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基于Nios-II的流水灯实验

时间：2022-12-13 12:12:48

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基于Nios-II的流水灯实验

文章目录

一、实验内容二、实验原理三、实验步骤3.1、硬件部分3.2、软件部分3.3、运行结果

一、实验内容

二、实验原理

控制 LED 灯闪烁的用户程序代码很小，将其固化在片内 ROM 来执行。变量、堆栈等空间使用片内 RAM，不使用任何片外存储器。整个系统的框图如下图所示。

三、实验步骤

3.1、硬件部分

1、新建一个项目

2、进行Qsys系统设计

Tools→Qsys

在弹出来的窗口中File→save as，将文件命名为kernel并保存

3、右键clk_0,设置时钟值：

4、添加CPU和外围器件

①添加Nios II 32-bit CPU

勾选下图选项其余保持默认设置即可

重命名nios2_qsya_0为cpu，将cpu的clk和reste_n分别与系统时钟clk_0的clk和clk_reset相连。

②添加jtag uart接口

弹出的窗口中保持默认。修改"JTAG UART" 核的名称为jtag-uart并进行clk 、reset、master-slave的连线，以及中断irq连线。

③添加片上存储器On-Chip Memory(RAM)核

修改下图数据，其他保持默认。

重命名"On-Chip Memory"核为onchip_ram。然后进行时钟、数据端口、指令端口的连接。

④添加PIO接口，保持默认选项。

重命名其核为pio_led，并在external_connection行中的Export栏中双击命名为out_led。然后连接时钟、数据端口、指令端口。

⑤添加system ID peripheral核，保持默认选项，重命名为sysid,连接时钟、数据端口。

5、完成Qsys设计的后续工作

①寄地址分配：system->assign base addresses

完成后Base栏将出现不会重复的具体地址。

②分配中断号：在IRQ标签栏中点击连接点即可为jtag_uart核添加一个值为0的中断号。

③复位端口：system->create globalresetnetwork，自动复位所有端口，完成最终连线。

④指定NIos II的复位和异常地址：双击cpu 后，第一列往下拉配置Reset vector 和exception vector

6、生成Qsys系统

7、关闭窗口，回到quartus主页面，创建原理图文件，添加生成的kernel文件。

加入kernel.qip 文件：

进行逻辑连接和生成管脚

①逻辑连接：

开发板晶振为50m，与系统默认一样，因此不需要修改。

②在kernel模块中右键选择Generate Pin for Symbol Ports生成管脚

将管脚重命名

8、芯片引脚设置：Assignments->Device

回到主页，进行编译。

分配针脚

回到主页后再次编译。

3.2、软件部分

1、启动Nios II SBT

菜单栏中Tools-> Nios II Software Build Tools for Eclipse，在弹出来的窗口中选择当前工程的目录为工作空间

2、创建工程

在SOPC Information File name窗口中选择 kernel.sopcinfo文件，以便将生成硬件配置信息和软件应用关联

给程序命名

在自动生成的.c文件中加入代码

#include "system.h"#include "altera_avalon_pio_regs.h"#include "alt_types.h"const alt_u8led_data[8]={0x01,0x03,0x07,0x0F,0x1F,0x3F,0x7F,0xFF};int main (void){int count=0;alt_u8 led;volatile int i;while (1){if (count==7){count=0;}else{count++;}led=led_data[count];IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(PIO_LED_BASE, led);i = 0;while (i<500000)i++;}return 0;}

编译：