光纤通信系统二次开发实验

设计性实验

一、实验目的：

1.掌握“Quartus II 4.0”中程序的编写、编译以及仿真的方法。

2.掌握FPGA程序下载的方法。

3.掌握pn序列产生及相应编译码的基本方法。

二、实验内容：

1.在“Quartus II 4.0”中编写产生pn序列的程序。然后，编译和仿真。

2.将程序下载到FPGA中，然后进行验证。

三、实验仪器：

1.光纤通信实验系统1台。

2.JTAG下载线1根。

3.电脑1台。

4.示波器1台。

四、实验原理：（以PN序列为例）

程序输入输出口定义：

输入口：clk    pn序列时钟输入。

clr   上电复位端。

输出口：pnq   pn序列输出口。

pn序列模块图形如图1所示。

图1 pn序列模块图

程序设计要求：

1.pn序列输出信号要与其时钟上跳沿对齐。参考波形如图2所示：

图2  pn序列输出信号波形图

2.产生7位8Kbit/s的pn序列。

3.记录下pn序列的波形。

程序设计提示：

1.clr端是用来初始化程序内部寄存器的状态的，在上电的瞬间，在这个端口会出现一个下跳沿。此后，该端口一直保持低电平的状态。其波形如图3所示：

图3 clr端口波形图

clr端在电端和光端FPGA都有专门的定义的引脚，可以参见附录一。

五、实验注意事项：

1.在连接JTAG下载线时，JTAG下载线有红色的一边靠左，然后插入实验系统的程序下载断口。

2.程序下载到FPGA中可以马上使用，不能断电，断电后下载的程序会丢失。

六、实验步骤：

1.在电脑上运行“Quartus II 4.0”。

2.用VHDL语言或者用画图的方式编写产生pn序列的程序。

3.编译程序并进行仿真。然后，分配好管脚。

4.关闭实验系统电源。然后，用JTAG下载线连接电脑的并口和实验系统的程序下载口J601。

5.打开系统电源。将程序下载到FPGA中，然后用示波器观察相应的测试点。

七、实验报告：

1.描述pn序列产生及编译码的方法。

2.记录相关测试点的波形并与仿真结果相比较。

3.用VHDL语言编写一程序产生相应的结果。