产品描述

特别提示:

1.  现Xilinx大学计划与Digilent中国院校计划官方联合推出“Basys 3 买4送1”学术特别支持活动。活动仅限在校教师学生参与,您可通过点击页面右侧“买4送1”特别通道个人真实身份申请优惠。

2. 《Basys 3 中文实验指导手册》现已发布,用户可点击右侧“技术论坛”进行下载。


Basys 3是一款可由Vivado®工具链支持的入门级FPGA开发板,带有Xilinx® Artix®-7 FPGA芯片架构。该款产品是广受欢迎的Basys系列FPGA开发板中最新的一代,特别适合刚开始接触FPGA技术的学生或初学者。Basys 3秉承所有Basys系列开发板一直以来的特色:即用型的硬件,丰富的板载I/O口,所有必要的FPGA支持电路,免费的软件开发平台,以及适合学生群体的售价。

为了帮助工科学生实现专业级的工程试验表现,Digilent为新一代的Basys3带来了性能上的极大提升,包括:

更多的I/O:

用户界面开关加倍,板载输出的数量加倍,更新外部接口的数量(从6引脚单排Pmods更新至12引脚双排Pmods),并且包括首次在Basys系列设备上加入USB-UART桥接功能。

新的芯片架构应对新的编程挑战:

从Spartan®-3E系列芯片改为Artix-7级别的芯片,Basys 3在硬件性能上取得了卓越的提升。新的Artix FPGA逻辑单元数量翻了15倍(从2,160到33,280),并且从倍增器更新到了真正的DSP切片。RAM的容量也增加了超过26倍。

业界首款具备SOC能力的设计套件:

Basys 3最重要的改变就是升级为可由Xilinx Vivado®支持。作为最为先进的设计工具链,Vivado为全球专业工程师所广泛应用,相比ISE®,Vivado能提供更好的用户设计体验和硬件功能实现。这些功能包括集成的IP工具(可缩短开发时间达10倍)和Vivado Logic/Serial I/O分析仪*。

*仅适用于Vivado设计版–相关版本的Basys3支持文档请浏览Digilent的维基网站。

产品数据:

设备/IC: Xilinx Artix-7 FPGA (XC7A35T-1CPG236C)

连接器:

  • USB A

  • USB micro-B

  • 4个12引脚Pmod连接器

  • VGA

编程:专为Vivado设计套件设计

产品特点:

  • Xilinx Artix-7 FPGA: XC7A35T-1CPG236C

  • 33,280个逻辑单元,5,200个切片(每片包含4个6-input LUT和8个触发器)

  • 1,800Kbits的快速随机存储器

  • 5个时钟管理,每个带有一个锁相环(PLL)

  • 90个DSP切片

  • 内部时钟速率超过450MHz

  • 片内模数转换器(XADC)

  • Digilent USB-JTAG端口,支持FPGA编程和通信

  • 专为Vivado设计套件所支持。扩展功能都可以通过购买设计版本获得

  • 免费标准WebPACK™下载使用权限

  • 串行闪存

  • USB-UART桥接

  • 12位VGA输出

  • USB HID主机的鼠标,键盘和记忆棒

  • 16个拨码开关

  • 16个用户LED

  • 5个用户按键

  • 4位7段显示器

  • 4个Pmod连接器

  • 3个标准的12引脚Pmod

  • 1个两用XADC信号/标准的Pmod

产品包含:

  • Basys 3 FPGA开发板

  • 带有保护泡沫保护的Digilent专用纸箱

查看全部

Basys 3 Artix-7 FPGA训练板

产品型号: 410-183(“买4送1”官方学术特别支持活动进行中)

项目案例

RFID自动驾驶小车

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这个作品项目是一台自动驾驶小车(名称为:漫游者),它能够通过无线射频识别(RFID)在规划好的路线上实现自动驾驶。作者是来自罗马尼亚Universitatea Politehnica Timişoara的两名本科生。他们认为这个作品的概念是独一无二的,很难看到与之相似的其它作品。

这个作品的制作目的是探索一项技术解决方案,可以让今后每一辆汽车通过物联网(IOT)实现自动驾驶功能。在作者眼里,这可能是有史以来最高效最安全的自动驾驶技术。目前这个项目只是打造了一个雏形,他们相信随着技术的深入与普及,能够大大帮助降低当今的车祸发生率及由此所造成的人员事故伤害。

