XADC采集外部信号实时显示在RGB屏幕中
概述
XADC在Xilinx7系列器件上可用。The XADC is available in all Artix-7, Kintex-7, Virte-7, and Zynq-7000 SoC devices.
XADC需要例化使用，但是如果使用JTAG访问的话，就不需要例化，直接在Vivado软件中就可以直接访问XADC的各项数据，包括芯片温度、电压等数据。The XADC also includes several on-chip sensors that support measurement of the on-chip power supply voltages and die temperature. The ADC conversion data is stored in dedicated registers called status registers. These registers are accessible through the FPGA interconnect using a 16-bit synchronous read and write port called the dynamic reconfiguration port (DRP).也可以通过DRP进行访问XADC的数据寄存器。
XADC有一个专用的模拟输入对（Vp_Vn），在外部使用两个引脚。此外还有16个辅助模拟输入可用，这些辅助模拟输入在平时是作为数字I/O口使用的。（相当于单片机的管脚复用）
此外，在Vivado中，调用XADC是需要自行进行管脚位置约束的，使用ISE则不需要。（但是在Vivado管脚约束的GUI界面处，Vp_Vn引脚是会有提示对应哪个I/O口的）。
这里同样指出，使用JTAG访问XADC时，是不需要例化的。
| DI[15:0] | DRP输入数据总线 |
|---|---|
| DO[15:0] | DRP输出数据总线 |
| DADDR[6:0] | DRP地址总线 |
| DEN | DRP使能信号 |
| DWE | DRP写使能 |
| DCLK | DRP时钟输入 |
| DRDY | DRP数据就绪信号 |
| RESET | XADC控制逻辑的异步复位信号。 |
| CONVST | 转换起始输入。 |
| CONVSTCLK | 转换开始时钟输入。 |
| VP , VN | 专用模拟输入引脚，提供差分模拟输入。 |
| VAUXP[15:0], VAUXN[15:0] | 十六个辅助模拟输入对 |
| ALM[0] | 温度传感器报警输出 |
| ALM[1] | VCCINT传感器报警输出 |
| ALM[2] | VCCAUX传感器报警输出。 |
| ALM[3] | VCCBRAM传感器报警输出 |
| ALM[4] | VCCPINT传感器报警输出 |
| ALM[5] | 传感器报警输出 |
| ALM[6] | VCCO_DDR传感器报警输出 |
| ALM[7] | 总线ALM的逻辑OR[6：0]。可用于标记任何警报的发生。 |
| OT | 超温报警输出 |
| MUXADDR[4:0] | 这些输出用于外部多路复用器模式。它们指示要转换的序列中的下一个信道的地址。 |
| CHANNEL[4:0] | 通道选择输出。ADC转换结束输出数据时，输出的为哪个通道（管脚）的数据 |
| EOC | 转换结束信号。当测量值写入状态寄存器时，该信号在ADC转换结束时转变为高电平有效 |
| EOS | 序列结束信号。当通道序列中最后一个通道的测量数据被写入状态寄存器时，该信号转变为有效高电平 |
| BUSY | ADC忙音。该信号在ADC转换期间转换为高电平。在ADC或传感器校准期间，该信号还会在较长时间内转换为高电平 |
| JTAGLOCKED | 表示JTAG接口发出了DRP端口锁定请求。该信号还用于指示DRP已准备好接入（当低电平时）。 |
| JTAGMODIFIED | 用于指示发生了对DRP的JTAG写入 |
| JTAGBUSY | 用于指示JTAG DRP事务正在进行中 |
XADC的两种模式
Unipolar Mode（单极模式）
此时VP应该接正，VN接地，测量范围为0~1V，分辨率为244uV，输入0V时，输出000h，输入1V时，输出FFFh。
Bipolar Mode（双极模式）
此时VP00.5V，VN测量范围为-0.50V。
上述为只读的状态寄存器及其地址，ADC读取到的各个通道的数据都存储在相应地址中，值得注意的是，前边的 CHANNEL[4:0]通道选择输出。ADC转换结束输出数据时，输出的为哪个通道（管脚）的数据 与这里的地址是一样的，也就是说可以直接将CHANNEL[4:0]与DRP的DADDR[6:0]相连接，这样读取的数据与ADC测量的数据时对应的。
简单来说就是，当EOC/EOS高电平之后，表示ADC数据转换完成，并且已经存储的相应的寄存器上，同时的CHANNEL也会输出ADC转换的相应的通道地址。这时就可以通过DRP来访问相关寄存器。使能DRP（DEN），将ADC寄存器地址发送DADDR地址总线上，DRP开始读取相应寄存器中的数据，当DRDY高电平时，表示寄存器地址读取完成，DO输出的为有效数据。
相关的代码就不放了，因为主要参考的是FPGA使用XADC测量外部模拟输入电压这篇文章的代码。大家有兴趣的可以去看看，他写的比我详细的多。
JTAG访问XADC
可以在此处，点开XADC就可以在不用例化的情况下访问相关数据。
工程源码
我把ＸＡＤＣ读取外部数据，并且显示在ＲＧＢ屏幕的源码已经上传在百度网盘中，大家有需要的自取即可。
链接: https://pan.baidu.com/s/1IH_9_BDwL3NJpeCsp5KrSg?pwd=2w5p 提取码: 2w5p 复制这段内容后打开百度网盘手机App，操作更方便哦
基于正点原子达芬奇开发板，其他的开发板需要更改相关的引脚约束。
正点原子代码问题
正点原子中的部分代码直接使用了除法，而在FPGA中，使用除法则会造成大量逻辑资源的浪费，所以建议大家尽量不要在FPGA中直接使用除法。
可以看到，使用除法会消耗大量的逻辑资源，并且可能造成时序问题。
参考文献
[1] 正点原子. 达芬奇之FPGA开发指南
[2] 野火. FPGA+Verilog开发实战指南——基于Xilinx+Spartan6
[3] 子疯叶.FPGA使用XADC测量外部模拟输入电压CSDN(https://blog.csdn.net/qq_56016739/article/details/131905117)
