小脚丫FPGA STEP BaseBoard V4.0套件

内容介绍

STEP BaseBoard V4.0是第4代小脚丫FPGA扩展底板，可以用于全系列小脚丫核心板的功能扩展，采用100mm*161.8mm的黄金比例尺寸，板子集成了存储器、温湿度传感器、接近式传感器、矩阵键盘、旋转编码器、HDMI接口、RGBLCD液晶屏、8个7位数码管、蜂鸣器模块、UART通信模块、ADC模块、DAC模块和WIFI通信模块，配合小脚丫FPGA板能够完成多种实验，是数字逻辑、微机原理、可编程逻辑语言以及EDA设计工具等课程完美的实验平台。

STEP BaseBoard V4.0套件亚克力安装方式：https://www.bilibili.com/video/BV1vm411d7N1/

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目前已有朋友成功使用小脚丫核心板与AI大模型结合完成手势识别，如果有参与者选择本平台AI大模型方向的任务可以网上找相关资料和模型库完成哦。

板载资源:

E2PROM芯片AT24C02
温湿度传感器SHT-20
加速度计
环境光和接近式传感器
气压计
4×4矩阵键盘
旋转编码器
电位计
HDMI接口
RGB LCD液晶屏
8位7段数码管
蜂鸣器模块
UART通信模块CH340C
ADC功能模块ADC081S101
DAC功能模块DAC081S101
WIFI功能模块ESP8266-12F
PMOD接口

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可完成实验：

组合逻辑、时序逻辑基本实验
矩阵键盘、旋转编码器控制实验
电子琴、交通灯、数字钟、万年历实验
温湿度、接近感应实验
任意波形信号发生实验
模拟数据采集实验
液晶屏、VGA显示实验
串口通信、WIFI通信实验
……

该版本为V3.0的升级版，几乎所有能够在V3.0上执行的案例都可以运行在这个版本上。在我们推出针对这个V4.0版本的完整案例之前，可以参考针对V3.0的详细介绍和参考案例。

本次搭配采用的小脚丫核心模块是采用Type C接口的基于Lattice MXO2的小脚丫FPGA核心板 ——STEP-MXO2-LPC。

基于Lattice MXO2的小脚丫FPGA核心板

STEP小脚丫FPGA学习平台是苏州思得普信息科技公司专门针对FPGA初学者（尤其是学习数字电路的在校同学）打造的一系列性价比最高、学习门槛最低的学习模块系列。板上选用的芯片兼具了FPGA和CPLD的优点，瞬时上电启动，无需外部重新配置FPGA，是学习数字逻辑绝佳的选择。系列中所有板子的大小兼容标准的DIP40封装，尺寸只有52mm x 18mm，非常便于携带，而且能够直接插在面包板上或以模块的方式放置在其它电路板上以即插即用的方式，大大简化系统的设计。

最新推出的STEP-MXO2-LPC在易用性方面做了大幅升级：

使用了USB Type C接口提供板上+5V供电、FPGA的配置，并新增了UART通信的功能，因此无需再通过其它端口与PC进行数据通信
支持U盘模式（连接到上位机的USB端口，上位机自动弹出StepFPGA的U盘盘符）的下载，任何操作系统的电脑 - Windows、Mac OS以及Linux（包括树莓派）都可以在不安装任何驱动程序的情况下，直接将生成的jed配置文件发送到StepFPGA盘中即可完成编程
为配合这款小脚丫FPGA的使用，我们特别升级了Web IDE系统，用户不必再下载安装Diamond软件，即可在任何一款电脑上通过浏览器进行FPGA的编程和编译。图形化的界面使得操作非常直观、便捷

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小脚丫STEP-MXO2-LPC

硬件规范

核心器件：Lattice LCMXO2-4000HC-4MG132
- 132脚BGA封装，引脚间距0.5mm，芯片尺寸8mm x 8mm；
- 上电瞬时启动，启动时间<1ms；
- 4320个LUT资源， 96Kbit 用户闪存，92Kbit RAM；
- 2+2路PLL+DLL；
- 嵌入式功能块（硬核）：一路SPI、一路定时器、2路I2C
- 支持DDR/DDR2/LPDDR存储器；
- 104个可热插拔I/O；
- 内核电压2.5-3.3V；
板载资源：
- 两位7段数码管；
- 两个RGB三色LED；
- 8路用户LED；
- 4路拨码开关；
- 4路按键；
36个用户可扩展I/O（其中包括一路SPI硬核接口和一路I2C硬核接口）
支持的开发工具思德普开发的Web IDE以及Lattice官方提供的Diamond
支持MICO32/8软核处理器以及RISC-V软核
板上集成FPGA编程器，采用U盘的模式
一路USB Type C接口，可用于给核心板供电、给FPGA下载JED文件以及同上位机通过UART通信
板卡尺寸52mm x 18mm

引脚定义

上电测试

STEP-MXO2-LPC开发板通过USB端口供电，采用了Type接口。开发板出厂内置测试程序，上电后：

数码管：循环显示0~7之间的数字
流水灯：依次闪烁实现流水效果
三色灯：两个三色灯逐次显示红，绿，蓝，白颜色
拨码开关：控制数码管、流水灯及三色灯闪烁的速度，
- 四位拨码开关全部拨至下端，闪烁速度最快（0.5s左右）
- 四位拨码开关全部拨至上端，闪烁速度最慢（2s左右）
- 四位拨码开关处于其他状态时，闪烁速度适中（1s左右）
按键开关：控制数码管、流水灯及三色灯闪烁的方向及显示的亮度，
- K1：控制数码管、流水灯及三色灯闪烁的方向或顺序
- K2：控制所有显示的亮度，分六级亮度等级，按K2亮度增强
- K3：控制所有显示的亮度，分六级亮度等级，按K3亮度减弱
- K4：软件复位

使用说明：

STEP-MXO2-LPC的编程芯片已经集成到小脚丫开发板上，因此只需要一根USB Type C线和电脑相连，就可以完成供电和编程的功能，无需安装驱动。
开发过程可以使用思德普的Web IDE或Lattice的Diamond软件，该软件的安装和操作简单易上手，操作过程与其他厂商的FPGA设计工具大同小异。
STEP-MXO2-LPC板在进行程序下载时与STEP MXO2-V2版本不同，将该板卡与PC连接后，将被识别成“大容量存储设备”，盘符为StepFPGA，你只需要将程序生成的.JED文件复制进入板卡之中，即可完成下载。

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