在当前阶段,作者正在寻求每一位创客的帮助来推广他们的技术概念并使之更加完善并最终使这一技术能够投入实际应用。故在此他们选择分享如何DIY制作这样一台带有自动导航系统的小车,并希望以此方式来收集反馈以帮助改善技术。

基于Basys 3的自制抓娃娃机

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每个妹子的豆蔻年华都会有一段叫做“抓娃娃机”的美好回忆。而对于汉子们而言,陪女盆友在游乐场玩娃娃机则是美好恋爱故事中的标配桥段(以防创伤,单身汪请自动绕过上述这段)。当然,这些回忆中肯定少不了妹子指明相中了有机玻璃箱中的某个娃娃,汉子丢下诸多硬币,撩起袖管,却无奈于一次次抓取失败后的一脸懵逼…


在今年的NIWeek上,就出现了这样一款把妹神器 — 「用FPGA开发板自制的抓娃娃机」。无论你的目的是出于之后可以在寝室暗自猛练抓娃娃技术然后带着妹子去汤姆熊炫耀,还是直接将之作为礼物送给你的女神(单身汪们可以看回来了),相信此技(计)一出,妥妥的工科男界的一股清流,帮助你迎来女神崇拜的目光。点击页面右上角“DIY动手指南”,手把手跟着制作一台属于自己的抓娃娃机吧!

如何使用FPGA控制步进电机(借助PmodSTEP)

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由于FPGA开发板的输出引脚往往无法为步进电机提供所需的足够电流,在实际的控制过程中我们需要借助PmodSTEP步进电机传感模块,通过它来实现功率放大以对步进电机进行控制。


这一DIY动手指南将带你了解使用FPGA控制步进电机的一些基础知识,并手把手指导你如何使用FPGA开发板(在这一项目中我们使用的是DIGILENT Basys3)和DIGILENT PmodSTEP步进电机传感模块来实现对步进电机的控制。在DIY动手指南中同时分享了控制步进电机的Vivado项目代码,希望能给大家带来帮助。

如何使用FPGA控制二轴操纵杆(PmodJSTK)

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这一Demo将教你如何一步步实现用FPGA开发板(这里使用的是Basys 3)来控制PmodJSTK二轴操纵杆。


Demo从PmodJSTK操纵杆接收数据并将其显示在Basys 3板载的七段显示器上。Demo中,Basys 3的开关0用来将所显示的X轴数据变为Y轴数据,并用以连接PmodJSTK上的按钮至Basys3的板载LED上。开关1与开关2用以控制PmodJSTK上的LED。


项目的DIY动手指南中同时分享了Demo的Vivado项目代码。

如何使用FPGA连接二轴操纵杆来控制步进电机

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此动手教程将教你如何将两个PmodSTEP步进电机驱动器,两个步进电机,以及PmodJSTK二轴操纵杆连接至Basys 3 FPGA开发板,并利用PmodJSTK来控制伺服。


项目中的代码来自于【如何使用FPGA控制步进电机(借助PmodSTEP)】与【如何使用FPGA控制二轴操纵杆(PmodJSTK)】两个前期分享的项目教程的拼接,拼接过程中用到了一个解码器以将来自PmodJSTK的数据转换成方向信号。

如何使用FPGA控制伺服(借助PmodCON3)

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此动手指南是之前所介绍的一个大项目:【基于Basys 3的自制抓娃娃机】中某一实现步骤的详解部分。项目中,作者使用伺服来控制娃娃机抓手的打开和关闭动作。


由于Basys3的输出引脚不能提供足够的电流直接去驱动伺服,项目中必须使用到PmodCON3伺服连接器作为外接电源接口以实现对伺服的控制。


这篇DIY动手指南将带你了解并掌握如何让FPGA发送正确的信号到伺服机,通过让伺服机接收到角度值而非PWM信号去控制它。为了便于演示,此项目为每一个开关分配了一个角度值,每个开关角度值的增量为24度,从而达到0到360度的控制。

远程无线电子钢琴(基于Basys 3 FPGA开发板)

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这一作品用多块Basys 3 FPGA开发板实现无线连接及音频信号的传输。其中,在一块Basys3上实现了电子钢琴:以USB键盘上的按键对应钢琴黑白键,在FPGA中将按键信号编码为对应的钢琴音调,然后通过PmodAMP2音频放大器接喇叭发出钢琴按键的声音。同时,实现了RF的发送端,将对应的钢琴按键数据通过PmodRF2发射出去。在另一块Basys3上实现了RF的接收端,通过PmodRF2接收第一块Basys3发送的钢琴按键信息,并通过PmodAMP2接喇叭发声,从而实现了无线电子钢琴。也可以设置多组发送端/接收端,形成一个网络。


