1、SOPC課程設計實驗報告 基于SOPC的警示燈設計 2013電子信息工程3班李婕 羅丹妮一、 設計目的 1、 熟悉掌握SOPC的基本流程2、 設計一個警示燈并滿足基本要求3、 通過設計發(fā)現(xiàn)問題并解決二、 設計設備1、硬件：PC機、SOPC-NIOS II EDA/SOPC系統(tǒng)開發(fā)平臺2、軟件：QUARTUS II、SOPC Builder、NIOS II IDE三、 設計內(nèi)容 初始狀態(tài)為紅燈（LED2）熄滅，綠燈（LED1）點亮，數(shù)碼管顯示為0。 當按鍵按下，紅燈（LED2）閃爍，綠燈（LED1）熄滅，同時蜂鳴器響起，數(shù)碼管開始倒計時9S，此狀態(tài)持續(xù)時間為9s。 9s后，恢復初始狀態(tài)。四、 設

2、計步驟1、 使用Quartus II建立一個工程文件和頂層文件；2、 使用SOPC Builder建立一個簡單Nios II硬件系統(tǒng)1） 啟動SOPC Builder2） 指定目標FPGA3） 添加NiosII內(nèi)核及其他外設A、添加NiosII、SRAM、JTAG-UART、Avalon總線的IP核 B、添加一個2位的輸入型PIO作為按鍵keyC、添加兩個1位的輸出型PIO作為 led1及l(fā)ed2的輸出端口D、添加一個1位的輸出型PIO作為蜂鳴器的輸入端口AE、添加一個3位的輸出型PIO作為數(shù)碼管的位選selF、添加一個8位的輸出型PIO作為數(shù)碼管的段選dat 4） 指定基地址和中斷優(yōu)先級 5

3、） 設置NiosII復位和異常地址6) 編譯生成NiosII系統(tǒng)SOPC Builder行程圖如下：3、在Quartus II中建立一個蜂鳴器 1） 用VHDL語言編寫蜂鳴器程序 2） 編譯成功后Creat symbol，生成Project sing4、在Quartus II中編譯Nios II硬件系統(tǒng)并生成配置文件 1） 在Quartus II加入Nios II系統(tǒng)符號到頂層文件 2） 給各端口加入輸入輸出引腳，并重命名 3） 設置參數(shù) 4） 編譯頂層文件 5） 分配管腳 6） 再次編譯5、在Nios II IDE中建立C/C+工程，編寫用戶程序6、編譯用戶程序7、下載.SOF至FPGA,運

4、行程序，觀察結果五、設計程序 蜂鳴器程序（VHDL）:LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY sing1 IS PORT( CLK:IN STD_LOGIC; p:IN STD_LOGIC; - DIGIT:BUFFER STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0); SPEAKER:OUT STD_LOGIC);END ENTITY;ARCHITECTURE SONG OF sing1 ISSIGNAL DRIVER,ORIGIN:STD_LOGIC_VECTO

5、R(12 DOWNTO 0);SIGNAL COUNTER:INTEGER RANGE 0 TO 140;SIGNAL COUNTER1:INTEGER RANGE 0 TO 3;SIGNAL COUNTER2:INTEGER RANGE 1 TO ;SIGNAL DIGIT :STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0);SIGNAL COUNT :STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0); SIGNAL CARRIER,CLK_4MHZ,CLK_4HZ:STD_LOGIC; BEGINPROCESS(CLK)BEGINIF CLKEVENT AND CLK=1

6、THEN IF COUNTER1=1 THEN CLK_4MHZ=1; COUNTER1=2; ELSIF COUNTER1=3 THEN CLK_4MHZ=0; COUNTER1=0; ELSE COUNTER1=COUNTER1+1; END IF; IF COUNTER2= THEN CLK_4HZ=1; COUNTER2=; ELSIF COUNTER2= THEN CLK_4HZ=0; COUNTER2=1; ELSE COUNTER2=COUNTER2+1; END IF;END IF;END PROCESS;PROCESS(CLK_4MHZ)BEGIN IF CLK_4MHZEV

7、ENT AND CLK_4MHZ=1 THEN IF DRIVER=11THEN CARRIER=1; DRIVER=ORIGIN;ELSEDRIVER=DRIVER+1;CARRIER=0;END IF;END IF;END PROCESS;PROCESS(CARRIER)BEGINif(p=1)thenIF CARRIEREVENT AND CARRIER=1 THENCOUNT=COUNT+1;IF COUNT=00THENSPEAKER=1;ELSESPEAKER=0;END IF;END IF;end if;END PROCESS;PROCESS(CLK_4HZ)BEGINIF CL

8、K_4HZEVENT AND CLK_4HZ=1 THEN IF COUNTER=140 THENCOUNTER=0;ELSE COUNTERDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGI

9、TDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGI

10、TDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITDIGITORIGINORIGINORIGINORIGINORIGINORIGINORIGINORIGINORIGINORIGINORIGIN=11;END CASE;END PROCESS;END SONG; 警示燈總程序：#include #includ

11、e #include #include #include system.h #include altera_avalon_pio_regs.h #include alt_types.h #include sys/alt_irq.h int num;static void Button_ISR_Init(void);static void Button_Irq_Handler(void* context,alt_u32 id);alt_u8 segtab10=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f; /09段碼static void d

12、isplay(int num);/按鍵初始化static void Button_ISR_Init(void) IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_IRQ_MASK(KEY_BASE,0xff); /允許8個按鍵中斷 IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_EDGE_CAP(KEY_BASE,0); /清除中斷標志寄存器 alt_irq_register(KEY_IRQ,NULL,Button_Irq_Handler); /注冊中斷 static void display(int num) IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SEL_BASE,0); /數(shù)碼

13、管位選 IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(DAT_BASE,segtabnum); /顯示倒計時 usleep(1000); /*- *按鍵中斷處理函數(shù)*-*/ static void Button_Irq_Handler(void* context,alt_u32 id) int i; for(i=0;i9;i+) num=9-i; display(num); IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(A_BASE, 1);/蜂鳴器響起 IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(LED1_BASE, 0); IOWR_ALTERA_AVALO

14、N_PIO_DATA(LED2_BASE, 1); usleep(); IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(LED2_BASE, 0); usleep(); IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(A_BASE, 0);/蜂鳴器關閉 IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_EDGE_CAP(KEY_BASE,0); num=0; display(num); int main(void) printf(Begin!n); Button_ISR_Init(); /按鍵中斷初始化 while(1) usleep(); IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(LED1_BASE, 1); IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(LED2_BASE, 0); num=0; display(num); return 0; 六、設計結果按鍵未按下時，處于初始狀態(tài)：LED1亮，LED2滅，數(shù)碼管顯示為0,蜂鳴器未啟動；按鍵按下之后，LED1滅，LED2閃爍，數(shù)碼管進入9秒倒計時并且蜂鳴器響；9秒后恢復初始狀態(tài)