯片。FPGA的功能实现取决于内部数据，这些数据通过配置加载，最后实现用户所需要的功能。并且FPGA芯片具有重置功能，当我们需要改变系统的功能时，我们换一片EPROM就行了[4] 。

FPGA芯片对引脚输入输出的设置：

电平的输入：开关是控制输入信号高低电平的关键，地板上一共有16个开关：SW1~SW16，连接着输入端口，开关的闭合与断开决定了输入端输入的高低电平。

电平的输出：万用表和二极管可以检测出输出结果，当输入高电平的时候，二极管发光，输入低电平时，灯不亮。实验板上一共有八个发光二极管，用来显示时间和打铃时长的。

2.2 FPGA的特点和应用

FPGA的特点：

  （1）具有特定用途集成功能，用户可以减少投片生产带来的成本。  

  （2）FPGA具有通用性，无论是全定制还是半定制电路都可以用作中试样片。 

  （3）FPGA的内部有各种触发器，还有各种I／O引脚，并且每个引脚功能各不相同。  

  （4）FPGA在ASIC电路在开发成本上是最低的，设计周期短，稳定性更强。  

  （5) FPGA采用了高速CHMOS技术，并且具有很强的兼容性。 

总而言之，如果想提高系统集成度和可靠性，那么FPGA芯片是不可拒绝的一个选择。设计时要对片内的RAM进行设定，来达到用户的需求。

FPGA的应用在现实生活中的应用很多很常见，比如各种电子仪器，医疗设备等等，FPGA的成本低，所以它的发展前景的很大的，在未来的应用与开发将会上升到新的高度，对于研究者来说，如果能够在这方面坚持下去，一定会很有前途。

2.3  QuartusII的简介和使用步骤

使用该软件设计的优势在于它可以增强系统的稳定性和可靠性。该软件可以针对每个用户的需求，提供全方面的设计环境。可以采用一种自上而下的设计方法，对每个模块进行逐步编译，当我们对某个模块需要调整时，我们只需要对相应的那一个模块重新编译即可，所以使用该软件最大的优点就是节省时间，层次分明并且易于操作。

其基本操作步骤如下：

（1）设计输入

首先，我们需要创建一个工程文件，将设计的所以编程文件都放进同一个文件夹中，设计文本，设计原理图，添加元件，每个元件都在对应的库里，我们可以直接进行搜索，将已创建的工作目录进行保存。来`自^优尔论*文-网www.youerw.com FPGA学校打铃器设计+程序+电路图(4):http://www.youerw.com/tongxin/lunwen_79717.html