作品demo可以实现播放预设音乐与通过键盘按键演奏想要听到的音乐两种效果。具体Demo视频点可以点击浏览第一张图片哦。

智能象棋机器人

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本项目基于DIGILENT Basys3 FPGA开发板研发的中国象棋机器人可实现机器人与人之间直接在棋盘上进行中国象棋的对弈,比通过电脑显示器进行对弈更有临场感。还能通过互联网进行远程连接,让对手双方通过互联网在棋盘上进行远程“面对面”对弈。基于FPGA的三维运动控制系统,使现场对弈的感觉更加有趣。图像识别以及算法处理,可以准确地完成一场真正的象棋对决。


机器博弈是博弈游戏与计算机技术的结合,是人工智能领域里一个重要研究领域,在国际上已经开展了半个多世纪。象棋是从两军对阵中抽象出来的一种智力游戏,因此它是博弈的一个标准问题。下棋的双方无时不在调动自己的一切智能,充分发挥逻辑思维、形象思维和灵感思维的能力。所以,在人工智能领域始终将棋类的机器博弈作为最具挑战性的研究方向之一。


本设计旨于将博弈机器人小型化,智能化,使其不仅是陈列在博物馆的庞然大物,而是能够真正能够为家庭提供娱乐的休闲用品。同时提出了为博弈机器人搭建专门的网络云服务与对战平台的解决方案,可用于中国象棋教学、远程比赛等。

用FPGA和十六键键盘制作的电子密码锁

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Digilent Cmod A7是一款基于Xilinx Artix-7 FPGA的最小系统原型化开发板,具有48引脚DIP,并可直连面包板。该产品的大小仅有0.7” x 2.75”,适用于基于Xilinx Vivado开发软件的各类数字逻辑电路以及MicroBlaze嵌入式软核处理设计。


在这一动手项目中,我们将使用Cmod A7作为开发板,将PmodKYPD 16键键盘插入到Cmod的接口中,完成一个密码锁的设计。同时,本项目还有Basys3的版本,增加了利用Basys3自带的数码管显示输入的功能。此功能也可通过Cmod引脚外接到数码管上实现。

基于Basys 3的自动视力测试仪

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这一项目是【DIGILENT中文社区极客DIY限时挑战 — 2016年10月挑战任务】的挑战成功作品。创作者使用Basys 3开发板,在为期三周的时间内制作完成了一个自动视力测试仪,并实现了以下功能:


1、随机生成不同方向视力测试的符号“E”,并在显示器上显示。四个方向的概率应相同。

2、拨动Basys3板上的SW15开关开始测试。测试者通过Basys3板上的四个方向按键选择看到的字符方向,然后按下中间按键表示确认。若三次判断正确两次及以上,则字号变小,进行下一轮测试;否则测试结束,通过VGA在屏幕上提示测试结束,并显示视力测试结果(完全按照标准视力对照表设计)。

3、测试过程中,数码管显示测试的等级、每轮已完成的次数,以提醒测试者测试进程。

4、完成一组测试后,测试者可拨动Basys3板上的SW15开关重设,进行另一只眼睛的视力测试。

5、附加功能:完成蓝牙控制模式,提高测试等级。通过开关SW0切换有线和蓝牙两种模式。通过安卓蓝牙串口调试助手,实现方向按键和确认按键的远程控制。


点击右上角的“DIY动手指南”,让我们一起来看一下这一项目是如何一步步实现的吧~!

经典游戏俄罗斯方块的FPGA实现

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FPGA的运算能力足以实现各种我们童年回忆里的小游戏。此项目是基于创客mingmingruyue99分享的在Zedboard平台上完成的俄罗斯方块游戏设计。我们将这个项目移植到了更小Basys3入门级FPGA板卡上,使用Basys3 FPGA作为主控平台,通过VGA接口显示俄罗斯方块游戏界面,并通过Basys3板卡上的按键操作游戏。

机器人辅助康复系统

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随着近年来人口老龄化速度的加快以及各种疾病导致的运动功能障碍患者的增多,助老助残成为了一个社会所关注的问题。本项目旨在设计基于可穿戴惯性动捕技术的机器人辅助康复训练系统来缓解这一问题。


