FPGA/Arduino/Matlab/Simulink一体化（四）——实例一则

目标：在Step-MachXO2上实现7-Segment（该板含两个，择一即可）8段LED交替亮灭的简单功能

要求：

1. 交替亮灭是由Arduino Uno控制，Arduino定时输出3-bit周期性数字信号，作为待译码的数据，输入FPGA；

2. FPGA需要对输入的3-bit数据进行8421BCD-to-7-Segment译码，用以驱动数码管，逻辑如下：

3. Arduino程序在Matlab中编写：（Arduino Uno数字输出分别是pin8, 9, 10）

a = arduino('COM4');
a.pinMode(8,'output');
a.pinMode(9,'output');
a.pinMode(10,'output');
　　for i = 1:10
　　　　digitalWrite(a, 8, 0);
　　　　digitalWrite(a, 9, 0);
　　　　digitalWrite(a, 10, 0);
　　　　pause(0.5);
　　　　digitalWrite(a, 8, 1);
　　　　digitalWrite(a, 9, 0);
　　　　digitalWrite(a, 10, 0);
　　　　pause(0.5);
　　　　digitalWrite(a, 8, 0);
　　　　digitalWrite(a, 9, 1);
　　　　digitalWrite(a, 10, 0);
　　　　pause(0.5);
　　　　digitalWrite(a, 8, 1);
　　　　digitalWrite(a, 9, 1);
　　　　digitalWrite(a, 10, 0);
　　　　pause(0.5);
　　　　digitalWrite(a, 8, 0);
　　　　digitalWrite(a, 9, 0);
　　　　digitalWrite(a, 10, 1);
　　　　pause(0.5);
　　　　digitalWrite(a, 8, 1);
　　　　digitalWrite(a, 9, 0);
　　　　digitalWrite(a, 10, 1);
　　　　pause(0.5);
　　　　digitalWrite(a, 8, 0);
　　　　digitalWrite(a, 9, 1);
　　　　digitalWrite(a, 10, 1);
　　　　pause(0.5);
　　　　digitalWrite(a, 8, 1);
　　　　digitalWrite(a, 9, 1);
　　　　digitalWrite(a, 10, 1);
　　　　pause(0.5);
end

4. FPGA译码器功能通过Simulink原理图设计实现，并生成Verilog HDL（还可生成testbench），交由Diamond综合、仿真、下载；

5. 注意Arduino数字输出和FPGA输入之间电平变换（5V-3.3V），本例采用简易的电阻变换，考虑性能影响，未来可考虑采用74HC4050。

测试结果：