小组成员凭借该作品在2016第三届江苏省虚拟仪器竞赛中荣获一等奖,在东南大学举办的2016年江苏省FPGA设计邀请赛中荣获二等奖。

基于FPGA的等精度频率计

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由于直接测量法无法同时兼顾高频信号和低频信号的测量,所以设计相对麻烦且误差相对较大,因此产生了等精度测量法,该法具有在测量量程内误差率一致并且可控、精度等优点,被广泛采用。


本设计主要采用以Digilent Basys3为核心的FPGA,辅以模拟电路+STM32的架构。模拟电路完成了信号缩放、信号整形与数模转换等;FPGA主要完成了数据采集与预处理,STM32则进一步处理并显示;编程采用Verilog语言,1Hz-65MHz左右的信号频率均能被检测,精度只差十万分之一。


等精度测频法是将标准频率信号与待测信号输入到两个计数器进行同步计数。测量时单片机先预置闸门时间T,当闸门开启时,等待被测信号触发沿到来,计数器开始计数。预置闸门时间结束时,计数器并不立即停止而是等被测信号下一个同相位触发沿到来才关闭同步门并停止计数。可见实际闸门时间是被测信号周期的整数倍,即与被测信号同步。本项目主要包括以下模块: 

1)模拟电路模块

当信号幅度小于50mVrms时,信号太小,需要经过放大器模块,此后,如果测量信号频率,则放大器输出信号接到比较器模块。当信号幅度大于400mVrms时,对于测量频率来说,信号太大,需要经过衰减器模块,此后,如果测量信号频率,则衰减器输出信号接到比较器模块。在50mVrms~400mVrms范围,直接接入比较器输入即可。


2)FPGA模块

数字信号进入FPGA,采集并测量相关参数。比较器的两路输出信号分别与频率测量模块、时间间隔测量模块、占空比测量模块挂钩,ADC的数据及拨码开关状态与波形数据的采样和存储直接相关。这些数据最后都由与STM32数据传输这一模块交给单片机处理。


3)显示模块

单片机在上电初始化完成后,会根据当前的模块,不断从FPGA获取相关数据并显示结果。在一轮显示完成后,会根据模式进行下一轮数据读取与显示。


项目Demo视频请点击首图浏览。

基于FPGA 的基础生理参数测量系统

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随着生活水平的不断提升以及城市老龄化比例的提高,人们越来越重视个人的身体健康和医疗保健,近年来国家医改的不断推进,医疗检测设备的家庭化逐渐成为了趋势。然而,目前市面上存在的医疗检测设备价格昂贵,并且体积庞大、不便携带,不利于大众化、家庭化的推广。


本设计由传感器系统、LCD显示、温度测量电路和供电系统等组成,整个系统的控制采用以Xilinx Basys3为核心的FPGA,编程采用基于Vivado平台的 Verilog 语言。从而实现了集实用多功能于一体的便携式电子医生设计方案。所实现的功能包括:


1)体温测量:

利用Digilent Basys3开发板与DS18B20温度传感器和内部XADC转换器即可实现。温度模块通过单总线串口方式与核心处理器进行数据通讯,将一个时钟周期内所采集的温度信息传递给核心处理器,由核心处理器进行数据解析。


2)脉搏测量:

选用 Pulse sensor脉搏传感器,此传感器为光电反射式模拟传感器。将其佩带于手指或耳垂等处,通过导线连接,可将采集到的模拟信号传输给控制板,来转换为数字信号。


以上功能的结果均可在功能按键的控制下由LCD显示器直观的显示,实现即时数据采集和显示,预期整个系统最终产品实现操作简单,功能强大实用,人机界面友好。


本设计拥有开放性设计理念,具有极强的可扩展性,基于Xilinx Basys3开发板可实现多种基础生理参数的测量。如后续可添加血压测量、血糖检测、语音播报等多种模块,作为家庭化的医疗检测设备,拥有广阔的市场空间。

自学课程

Basys 3训练板起步教程 19分09秒 | 初级

Basys 3训练板起步教程

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本门课程带你走进世界上最受欢迎的数电学习神器,一步步介绍Basys 3的功能特性,并结合Vivado工具链教你在实际动手项目中扎扎实实地学习Basys 3的使用。

Verilog学习视频教程(中文) 03小时32分 | 初级

Verilog学习视频教程(中文)

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Verilog HDL是一种硬件描述语言,是FPGA硬件开发必不可少的工具之一。对于FPGA的入门学习者而言,学好Verilog语言是基础与关键。本教程由北京航空航天大学教授夏宇闻教授主讲,共分16课时,将系统地带你掌握Verilog语言。